TBM开挖深埋铁路隧道引起的围岩扰动分析

王飞阳，周凯歌，方 勇，徐公允，汪辉武，卓 彬

(1. 西南交通大学 交通隧道工程教育部重点实验室，四川 成都 610031；2. 中铁二院工程集团有限责任公司，四川 成都 610031)

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我国铁路隧道正朝着长距离、大埋深方向发展，伴随着施工机械化水平的提高，TBM逐渐应用于隧道建设中[1]。深埋隧道地应力水平高，应力场复杂多变。众多学者对TBM深埋隧道掘进过程中可能遇到的工程问题进行了研究。如: 钱七虎等[2]分析了TBM在深埋隧道掘进中可能出现的工程难点及发展前景； 荆留杰等[3]阐述了TBM施工中可能遇到的地质灾害及其处理措施。TBM在深埋隧道中掘进时可能会出现岩爆、卡机等灾害，而要减少此类工程问题产生的危害，需要对掘进过程中围岩的稳定性进行研究。冷先伦等[4]采用FLAC 3D建立数值模型，针对不同TBM掘进速率下的隧道围岩扰动区进行了研究； 赵红亮等[5]通过数值分析的方法，对深埋洞室开挖过程中岩体的应力变化特征进行了研究； 吴文平等[6]依托实际工程，分析了围岩的破坏特征及防治措施； 刘凯等[7]采用FLAC 3D对大伙房引水隧洞进行了掘进模拟，分析了TBM隧道开挖过程中围岩的变形； 唐彬等[8]采用Abaqus模拟了TBM巷道施工过程，基于围岩应力分布及变形特点分析了TBM巷道围岩的稳定性。对于深埋硬岩隧道，相比于钻爆法，由于TBM开挖过程是准静态卸荷过程，TBM掘进对围岩的扰动更小、更容易积聚弹性应变能[9]。然而，现有研究多集中于围岩应力重分布的特征上，对TBM隧道掘进过程中弹性应变能的分布特征研究较少，而弹性应变能的分布与硬岩隧道的岩爆发生息息相关。……