隧道断层破碎带坍塌机理及处理措施研究

在断层破碎带结构下进行隧道施工,容易引发围岩滑动失稳甚至隧道坍塌等施工灾害。为探究断层破碎带开挖坍塌机理及对应解决措施,研究以X隧道为依托,使用PFC2D离散元软件对断层破碎带开挖过程进行数值模拟。节理面和隧道开挖面相较或距离较近时,对隧道开挖稳定性影响较大。断层破碎带容易沿节理面出现滑动破坏出现坍塌情况,并且该破坏存在时间效应。针对断层破碎带脆弱特点,研究提出增强拱顶稳定性的支护措施,厚喷混凝土、架立工字钢拱架、添加锚杆等。施加该支护措施之后,隧道围岩的裂隙产生和扩散过程得到了有效抑制,整体稳定性明显增强。研究探讨了断层破碎带坍塌机理及对应处理措施的思路具有普遍性,可为类似隧道施工提供借鉴。