构造应力场中的软岩客运专线双线隧道稳定性研究

以铁道部250km/h客运专线标准断面双线隧道为对象，依托木寨岭高地应力软岩隧道工程，研究构造应力场条件下隧道变形特性、能量积聚、力学响应及塑性区规律。水平大主应力平行隧道轴线时，高能集中区和塑性区主要集中于边墙，掌子面前方围岩能量密度较小，掌子面挤出变形较大；水平大主应力垂直轴线时，高能集中区和塑性区主要分布在拱顶、仰拱及掌子面，掌子面前方围岩能量密度较大，挤压变形较小。研究表明：掌子面前方待开挖核心土体表现能量-位移正交性，而目前采用简单的挤出变形来判别掌子面稳定性，其合理性值得进一步商榷；规范给出“最大水平主应力与隧道轴线平行或小角度相交设计原则”，并不是对所有高地应力场都适用；锚杆在开挖初期有效促进临时“承载拱”的形成，使“压力拱”偏移至隧道轮廓附近，成为施工初期稳定的关键；锚杆降低边墙深部岩体切向应力峰值，随着掌子面推进，拱效应不断向深部岩体移动，形成动态压力拱。