断层错动下隧道的变形特征与重点设防区段

针对活动断层错动下隧道安全性难题,以常见的马蹄形隧道为例,通过开展室内模型试验以及三维数值仿真计算,分析活动断层错动下隧道变形特征,确定重点设防和监测区段以及隧道断面上的重点监测位置。结果表明:活动断层走滑错动下,围岩、衬砌沿隧道走向变形规律基本一致,即上盘区域整体变形保持一致,与施加的断层错动量大小基本一致;围岩、衬砌的整体变形沿隧道纵向呈逐级递减趋势,最后稳定且趋于0。随着错动量的增大,断层错动的影响区域逐渐扩大,变形递减的斜率逐渐增大,围岩变形沿纵向变化模式逐渐由指数衰减向线性衰减过渡,当走滑量小于等于1 m时,围岩的潜在破坏区域约为30 m;随着错动量增大至2、3、4 m时,围岩变形近似呈线性且向远离断层方向逐渐衰减。建议监测穿越活动断裂隧道时对断层上盘30 m内重点变形监测,监测隧道断面时根据实际情况适当加强拱腰的应力监测。