基于三维重构的隧道围岩稳定性快速分析及动态反馈-隧道建设.pdfVIP

　　 基于三维重构的隧道围岩稳定性快速分析及动态反馈 彭蓉蓉 （江西省高速公路联网管理中心，江西 南昌　３３００３６） 摘要：节理的存在降低了岩体的完整性和连续性，对隧道围岩的稳定具有重要影响，若支护不及时或强度不够将会严重威胁施工 安全。本文依托井冈山特长隧道，提出了基于三维重构、块体理论的隧道围岩稳定性快速分析方法，动态反馈、指导设计施工方案 优化。针对中风化砂岩、 级围岩区段，通过地质素描与统计分析，建立基于节理特征的三维重构地层模型；运用块体理论，分析隧 Ⅳ 道开挖时临空面关键块体分布、失稳形式及安全系数；提出围岩稳定性动态反馈方法，并对比分析不同支护方案。研究表明：开挖 后围岩稳定性较差，必须采取相应的支护措施，根据动态反馈明确在实际施工时必须严格按照原设计方案施作锚杆支护。基于三 维重构的围岩稳定性快速分析及动态反馈，可以实现施工过程中地质数据的动态采集、分析与反馈，及时依据实际开挖地层条件， 动态调整支护体系，确保结构的经济安全性。 关键词：隧道；节理特征；三维重构；围岩稳定性；快速分析；动态反馈 ＤＯＩ：１０．３９７３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－７４１Ｘ．２０１７．０５．００７ 中图分类号：Ｕ４５　　　　　文献标志码：Ａ　　　　　文章编号：１６７２－７４１Ｘ（２０１７）０５－０５６５－０６ ＦａｓｔＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＤｙｎａｍｉｃＦｅｅｄｂａｃｋｏｆＴｕｎｎｅｌＳｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ＲｏｃｋＳｔａｂｉｌｉｔｙＢａｓｅｄｏｎ３ＤＲｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ＰＥＮＧＲｏｎｇｒｏｎｇ （ＪｉａｎｇｘｉＥｘｐｒｅｓｓｗａｙＮｅｔｗｏｒｋｉｎｇＭａｎａｇｅｍｅｎｔＣｅｎｔｅｒ，Ｎａｎｃｈａｎｇ３３００３６，Ｊｉａｎｇｘｉ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｉｎｔｅｇｒｉｔｙａｎｄｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙｏｆｒｏｃｋｍａｓｓｗｉｌｌｂｅｒｅｄｕｃｅｄａｎｄｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｗｉｌｌｂｅａｆｆｅｃｔｅｄ ｄｕｅｔｏｆｉｓｓｕｒｅ．Ｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓａｆｅｔｙｃａｎｎｏｔｂｅｇｕａｒａｎｔｅｅｄｉｎｃａｓｅｏｆｄｅｌａｙｅｄｓｕｐｐｏｒｔｏｒｉｎａｄｅｑｕａｔｅｓｔｒｅｎｇｔｈ．Ａｆａｓｔ ａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄｆｏｒｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｕｎｎｅｌｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｂａｓｅｄｏｎ３Ｄｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄｂｌｏｃｋｔｈｅｏｒｙｉｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ ｒｅｌｙｉｎｇｏｎＪｉｎｇｇａｎｇｓｈａｎＴｕｎｎｅｌ，ｓｏａｓｔｏｒｅａｌｉｚｅｄｙｎａｍｉｃｆｅｅｄｂａｃｋａｎｄｐｒｏｖｉｄｅｇｕｉｄａｎｃｅｆｏｒｔｈｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅ．Ｔｈｅ３Ｄｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆｅａｔｕｒｅｏｆｆｉｓｓｕｒｅｓｉｎｔｈｅｓｅｃｔｉｏｎｗｉｔｈｍｅｄｉｕｍ ｗｅａｔｈｅｒｅｄｓａｎｄｓｔｏｎｅａｎｄＧｒａｄｅ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｉｎａｃｃｏｒｄａｎｃｅｗｉｔｈｔｈｅｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｓｋｅｔｃｈａｎｄｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ Ⅳ ａｎａｌｙｓｉｓ．Ａｎｄｔｈｅｎ，ｔｈｅｋｅｙｂｌｏｃｋｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙｍｏｄｅａｎｄｓａｆｅｔｙｆａｃｔｏｒｉｎｆｒｅｅｆａｃｅａｒｅａｎａｌｙｚｅｄｂｙｂｌｏｃｋ ｔｈｅｏｒｙ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｆｅｅｄｂａｃｋｍｅｔｈｏｄｆｏｒｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｓｔａｂｉｌｉｔｙｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ，ａｎｄｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｕｐｐｏｒｔ ｓｃｈｅｍｅｓａｒｅｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅｌｙａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｓｔｕｄｙｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ：１）Ｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｉｓｐｏｏｒａｆｔｅｒ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｍｅａｓｕｒｅｓｈａｖｅｔｏｂｅｔａｋｅｎ；ｔｈｅａｎｃｈｏｒｂｏｌｔｓｕｐｐｏｒｔｉｎｏｒｉｇｉｎａｌｄｅｓｉｇｎ ｓｃｈｅｍｅｓｈｏｕｌｄｂｅｓｔｒｉｃｔｌｙｃａｒｒｉ