川藏铁路雅安至新都桥段地应力特征及工程效应分析

作者：任洋; 王栋; 李天斌^*; 冉小东; ***; 张佳鑫

来源：岩石力学与工程学报, 2021, 40(01): 65-76.

DOI：10.13722/j.cnki.jrme.2020.0537

• 岩石力学
• 川藏铁路
• 地应力
• 深埋隧道
• 岩爆
• 大变形

拟建的川藏铁路雅安—新都桥段地处川滇藏构造交汇区,地应力场复杂,针对该区现今地应力场的研究有助于川藏铁路的科学建设。基于水压致裂法地应力实测数据,对川藏铁路雅安—新都桥3个区段(雅安—泸定段、泸定—康定段和康定—新都桥段)的地应力特征和分布规律以及其工程效应进行分析。研究结果表明:(1)主应力值随埋深具有较好的线性关系,3个区段的最大水平主应力增加梯度分别为3.9 MPa/(100 m),2.7 MPa/(100 m),3.6 MPa/(100 m),其中雅安—泸定段的增长梯度最大,埋深1 300 m时实测最大水平主应力值大于51 MPa。(2)最大水平主应力方位以NW向为主,这与该区现今构造作用方向一致。受峡谷地形及区内断层的控制和影响,个别测点最大水平主应力方位呈NE向。(3) 3个区段的侧压力系数均大于1,说明该区主要受水平挤压构造为主。而3个区段埋深小于300,350和500 m的段落侧压力系数最大值分别为1.7,2.3和3.0,说明浅埋段的地应力还受到高山峡谷地形的控制及斜坡应力场的叠加影响。(4)从最大水平主应力方向与隧道轴线夹角对围岩稳定的影响来看,川藏铁路雅安—新都桥段的线路布设总体是合理的。仅在跑马山隧道出口端、康定隧道出口端和折多山隧道深埋段(埋深1 000 m左右)存在对围岩稳定不利的情况。(5)隧道Ⅱ,Ⅲ级围岩岩爆以轻微和中等岩爆为主,深埋段(雅泸段埋深超过870 m、泸康段埋深超过1 140 m、康新段埋深超过930 m)的硬岩可能发生强烈岩爆。(6)隧道Ⅳ,Ⅴ级围岩大变形以轻微、中等和强烈大变形为主。雅泸段Ⅳ级围岩埋深超过1 330 m、Ⅴ级围岩埋深超过940 m,泸康段Ⅴ级围岩埋深超过1 410 m和康新段Ⅴ级围岩埋深超过960 m后,可能发生极强大变形。

• 单位
  成都理工大学; 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室; 土木工程学院