异质软硬复合地层地铁车站穿越富水断层施工响应与控制

摘要

针对异质软硬复合地层地铁车站穿越断层施工变形控制的难题，对断层影响下地铁车站开挖过程中的围岩力学响应进行研究，探讨不同加固方案下车站围岩变形演化规律，为复杂条件下地铁车站穿越断层施工提供理论指导。以某地铁车站穿越富水断层破碎带为背景，通过室内试验确定特殊地层围岩物理力学性质及破坏特征，结合BQ围岩分级方法确定围岩等级；在此基础上，采用有限差分数值模拟软件，对比研究有、无地下水影响下地铁车站开挖后的围岩应力及沉降变形分布特征，采用控制变量方法研究临时支撑与注浆加固对车站围岩整体稳定性的影响，进而确定合理的施工控制方案。结果表明：有、无地下水对于异质软硬交叉地层的围岩物理力学特性影响明显，而对侵入的辉绿岩尤甚，极易产生沿节理面的剪切滑移破坏；地下水影响下车站拱顶最大沉降值为6.5 mm，较之无地下水条件下增大30%；辉绿岩部分（车站右部）最大拉应力为1.62 MPa，远大于其极限抗拉强度1.25 MPa，故无注浆加固条件下辉绿岩侧可能产生大范围破坏；全断面注浆降低了地下水对围岩变形的影响效果，以65°断层为界，断层倾角越小，全断面注浆宽度应越大；基于分析结果，提出全断面注浆+临时支撑+小进尺的过断层车站安全施工方案，监测结果表明应用效果良好。

关键词

大跨车站 / 异质软硬交叉地层 / 断层 / 辉绿岩侵入 / 控制技术