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

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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.

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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

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