大跨地铁隧道组合工法穿越断层时的围岩变形控制分析

doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2019.02.007

中国科学引文数据库（CSCD）核心期刊
中文核心期刊中文科技核心期刊
Scopus RCCSE中国权威学术期刊
美国EBSCO数据库俄罗斯《文摘杂志》
《日本科学技术振兴机构数据库（中国）》

隧道建设（中英文） ›› 2019, Vol. 39 ›› Issue (2): 227-239.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2019.02.007

大跨地铁隧道组合工法穿越断层时的围岩变形控制分析

唐晓杰^{1, 2}，石磊³，陈佳玮^{1, 2, *}，彭振³，李元海^{1, 2}

(1. 中国矿业大学力学与土木工程学院，江苏徐州 221116； 2. 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏徐州 221116； 3. 中交（广州）建设有限公司，广东广州 511458)

收稿日期:2018-06-25 修回日期:2018-12-03 出版日期:2019-02-20 发布日期:2019-03-05
作者简介:唐晓杰（1993—），男，江苏无锡人，中国矿业大学岩土工程专业在读硕士，主要研究方向为岩土工程数字照相量测技术与地下工程。Email： tangxiaojie_edu@163.com。*通信作者：陈佳玮， Email： Chenjiawei_work@163.com。
基金资助:
国家重点基础研究发展计划973项目(2014CB046905)

Analysis of Surrounding Rock Deformation Control of Largespan Metro Tunnel Crossing Fault by Combined Tunneling Method

TANG Xiaojie^{1, 2}, SHI Lei³, CHEN Jiawei^{1, 2, *}, PENG Zhen³, LI Yuanhai^{1, 2}

(1.School of Mechanics and Civil Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, Jiangsu,  China; 2. State Key Laboratory for Geomechanics & Deep Underground Engineering, China University of Mining and  Technology， Xuzhou 221116, Jiangsu, China; 3. China Communications Construction Company (Guangzhou) Ltd., Guangzhou 511458, Guangdong, China)

Received:2018-06-25 Revised:2018-12-03 Online:2019-02-20 Published:2019-03-05

摘要/Abstract

摘要：

以深圳轨道交通2号线新莲区间隧道为工程背景，针对大跨地铁隧道穿越断层的围岩变形与控制问题，采用FLAC3D数值模拟，分析双侧壁导坑工法与CD工法不同组合穿越断层的围岩变形规律与注浆控制效果。结果表明： 1）隧道穿越断层破碎带时，Ⅳ、Ⅴ级围岩交界并与断层相交的拱顶处以及Ⅴ级围岩与断层相交的拱腰处的围岩位移最大，是变形控制的关键部位； 2）双侧壁导坑法穿越断层对大跨地铁隧道的围岩变形控制较好，工程实际工法组合下围岩变形的最大影响范围为12.4 m，围岩位移控制较好，工法组合合理有效； 3）注浆加固对断层破碎带处围岩变形模式的影响与控制作用明显，注浆后围岩变形区域由未注浆的“枣核形”变为较均匀的“椭圆形”； 4）提出位移控制率均值的概念，以定量描述围岩的注浆效果，隧道穿越断层时3 m厚度注浆的围岩位移控制率均值达51%，围岩变形控制效果较优。

关键词: 大跨地铁隧道, 断层, FLAC3D, 工法组合, 注浆, 围岩变形, 监测

Abstract:

The surrounding rock deformation laws and grouting control effect of largespan XinxiuLiantang Port Tunnel on Shenzhen Rail Transit Line No. 2 are analyzed by FLAC3D numerical simulation method when adopting different combinations of doubleside drift method and CD method crossing fault. The analytical results show that: (1) The maximum displacement occurs at two key deformation control areas, i.e. the intersection of crown top between grade Ⅳ/Ⅴ surrounding rock boundary and the fault zone and the intersection of waist between grade Ⅴ surrounding rock and the fault zone, when tunnel crosses fault and fracture zone. (2) The deformation of surrounding rock is under effective control by adopting doubleside drift method when largespan metro tunnel crosses fault zone; and the maximum influencing scope of surrounding rock under actual construction method combination is 12.4 m. (3) The grouting around the fault and fracture zone has a good effect on surrounding rock deformation mode and control; and the shape of surrounding rock deformation area turned from a date pit to an uniform oval. (4) A quantitative description of the grouting control effect is proposed in surrounding rock displacement. The vertical displacement control rate of surrounding rock with 3 m grouting thickness reaches 51%, which shows a good surrounding rock deformation control effect.

