超长深埋隧道机械化开挖围岩稳定性分析

摘要

随着隧道工程领域近年来大力推动机械化施工发展,采用大断面、长进尺开挖工法对围岩稳定性要求将有重大而深刻改变,研究机械化快速施工在不同工况条件下掌子面围岩稳定性,对保障施工安全、提升施工效率意义重大。本文围绕超长深埋隧道机械化开挖围岩稳定性问题,假定掌子面失稳模型为棱柱体与楔形体的复合型式,分析不同地质环境、不同开挖进尺、不同台阶高度、不同断面形式对围岩稳定性影响。研究结论:岩体粘聚力与内摩擦角对稳定性具有重要影响,但随二者增大掌子面稳定系数并非线性增加,而是呈现增长速率逐渐放缓的趋势;掌子面安全系数与开挖进尺、台阶高度呈非线性变化,可根据变化曲率确定最优开挖参数;由单洞双线变为单洞单线隧道,掌子面稳定系数平均增大1倍左右;采用综合性辅助加固措施后,掌子面稳定系数平均增大约35.8%。