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洞室分层开挖导致围岩应力不断调整,围岩的变形破坏问题显著。其具体表现为:顶拱围岩片帮破坏现象严重;受C2层间错动带影响,围岩变形明显从而导致块体失稳破坏;洞室开挖到第七层,洞室上部围岩位移量持续快速增长,致使部分顶拱对穿锚索、边墙中上部预应力锚索超载失效。围岩破坏其本质是围岩位移量过大,因此以多点位移计监测数据为基础,结合岩石力学试验、全孔成像技术、声波监测等手段分析洞室分层开挖围岩变形响应机理;采用有限元数值模拟软件,预测洞室开挖围岩后续位移量,根据预测结果进行预应力锚索参数优化,进行数值模拟计算评价,全文得到以下主要认识如下:1)岩体质量差异导致厂房S侧围岩变形量大于厂房N侧;受到地质构造的影响,厂房左0+228处、左0-10处围岩位移量大。随着分层开挖的进行,顶拱围岩完整性较好的区域表现出先向上回弹后少量沉降的弹性变形特征,宏观表现为围岩的变形不明显;碎裂化岩体区域则表现出持续较大沉降的塑性变形特征;上、下游边墙变形差异较小,高程较高的上部边墙普遍比高程较低的下部边墙位移量更大。2)顶拱围岩变形量大的区域其应力随开挖快速增长,出现较大的超载甚至失效;边墙围岩处于松弛状态时,上游边墙的锚杆应力损失率高于下游边墙;处于拉紧状态则相反;随着开挖,上部边墙锚索有较大的超荷载现象,而下部锚索应力增长率较小,甚至有少量的松弛。3)采用岩石力学试验所得参数,应用位移反分析法反复迭代试算,选定洞室第四层开挖所使用的围岩力学参数。分层开挖围岩变形响应通过有限元数值模拟得出虽然最终位移量最大的位置在边墙中,但高程越高的边墙位移释放率越小,后续位移量更大;边墙越早被开挖揭露,其后期位移量越大,开挖前后围岩位移量之比约为3568%;围岩位移量随着围岩深度增加缓慢减小,收敛速度较慢。4)分层开挖围岩的应力响应伴随着围岩产生不同类型的破坏。前四层开挖,顶拱、开挖底面压应力持续升高,局部围岩产生片帮破坏;第三层开挖,仅在上游边墙产生拉应力,围岩产生局部破裂;第四层开挖,拉应力增大区域更加显著,与结构面组合产生块体失稳等破坏。5)顶拱稳定型围岩支护应该提高预应力锁定值;顶拱非稳定型围岩支护方案与边墙锚索的加固方案类似,最主要的是控制浅层围岩的塑性变形,增加岩体的整体性,应该以增大锚固深度和增加锚索截面积、减小预应力锁定值为主;对围岩稳定性较好的区域可以适当滞后锚固时间。6)支护措施优化后通过数值模拟计算出位移释放率,洞室顶拱、边墙中上部的围岩位移释放率相对未优化前有所提高,证明围岩的后续位移量小,使预应力锚索拉伸量不至于过大,使其不至于超载拉伸失效破坏;边墙中下部的围岩位移释放率减小,后续位移量有所提高,有利于预应力锚索充分拉伸,发挥其应有的支护效果。