连拱隧道是随着我国公路建设的迅速发展而出现的新型大跨度隧道形式,其线形流畅,占地面积少,空间利用率高,不仅避免了洞口路基或大桥分幅,与洞外线路连接方便;同时在适应地形条件、环境保护以及工程数量上都具有优越性。但连拱隧道又兼有埋深较浅、地质条件一般比较差等缺点,一般在浅埋的中短距离隧道设计中被较多地采用。在连拱隧道的开挖过程中,洞室围岩发生卸荷回弹和应力重分布,若围岩应力变化大或者岩体强度低以致不足以适应这种应力重分布,洞室围岩就会丧失其稳定性,如果不及时加固或加固质量不好,都会引起隧道围岩的变形破坏,对隧道的施工和运营造成危害,连拱隧道更因地质条件一般较差而存在着洞室围岩失稳变形破坏的隐患。因此,对围岩稳定性进行评价、尤其对连拱隧道进行围岩稳定性评价是高速公路隧道设计、施工和运营过程中必须面临和考虑的一个重要课题,加强这一方面研究意义重大。 本文从影响隧道围岩稳定性的工程地质因素入手,对围岩的变形破坏机制进行了分析和探讨,运用工程地质判别的方法对南岛河隧道围岩稳定性进行了初步判断,同时在围岩分类的基础上,分别按平面弹塑性模型及三维线弹性模型对三导洞方案施工双连拱隧道施工过程进行了模拟,分析了围岩和支护结构的受力与变形变化规律,考察了双连拱隧道施工过程中开挖面的空间效应、左右洞施工的相互影响以及中隔墙的变形和稳定性。 首先,从影响隧道围岩稳定性的工程地质因素入手,对围岩的变形破坏机制进行了分析和探讨。针对该隧道结构面和薄夹层发育且围岩具有弹塑性性质的地质特征,提出隧道的变形破坏主要受强度-应力控制,破坏方式表现为顶拱部位的张裂塌落和劈裂剥落破坏; 其次,结合工程实际,考虑到南岛河连拱隧道特定的工程地质条件,利用 1995 年颁布的国标《工程岩体分级标准》,并对初始地应力、地下水和软弱结构面等影响因素进行适当修正,探索性地研究了适合南岛河连拱隧道的围岩分类体系,确定了洞室围岩岩体质量指标 BQxLD,作为围岩分类的参考指标。经过上述各种围岩分类方案的相互补充