西藏多雄拉隧道双护盾TBM掘进与围岩相互作用机理研究

摘要

当前我国正在大力发展交通和水利建设，西藏地区交通落后，但水利资源丰富，西藏多雄拉隧道是西藏林芝市派镇到西藏林芝市墨脱县农村公路的重要组成部分。因为TBM工法掘进效率高，对环境影响小，多雄拉隧道采用双护盾TBM掘进。西藏多雄拉隧道是国内首个采用双护盾 TBM 掘进的公路隧道，探究西藏多雄拉隧道双护盾TBM掘进具有十分重要的意义，也能够为雅鲁藏布江后续的水力资源开发积累宝贵的经验。本文从现场勘察和试验、岩石物理力学试验、室内模型试验和数值模拟分析等方面对西藏多雄拉隧道双护盾TBM掘进与围岩作用机理做了一定研究。 （1）本文通过现场勘察和试验，分析隧址区地质条件，以及地下水和围岩条件，为探究双护盾TBM掘进情况奠定了基础；分析了双护盾TBM护盾摩阻力和隧道围岩变形，得到了影响西藏多雄拉隧道双护盾TBM掘进的影响因素。 （2）通过在西藏多雄拉隧道现场取样，进行了岩石的物理力学试验。测试岩石在三向受力状态下以及三轴加卸载状态下的物理力学性能，模拟实际隧道开挖岩石的受力状态以及开挖卸荷对围岩的影响，得到了围岩的物理力学参数等，为后续模型试验和数值模拟奠定了基础。 （3）在隧道围岩和管片之间存在豆砾石填充层，为了探究豆砾石填充层对隧道围岩及管片的影响，本文根据西藏多雄拉隧道实际掘进过程，进行了室内模型试验，根据相似理论计算出围岩模型配比，模拟刀盘进行隧道掘进，掘进完成后安装管片并进行豆砾石的回填，得出并分析了豆砾石填充层在TBM掘进过程中的作用。 （4）通过有限差分软件 FLAC3D，建立管片-豆砾石填充层-围岩模型，分析豆砾石填充层对隧道管片及围岩的影响；建立 TBM 护盾-围岩模型，分析影响掘进效率的TBM护盾摩阻力，验证了理论计算的合理性。

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