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·工程结构·四川建筑第45卷第5期

高地应力隧道围岩力学行为分析

马、竹，陈鹏宇²，宋倩”，石鑫泽3

3．中建二局安装工程有限公司，四川成都610031）

【摘要】软岩隧道大变形是一种常见且重大的工程地质问题，严重影响隧道施工的安全和进度。基

于有限元差分软件FLAC3D对某西部高速铁路隧道进行了模拟分析。研究结果表明：软岩在高地应力作用

下，围岩的竖向位移变化峰值位于拱顶处，水平位移变化峰值位于左右边墙处，且两者的最大值相差达到

396.4%；塑性区分布呈蝶式，模型左右两侧为剪切塑性破坏，拱顶和仰拱底为张拉塑性破坏；经研究可得，在

高地应力软岩隧道施工中要着重加强隧道拱脚处的支护强度。

【关键词】软岩隧道；高地应力；数值模拟；围岩变形

【中图分类号】U451*.2【文献标志码】A

0引言混凝土剥落、二衬开裂等剧烈变形地质病害现象。

初期支护

随着我国经济的高速发展，越来越需要高速便捷的交通环向盲沟

全环闭孔型泡沫塑料垫层（4mm）

体系。而各种基础设施建设是保证其交通体系建成的重要全环防水板（2mm）

二次模筑衬砌

基础，然而我国幅员辽阔，地质条件复杂，为了连接两地的交线左线线修

路路650环向首沟

中中

通，隧道成为了实现交通贯通的方法之一。而随着隧道建设线线

的不断增加,隧道穿越不良地质的风险也显著增加,其中高100HDPE波纹管（不打孔）

（水气准合体）610OHDPE波纹管（不打孔）

地应力软岩地层隧道建设是一个重点难题，实际工程中有许内轨顶面（水气混合体）

8OPVC管（不打孔）道床底面8OPVC管（不打孔）

多典型案例，例如：中老铁路]，兰新铁路的乌鞘岭隧道[2]，纵向排气管纵向排气管

丽香铁路的中义隧道[3],兰渝铁路的木寨岭隧道[4],成兰铁

图1隧道断面及衬砌结构示意

路的杨家坪、平安、松潘和茂县隧道[5-7]等,这一类隧道工程

都面临着围岩软弱所造成的围岩大变形问题，对隧道的整个2数值模型建立

施工带来了不少的安全隐患和额外资金投入。面对该类问根据隧道的工程资料，按实际施工图纸设计要求对隧道

题发生，施工上采用围岩注浆加固及变更隧道支护体系来应尺寸进行取值，并选取隧道埋深最大的横断面进行建模。为

对围岩大变形。减少边界条件影响，同时不使模型因块体过多影响计算效

因此对该类地层的隧道建设风