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1邊墻穩定性

主應力分析施工結束后，中風化巖、斷層洞周圍巖有效應力(S1－PW)、最大剪應力分布所示。邊墻水平深部圍巖有效應力和最大剪應力均出現先增大，后減小，峰值位置基本相同，對應其壓力拱位置。中風化巖應力較大，有效應力峰值為21．5MPa，最大剪應力為16．4MPa，位于3．2m深度;斷層壓力拱位于12．1m圍巖深度，有效應力和最大剪應力相對較小，分別為14．6MPa和9．8MPa。施工結束后，不同巖體隧道邊墻能量密度分布所示，能量密度先增大、后減小，中風化巖峰值位置為3m;斷層能量峰值為11m，對應壓力拱相對遠離洞周，影響區域(松動荷載)較大，不穩定程度增加。不同圍巖隧道邊墻能量密度分布高地應力富水區山嶺隧道能量密度主要集中在邊墻位置，成為失穩潛在部位，因此應進行邊墻錨桿支護，從圍巖內部進行加固，提高裂隙圍巖的抗剪強度，改善圍巖的物性指標，將一些不連續的巖塊聯系在一起，降低邊墻能量密度，提高圍巖穩定性。

2掌子面核心土體

掌子面前方深部水平巖體擠壓變形差異較大，掌子面前方深部圍巖沿縱向擠出變形所示。當掌子面到達斷層中間時擠出變形為48．0cm，掌子面達到中風化與斷層分界面時擠出變形為27．3cm，當掌子面到達斷層與中風化分界面時擠出變形僅為7．5cm。從掌子面前方擠出變形來看，掌子面前方有效影響距離為6m。襯砌變形特性隧道穿越不同剛度地層，必然導致支護結構不均勻變形，施工結束后，襯砌拱頂、邊墻沿軸線縱向變形曲線所示。襯砌主要表現為斷層周圍的不均勻變形，并且位移突變影響范圍為斷層前、后10m左右地層。因此要對分界處的地層進行加固處理，該區域襯砌應要加大配筋，保證結構整體穩定性及后期運營的耐久性。

3結論

斷層內拱腰錨桿受力較小，基本上起不到內壓效果;邊墻錨桿受力較大，峰值68kN，位于邊墻深度1．5～3．5m之間。因此建議取消拱部系統錨桿，只打設拱部鎖腳錨桿，拱部以下錨桿參數不變，可加速施工進度，及早初期支護封閉成環，提高圍巖穩定性。圍巖壓力以拱部壓力為主，由于地質構造不均一性，以及左、右兩側交錯落底施工，使得右側圍巖壓力稍大于左側。二次襯砌安全系數均滿足設計規范(K＞2．4)的要求，襯砌安全，現場未觀測到裂紋現象。掌子面前方圍巖出現高水壓積聚現象，可采用超前排水釋能降壓，釋放掌子面前方所存儲的能量，降低水土壓力對隧道的穩定性影響及排水壓力差形成的塑性區貫通，規避施工階段潛在風險。掌子面深部圍巖能量先增大后減小，峰值位置為掌子面失穩潛在區域，預加固有效范圍為掌子面前方一倍洞徑。隧道穿越高地應力富水斷層時，掌子面變形明顯，基本呈現對稱分布規律，前方主要影響擠出變形有效距離為6m。襯砌主要表現為斷層周圍不均勻變形，并且位移突變影響范圍為斷層前、后10m左右地層。因此要對地層分界處進行加固處理，并且該區域襯砌加大配筋，保證結構整體穩定性及后期運營的耐久性。隧道DK103+310掌子面水壓進行現場實測，最高可達到1．50MPa，排水后襯砌外水壓力小于0．1MP，表明高水壓問題主要集中在掌子面開始時。

作者：吳卡莉胡浩單位：首都隧道有限責任公司