摘要：隧道支护设计的核心目标是提高围岩自稳能力,然而大断面三孔小净距隧道围岩失稳机制尚不明确,相关控制手段也鲜有研究。依托京张高铁长城站大断面三孔小净距隧道工程,系统研究其围岩稳定特性,提出相应的控制方法,并开展工程应用。研究表明:通过一系列三维数值分析,大断面三孔小净距隧道围岩稳定特征可以凝练为超前变形破坏大与夹岩变差易失稳;后行中洞由于受先行边洞开挖扰动的剧烈影响,造成过大超前变形和严重超前破坏,因此中洞安全状态最差;为防止围岩失稳破坏,提出纵向超前控制和横向夹岩控制两种方法,通过数值分析对超前支护参数进行优化,并研究管棚与帷幕注浆联合超前控制效果;控制措施在长城站得到工程实践,控制手段应用后,拱顶沉降减少62.5%,横向收敛缩小48.0%,围岩压力降低25.2%,有效保证隧道开挖安全。

摘要：博士学位论文摘要:相比于传统单孔或双孔隧道,深埋三孔小净距隧道的施工步序繁多,力学转换更为复杂,导致压力拱效应和群洞效应非常显著,造成中岩柱发生多次损伤、滑移和破坏,安全性问题更加突出。依托京张高铁八达岭三孔小净距隧道工程,综合采用理论研究、数值模拟和现场实测的方法,重点研究深埋并行三孔小净距隧道的围岩压力计算方法、基于压力拱演化的围岩稳定性特点及控制原则、管棚与帷幕注浆联合超前控制机制、对拉锚杆岩柱控制机制、施工力学响应现场监测和稳定控制措施工程应用等内容,以期为深埋三孔小净距隧道的设计施工提供科学依据。