西山坪近水平煤系地層隧道圍巖穩(wěn)定性研究.pdf

1、雖然巖石強(qiáng)度的大小對(duì)巖體的強(qiáng)度及安全穩(wěn)定性起決定性作用，但在結(jié)構(gòu)和構(gòu)造面的影響下巖體的強(qiáng)度及安全穩(wěn)定性受到極大的削弱。在許多情況下由于軟弱巖層、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造面的存在，因巖石強(qiáng)度不足引起的強(qiáng)度破壞或沿結(jié)構(gòu)與構(gòu)造面失穩(wěn)破壞的情況時(shí)有發(fā)生。成為地下空間穩(wěn)定性研究的重要關(guān)注方面。 沉積巖是陸地上分布最為廣泛的巖石類型，也是我們?cè)诘叵鹿こ淌┕ぶ薪?jīng)常遇到的圍巖類型；在其成巖的過程中形成的各個(gè)層面、不同強(qiáng)度的軟硬互層，與地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)中形成的各種

2、節(jié)理裂隙相互切割作用，對(duì)圍巖的穩(wěn)定性造成重要的影響。地下空間體與巖體結(jié)構(gòu)、構(gòu)造面的不同切割關(guān)系，與軟硬巖層的不同空間位置，對(duì)圍巖的穩(wěn)定性會(huì)產(chǎn)生不同的影響，這其中又以近水平圍巖的影響最為不利。 本文結(jié)合西山坪隧道的修建背景，以施工量測(cè)與監(jiān)控的結(jié)果為基礎(chǔ)，選擇了有代表性斷面，對(duì)單一巨厚圍巖不同產(chǎn)狀、穿煤系地層段、上伏及下伏采空回填區(qū)段的內(nèi)空收斂情況進(jìn)行了對(duì)比分析。在此基礎(chǔ)上，利用2D-σ數(shù)值分析軟件對(duì)初期支護(hù)后圍巖應(yīng)力重分布及噴層應(yīng)

3、力進(jìn)行了數(shù)值分析。 研究結(jié)果表明： ①圍巖的傾角對(duì)內(nèi)空收斂影響大，急傾斜巖層收斂穩(wěn)定快于緩傾斜巖層。 ②巖層厚度在緩傾斜時(shí)對(duì)圍巖穩(wěn)定起控制作用，厚層硬巖整體穩(wěn)定性好于薄層狀硬巖。 ③隧道圍巖拱頂下沉的變化受含煤軟巖層(采空回填區(qū))與隧道的相對(duì)位置影響，在含煤軟巖層(采空回填區(qū))由隧道底部上升至拱頂?shù)倪^程中，累計(jì)拱頂下沉值呈現(xiàn)出先升后降的規(guī)律，其中在拱基線附近引起的拱頂下沉值最大，墻基附近最小。 ④

4、數(shù)值分析顯示，軟硬巖層互層時(shí)，圍巖應(yīng)力分布在巖層層面附近變化較大，應(yīng)力等值線發(fā)生折曲；噴層應(yīng)力也在軟巖層附近變大。 ⑤采空回填區(qū)對(duì)曲墻噴層應(yīng)力影響較大，尤其是對(duì)噴層的切向應(yīng)力有由壓應(yīng)力向拉應(yīng)力發(fā)展的趨勢(shì)，有誘發(fā)縱向張裂隙的危險(xiǎn)。 ⑥對(duì)照現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，在近水平煤系地層中修建隧道，如有厚層硬巖層控制，只要對(duì)局部軟巖層加強(qiáng)支護(hù)控制，是可以保證圍巖的整體穩(wěn)定的。 本文對(duì)近水平煤系地層中修筑隧道的圍巖穩(wěn)定性進(jìn)行了深入分析，在含