盾构隧道穿越特殊地质围岩位移向量趋势线变形响应特征

为减少由于地质因素导致的盾构施工灾害的发生,做到早发现、早预防,利用FLAC3D模拟软硬岩层、断层破碎带、岩层产状、岩溶、球状风化体等多种不良地质体对盾构隧道三维位移的影响,并借鉴国内外学者所发展的隧道三维变形展示方式来呈现隧道开挖地层的反应特性。结果表明:1)盾构由软岩往硬岩掘进时,位移向量趋势线减小;反之,位移向量趋势线增加。2)随着断层破碎带宽度的增加,位移向量趋势线呈现出规律性变化。3)地质界面倾斜时的位移向量角比地质界面垂直时小。4)相邻地层强度差异越大,位移向量趋势线变化越明显。5)岩溶和球状风化体的尺寸越大,位移向量趋势线变化幅度越大。

位移向量方位趋势线在乌鞘岭隧道工程中的应用研究

采用高精度全站仪配合反射膜片所组建的三维变形观测系统对乌鞘岭隧道F7断层和志留系板岩夹千枚岩地段的三维位移进行测试和分析,并借鉴欧洲学者所发展的隧道三维变形展示方式来呈现隧道开挖地层的反应特性和变形特征。研究结果表明,用相距开挖面约1.0倍洞径处或在1.0倍洞径内的位移向量方位趋势线,可反映出一定区域岩体刚度的分布状况及变化趋势,并预判隧道开挖地层中一定范围内软硬岩层的变化趋势或可能存在的不良地质结构。目前国内尚处于试验探索阶段,宜将隧道开挖产生的位移信息与实际揭露出的围岩地质状况进行大量的对比分析与研究,并可辅之以其他的超前地质预报手段,以合理预测隧道前方的地质情况。