梁晓亮,杨宇,刘伟,鄢海涛

• 1:中国水利水电第八工程局有限公司
• 2:中南大学土木工程学院

摘要(Abstract)：

采用TBM(隧道掘进机)在硬岩中掘进需要一定的安全覆岩厚度以保持围岩自稳，但安全覆岩厚度过大会增加隧道设计总长度，造成造价上升。因此，研究TBM掘进硬岩隧道最小安全覆岩厚度具有重大工程意义。依托穗莞深城际铁路西乡站—宝安站双模盾构隧道工程案例，通过数值模拟研究不同围岩等级参数下最小安全覆岩厚度的变化规律。结果表明：当采用拱顶位移法模拟时，如果隧道围岩等级为Ⅱ级或Ⅲ级，软土厚度为隧道直径的0～3倍，那么最小安全覆岩厚度则为隧道直径的0.2～1.2倍。当采用压力拱法模拟时，如果覆岩等级为，Ⅱ级或Ⅲ级，软土厚度为隧道直径的1～3倍，最小覆岩厚度与埋深的比值随着硬岩厚度增加呈现先增大后减小趋势，比值最大为0.39;覆岩等级为Ⅳ级、软土厚度为隧道直径的1～3倍时，最小覆岩厚度与埋深比值始终随着硬岩厚度增加而减小，比值最大为0.42。研究结论可为TBM安全掘进硬岩隧道提供工程指导。

关键词(KeyWords)： 最小安全覆岩厚度;TBM(隧道掘进机);压力拱;数值模拟

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 长沙理工大学公路养护技术国家工程研究中心开放课题基金(kfj220101)

作者(Author): 梁晓亮,杨宇,刘伟,鄢海涛

参考文献(References)：

• [1] 杨延栋，赵建兵，周建军，等.不同岩体质量隧道TBM施工性能评价方法[J].科学技术与工程，2022,22(19):8502-8508.
• [2] 王振华，彭勇，王忠钊，等.复杂环境下城际铁路大直径双模盾构选型技术及应用[J].科学技术与工程，2024,24(20):8699-8706.
• [3] 袁枫斌，陈文智，何东芝.大断面砂质板岩隧道围岩动态设计分析：以道吾山特长隧道为例[J].科技和产业，2023,23(20):157-161.
• [4] MA S,LI M,JIN J,et al.The influence of shallow buried double-line parallel rectangular pipe jacking construction on ground settlement deformation[J].Alexandria Engineering Journal,2021,60(1):1911-1916.
• [5] 王汉鹏，李术才，乔玲.施工爆破对确定海底隧道最小岩石覆盖厚度的影响研究[J].岩土力学，2006,27(S1):290-295.
• [6] 徐帮树，张宪堂，张芹.海底隧道涌水量预测及应用研究[J].武汉理工大学学报(交通科学与工程版),2007(4):599-602.
• [7] PANG L,LIU W,QIN Y.Analysis of main controlling factors of overburden failure in coal mining under thick coal seam geological conditions[J].Geotechnical and Geological Engineering,2021,39:883-896.
• [8] 姚羲和，赵晓豹，龚秋明，等.滚刀线性侵入试验中岩石破裂模式研究[J].岩土工程学报，2014,36(9):1705-1713.
• [9] B?CKBLOM G.Excavation damage and disturbance in crystalline rock:results from experiments and analyses[R].Stockholm:Swedish Nuclear Fuel and Waste Management Co.,2008.
• [10] 刘邦.TBM穿越中风化花岗岩最小覆岩厚度研究[J].交通科技，2023(4):87-92.
• [11] XU B S,LI S C,LIU R C,et al.Study on the reasonable cover thickness of a subsea tunnel with the numerical calculation criterion method[C]//Geo-China 2016.New York:American Society of Civil Engineers,2016:81-91.
• [12] 吕燕，梁观山，陆莉娜，等.圆形隧道围岩压力拱拱体范围的解析研究[J].西部探矿工程，2016,28(10):165-169.
• [13] 彭祖昭，封坤，肖明清，等.基于压力拱理论的水下隧道合理覆岩厚度研究[J].岩土力学，2018,39(7):2609-2616.
• [14] 吴铭芳，章慧健，仇文革.大断面隧道深浅埋划分方法研究[J].现代隧道技术，2010,47(4):1-5,26.
• [15] ZHOU X,WANG J,LIN B.Study on calculation of rock pressure for ultra-shallow tunnel inpoor surroun-ding rock and its tunneling procedure[J].Journal of Modern Transportation,2014,22:1-11.