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在我国西南山区进行隧道工程修建时常遇到浅埋破碎围岩等不良地质情况,给隧道施工带来了困难,尤其是在隧道洞口段,如何在浅埋破碎围岩条件下对隧道洞口段进行开挖与支护,保证隧道施工过程中的围岩稳定性,对于避免隧道出现塌方事故及整个工程项目的顺利开展具有重要的意义。现阶段我国隧道施工多采用新奥法,新奥法施工强调发挥围岩与初期支护的共同承载能力,而初期支护的选择又与隧道围岩级别有很大的关系,因此对于洞口浅埋破碎段隧道围岩等级划分与修正、支护方案设计以及施工监测的研究也就很有必要,另外,合理的施工方案也是保证洞口浅埋破碎段隧道施工过程中围岩稳定的关键。因此本文以重庆市石黔高速马武隧道为工程背景,对洞口浅埋破碎段隧道的围岩等级划分、支护参数优化、施工方案优化进行了研究,具体研究成果如下:(1)对马武隧道洞口浅埋破碎段地质情况进行了现场调研与资料收集,考虑到隧道围岩无高地应力存在,并根据围岩破碎程度、结构面状态及地下水分布特点,分别采用BQ法与RMR法对围岩等级进行了划分与修正,对两种方法围岩分级结果进行了对比,明确了马武隧道洞口浅埋破碎段围岩等级,为支护设计与施工方案优化奠定了基础。(2)根据围岩分级结果,设计了马武隧道洞口浅埋破碎段超前加固方案,对支护参数进行了设计,根据收敛-约束法原理对支护参数合理性进行了验算,计算结果显示隧道设计位移为1.2cm,远小于预留变形量,说明所采用的支护参数是合理的。(3)根据马武隧道洞口浅埋破碎段工程特点,对典型断面进行了施工监测,并对监测数据进行了采集与处理,分析了隧道施工引起的围岩变形规律,结合回归分析的方法对围岩稳定时间进行了预测,预测结果表明洞口浅埋破碎段隧道Ⅴ级围岩自稳时间在25天到30天左右,比Ⅳ级围岩稳定时间约晚5~7天。(4)为确保现场施工方案的合理性,采用FLAC3D软件对洞口浅埋破碎段隧道进行了施工优化分析,分别对台阶法、CD法、三台阶七步法的开挖与支护过程进行了模拟研究,对三种工法施工过程所引起的围岩变形规律、围岩与支护应力、围岩塑性区分布范围进行了分析对比,最终确定选用台阶法作为马武隧道洞口浅埋破碎段施工方案,现场监测结果与数值模拟结果基本一致,说明基于数值模拟的施工优化结果是可行的。