基于层状围岩变形特征的高地应力陡倾板岩隧道合理洞型研究

来源：中国血液净化杂志2020年第9期北京时间：

作者：张俊儒, 马凯蒙, 方钱宝, 孔超, 焦康杰

单位：1. 西南交通大学 交通隧道工程教育部重点实验室, 四川 成都 610031;2. 西南交通大学 土木工程学院, 四川 成都 610031;3. 中铁二院贵阳勘察设计研究院有限责任公司, 贵州 贵阳 550002;4. 西南科技大学 土木工程与建筑学院, 四川 绵阳 621000"],"fundList_en":["Major Project of Science and Technology Research and Development Plan of China Railway Corporation (2017G006-B); High Speed Rail Joint Fund Funded Projects (U1934213)

摘要：即将开工建设的川藏铁路雅安至昌都段，隧道穿越地层多以陡倾（立）变质层状板岩为主，埋深大都在千米左右，地应力高或极高，其建设面临着很严重的大变形问题，给设计阶段初期带来极大挑战。针对以上工程背景，基于层状围岩的变形特征，对高地应力陡倾板岩隧道的合理洞型选择展开研究。首先通过解析计算分析圆形洞室层状围岩的变形特征，并进一步采用离散元数值模拟计算分析马蹄形洞室的变形特征，经相互对比验证数值计算的可行性和合理性，在此基础上，对比研究高地应力陡倾板岩地层单洞双线隧道、双洞单线隧道选择对控制变形的优越性，最后在选定的双洞单线隧道洞型基础上进行优化选择。研究结果表明：与岩层倾角垂直处围岩以结构变形为主，结构面张开变形与薄层结构的弯曲变形为变形的主要来源，且垂直结构面方向围岩变形程度与影响范围均大于其他方向；从控制隧道变形及开挖影响范围考虑，在高地应力陡倾（立）板岩地层采用双洞单线隧道更为合理；在高地应力陡倾（立）板岩地层中，单线隧道高跨比为1.02~1.06时，变形控制最好，而圆形隧道由于开挖面积的增大并非为最优断面。

关键词：隧道工程,陡倾(陡立)层状板岩,高(极高)地应力,洞型选择,变形特征

基金资助：中国铁路总公司科技研究开发计划项目重大课题项目（2017G006-B）；高铁联合基金项目（U1934213）