大断面隧道穿越断层破碎带施工方案及支护参数优化

摘要

以龙岩夏蓉高速公路邦山隧道穿越断层破碎带为工程背景,通过分析隧道围岩多期交叉效应与变形机制确定断层破碎带隧道施工及支护方案,并利用有限元计算软件研究了隧道穿越断层破碎带三台阶七步开挖法施工过程,分析了围岩变形、围岩应力、支护应力,并依据分析结果给出了施工及支护的优化方案;研究结果表明:(1)衬砌混凝土的最大拉应力出现在强风化粉砂岩与断层接触段,锚杆最大压应力出现在强风化砂岩与断层接触段,断层处锚杆可能出现弯折现象,施工中应加强锚杆布置密度同时提高锚杆强度级别;(2)控制各台阶开挖间距为6 m时,ZK145+058断面处拱顶A点最终沉降64.6 mm,左右拱腰B、C点处横向位移最终达到-71.5 mm和68.7 mm,隧道整体最大竖向和横向位移均出现在断面ZK145+058处;(3)隧道上方断层处拉应力及压应力均比其附近围岩地段要大,断层处围岩稳定性差,施工中应加强超前支护,确保隧道顺利通过断层区段。