高地应力硬脆性围岩隧道失稳机理及处置措施-地下空间与工程学报.pdf

　 第 １４卷　 第５期 　 　 地 下 空 间与 工 程 学 报 Ｖｏｌ．１４　 　 ２０１８年１０月 　 　 ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ Ｓｐａｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｏｃｔ．２０１８　 高地应力硬脆性围岩隧道失稳机理及处置措施∗ １ ２ ３ ３ ４ 李建兴 ，张睿 ，黄磊 ，邹逸伦 ，方勇 （１． 四川省铁路产业投资集团有限责任公司，成都６１００４１；２． 四川川交路桥有限责任公司，四川 广汉６１８３００； ３． 西南交通大学 土木工程学院成都６１００３１；４． 西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室，成都６１００３１） 摘　 要：为探究高地应力硬脆性裂隙围岩区隧道失稳及结构破坏机理，并提出系统的处置 措施，笔者通过对在建米仓山隧道进行现场调查，分析了高地应力破碎围岩区隧道开挖引发的 围岩失稳破坏的特点，并结合特定的地质条件，利用能量理论对隧道施工过程进行数值模拟， 分析模拟结果得到：米仓山隧道掌子面失稳主要原因是高地应力引起的能量超过岩体的最大 承受能力，而岩体破碎是导致支护破坏的直接因素。 基于此，文中提出了以下处置措施：（１）降低 隧道围岩体内的能量；（２）采用“短进尺、弱爆破”的方式掘进；（３）初期支护结构采用双重支护， 并加强监控量测；（４）将径向锚杆更换成兼起应力释放、锚杆、注浆填充作用的径向小导管。 关键词：高地应力；硬脆性岩体；隧道失稳；处置措施 中图分类号：Ｕ４５　 　 　 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３⁃０８３６（２０１８）０５⁃１３４５⁃０７ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ａｎｄ Ｄｉｓｐｏｓａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ Ｂｒｉｔｔｌｅ Ｆｒａｃｔｕｒｅｄ Ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ Ｒｏｃｋ Ａｒｅａ ｉｎ Ｈｉｇｈ Ｇｅｏ⁃ｓｔｒｅｓｓ Ｔｕｎｎｅｌ １ ２ ３ ３ ４ Ｌｉ Ｊｉａｎｘｉｎｇ ，Ｚｈａｎｇ Ｒｕｉ ，Ｈｕａｎｇ Ｌｅｉ ，Ｚｏｕ Ｙｉｌｕｎ ，Ｆａｎｇ Ｙｏｎｇ （１． ＳｉｃｈｕａｎＲａｉｌｗａｙ Ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ． Ｌｔｄ．，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００４１，Ｐ．Ｒ． Ｃｈｉｎａ；２． Ｓｉｃｈｕａｎ Ｃｈｕａｎｊｉａｏ Ｃｒｏｓｓ Ｒｏａｄ ＆Ｂｒｉｄｇｅ Ｃｏ． Ｌｔｄ．，Ｇｕａｎｇｈａｎ，Ｓｉｃｈｕａｎ ６１８３００，Ｐ．Ｒ． Ｃｈｉｎａ；３． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００３１，Ｐ．Ｒ． Ｃｈｉｎａ；４． Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｔｕｎｎｅｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ， Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００３１，Ｐ．Ｒ． Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｆａｉｌｕｒｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｂｒｉｔｔｌｅｆｒａｃｔｕｒｅｄｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋ ａｒｅａｉｎｈｉｇｈｇｅｏ⁃ｓｔｒｅｓｓｔｕｎｎｅｌ，ａｎｄｔｏｐｒｏｐｏｓｅｓｙｓｔｅｍｄｉｓｐｏｓａｌｍｅａｓｕｒｅｓ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｈａｓａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｒｏｃｋｉｎｓｔａｂｉｌ