CRD工法下公路隧道穿越断层破碎带的变形失效分析

雷向军

中铁二十五局集团有限公司西北分公司，陕西 西安 710000

我国是世界上地质灾害频发的国家之一，随着我国公路隧道建设逐步向复杂山区延伸，对施工工艺也提出了极为苛刻的要求，隧道穿越断层破碎带施工即最常见的工程难题。活动断层因其蠕动而产生一定错动位移时，必然引起在建以及运营中隧道衬砌结构破坏，因此亟须开展公路隧道穿越断层破碎带施工稳定性控制相关课题研究。

1 工程概况

某山岭隧道设计为分离式隧道，单条隧道长1685m，埋深为8～14m，区域地质条件极为复杂，特别是在DK36＋230～DK37＋915标段发育有一条约12m宽的F8断层破碎带。该断层破碎带主要是强风化花岗岩，岩体较为破碎且产状紊乱，对施工影响极为显著。

F8断层破碎带的倾角为75°～80°，与线路夹角为77°。该隧道采用交叉中隔墙法（CRD法）施工，开挖施工揭示隧道施工区域地层主要为风化花岗岩，围岩级别可判断为Ⅴ级。隧道断面轮廓具体尺寸为宽7500mm、高7650mm。

CRD工法按左上、左下、右上、右下顺序逐次开挖，具体施工工序如下：（1）超前小导管注浆预支护；（2）在掘进左上部导洞5m的过程中，进行初期支护、上部中隔墙支护，同时在上部中隔墙和左上部边墙设置锚杆；（3）重复第（2）步，同时在掘进左下部导洞5m的过程中进行初期支护、下部中隔墙支护，在下部中隔墙与左下部边墙设置锚杆；（4）重复第（2）步、第（3）步，完成右上和右下导洞开挖与支护。

2 数值模型构建

依照实际工程情况，基于midas GTS NX软件建立3D～FEM数值模拟计算模型，其中断层破碎带长度为12m，隧道轴线与F8断层夹角约为77°，断层倾角取80°。……