高應力區(qū)深埋長大公路隧道巖爆預測研究.pdf

1、秦嶺終南山特長公路隧道是目前世界上第一座采用雙洞單向行駛的特長山嶺公路隧道，建設規(guī)模居世界第一。地質條件較為復雜，巖爆問題和大變形問題是該隧道的主要工程地質問題。本文結合終南山特長公路隧道的工程實踐，以巖爆問題為研究主線，對這一世界性的地下工程難題做了較為全面的實例研究。本文的研究內(nèi)容及獲得的結論主要包括以下幾個方面： （1）全面論述了所研究區(qū)域的工程地質條件。 （2）總結了有關巖爆基本概念及預測的研究成果，討論了巖爆的

2、力學特性，并分析了巖爆巖石的破壞特征、破壞機理，認為在巖爆的形成發(fā)生過程中既有張性劈裂破壞，也有剪切破壞，是以劈裂破壞為主的張剪復合型破壞機理。同時對巖爆的影響因素進行了較為系統(tǒng)的分析，認為引起巖爆的原因非常復雜，與地應力狀況、底層巖性、埋深、巖體結構、地下水與開挖斷面的大小、形狀、開挖方法等諸多因素有關，其中地應力條件和底層巖性是產(chǎn)生巖爆的決定性因素，但其他因素的影響也是不可忽視的。 （3）通過對研究區(qū)地應力、巖性條件、巖體結

3、構、地質構造等方面的分析，并結合巖爆巖石力學試驗研究，認為秦嶺終南公路隧道2號通風豎井及風道系統(tǒng)已達到中等～高等地應力條件，滿足發(fā)生巖爆的地應力條件，在Ⅳ類、Ⅴ類圍巖地段施工中可能發(fā)生輕微～中等程度巖爆。 （4）通過利用FLAC3D數(shù)值分析軟件進行數(shù)值模擬分析得出，在風道施工過程中，距離主隧道越近的位置，附近巖體受到的擾動就越大，擾動范圍與原先隧道施工過程擾動范圍重合，并繼續(xù)向巖體深處延伸，風道頂部下沉較大。四連拱施工時，應力和