Key words: largespan metro tunnel, fault, FLAC3D, construction method combination, grouting, surrounding rock deformation, monitoring

中图分类号:

U 45

唐晓杰，石磊，陈佳玮，彭振，李元海. 大跨地铁隧道组合工法穿越断层时的围岩变形控制分析[J]. 隧道建设, 2019, 39(2): 227-239.

TANG Xiaojie, SHI Lei, CHEN Jiawei, PENG Zhen, LI Yuanhai. Analysis of Surrounding Rock Deformation Control of Largespan Metro Tunnel Crossing Fault by Combined Tunneling Method[J]. Tunnel Construction, 2019, 39(2): 227-239.

[1]	张学军, 吴慧林, 胡正祥, 耿赟. 引水隧洞大坡度斜井车场与主洞交叉段施工技术探析[J]. 隧道建设, 2023, 43(S1): 382-390.
[2]	李立民, 唐烈先, 赵力. 超长深埋隧洞岩爆监测与预警技术应用:以引汉济渭工程秦岭输水隧洞为例 [J]. 隧道建设, 2023, 43(9): 1533-1540.
[3]	孙恒, 杨擎, 黄新淼, 李杰华, 张赟. 土压平衡盾构出渣温度实时监测系统设计与应用[J]. 隧道建设, 2023, 43(8): 1396-1403.
[4]	杨钊, 邹新祥, 李杰华, 孙恒, 徐刚. 智能双液注浆泵关键技术研究及应用[J]. 隧道建设, 2023, 43(7): 1206-1214.
[5]	张小英, 翁贤杰, 杨旆, 黄长鑫, 樊文胜, 张连震. 考虑空间变异性的隧道砂层注浆加固体稳定性分析[J]. 隧道建设, 2023, 43(6): 968-979.
[6]	史磊磊, 郭彩霞, 王熠琛, 孔恒. 基于改进SPC的地铁监测数据分析方法[J]. 隧道建设, 2023, 43(6): 1027-1034.
[7]	武哲书, 孙文昊, 肖明清, 管鸿浩, 陈立保. 胶州湾第二海底隧道穿越活动断层抗错断结构方案研究[J]. 隧道建设, 2023, 43(5): 826-836.
[8]	王发民, 孟庆军, 张浩, 刘常利, 杨振兴, 张兵. 浅埋富水地层特大断面矩形顶管隧道掘进参数分析[J]. 隧道建设, 2023, 43(2): 316-326.
[9]	陈鹏, 王先明, 刘四进, 孙旭涛, 王士民, 何川. 超大直径盾构隧道同步双液注浆原位试验研究[J]. 隧道建设, 2023, 43(1): 64-74.
[10]	韩旭, 张冰利, 洪小星, 朱先发, 王铭杰, 张冬梅. 砂土地层小曲率半径盾构隧道施工引起的地层变形规律——以南通地铁1号线为例 [J]. 隧道建设, 2022, 42(S2): 114-123.
[11]	孙智莉, 徐庆强, 贾立翔, 张文轩. 基于FBG智能锚杆的大断面输水隧洞结构健康监测研究[J]. 隧道建设, 2022, 42(S2): 175-180.
[12]	袁梦, 张晓冰, 胡振中. 盾构实时监测数据分析与挖掘[J]. 隧道建设, 2022, 42(S2): 234-241.
[13]	喻凌峰. 基于多传感器数据融合的隧道火灾监测报警技术研究[J]. 隧道建设, 2022, 42(S2): 261-266.
[14]	李芳宝, 龙喜安. 佛山地区深厚软土地层地铁深基坑支护结构变形特性与适用性分析[J]. 隧道建设, 2022, 42(S2): 294-304.
[15]	杨文涛, 刘夏冰, 贺少辉, 张晓华, 王建军. 浅埋超大跨四线高铁隧道施工方法及开挖响应——以杭台高铁下北山1号隧道为例 [J]. 隧道建设, 2022, 42(S2): 381-388.

大跨地铁隧道组合工法穿越断层时的围岩变形控制分析

Analysis of Surrounding Rock Deformation Control of Largespan Metro Tunnel Crossing Fault by Combined Tunneling Method

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价