层状粉砂质泥岩地层TBM隧道围岩稳定性与支护方法研究

作者：方星桦; 姚捷; 徐震; 李晓伟; 夏毅敏; 阳军生

来源：隧道建设 (中英文), 2021, 41(S2): 320-328.

• 层状粉砂质泥岩
• 隧道
• 敞开式TBM
• 围岩破坏特征
• 围岩稳定性
• 支护方法

乐西高速大凉山1号隧道平导TBM施工至层状粉砂质泥岩地层时,洞壁围岩松动掉块现象显著,围岩存在较大变形。为探明层状粉砂质泥岩地层TBM施工围岩破坏特征,探讨合适的支护方法,结合现场观测和数值模拟方法研究该地层TBM掘进中围岩破坏过程和围岩稳定性影响因素,并在此基础上开展TBM支护方法研究。结果表明:1)当围岩露出护盾后变形量值与塑性区范围增大,围岩破坏程度加剧,以锚杆和钢拱架为主的支护结构无法较好地控制围岩变形和塑性区发展,锚杆、钢拱架支护区域是TBM施工洞壁围岩破坏的关键区域; 2)该地层围岩稳定性主要受到围岩层状结构、高地应力和TBM独特的支护方式综合影响。支护优化数值模拟结果表明,在增加锚杆长度、改变喷射混凝土支护方式(分为初喷和复喷)后,围岩变形和塑性区得到控制,围岩破坏模式得到改善,在一定程度上提高了围岩稳定性,采用该方法后现场施工效果良好。

• 单位
  中铁第四勘察设计院集团公司; 中国铁建重工集团股份有限公司; 中铁十八局集团有限公司; 中南大学