高地应力软岩隧道围岩稳定性研究

高地应力软岩隧道围岩稳定性研究

陈帆

（重庆交通大学 土木工程学院 重庆 400074）

摘要：软岩隧道是在高地应力条件下建设的工程，其围岩稳定性是一个重点研究的问题。本文以国家“西部大开发”战略为背景，探讨了在设计和施工过程中需要注意的事项，以确保软岩隧道的安全建设。通过充分了解隧道所处地质环境，包括地质构造、地下水情况及岩石的工程性质等，可以为设计提供准确的数据和参考，确保设计方案的科学性和合理性。

关键词：高地应力；软岩；隧道工程

中图分类号：TU91  文献标识码：A文章编号：1000-131X(2022)NN-PPPP-CC

引 言

川藏铁路沿线地形复杂多样，地貌形态主要包括盆地丘陵（平均海拔500米）和高原深切峡谷（平均海拔3000米以上），地形跌宕起伏，岭谷高差可达5000米。根据当前施工地勘实测数据得到，以千枚岩、板岩为主的软岩占待建隧道线路总长的53%；待建隧道线路沿线的应力值比较大。高地应力软岩隧道修建过程中通常会面临隧道洞周位移过大、二次衬砌挤压破坏和隧道底部鼓起等问题，严重危害隧道施工和运营安全。

对于高地应力软岩隧道，许崇帮、郑子腾、辛红升等人从隧道围岩变形的角度出发，重新划分隧道围岩大变形的类型，归纳总结不同类型隧道围岩大变形 包括对各种支护措施的效果评估、支护系统的稳定性分析和优化设计等。

1 研究现状

高地应力软岩隧道围岩稳定性及支护措施的研究是一个重要的课题，这是因为软岩隧道周围岩石的稳定性对隧道的安全和使用寿命有很大影响。隧道周围岩石的稳定性受到许多因素的影响，包括地质条件、应力状态、支护结构、施工方法等。

隧道围岩隧道围岩对于隧道的稳定性和安全性具有重要影响，因此对隧道围岩的特性、力学行为和工程性质进行研究和评估，以确定适当的支护措施和工程设计，是隧道工程中的关键任务之一。隧道围岩的性质和特点可以包括但不限于岩性、含水量、岩体结构、均质性、脆性和可塑性等方面的指标和参数。

软岩是指受工程力量影响而明显变形的岩体。根据软岩软化的原因，可分为四种类型。

2实际的工程应用

2.1 高地应力软岩隧道主要变形模式

在隧道施工开挖过程中，层状软弱围岩具有很多显著的特点，主要变形模式包括：

1）挤压和收敛变形：由于高地应力和软岩的低强度，隧道围岩易受到水平和垂直方向的挤压作用，导致围岩的收敛变形。这种变形模式表现为隧道围岩的整体收缩和挤压变形。

1）弯曲和拱胀变形：高地应力软岩隧道在开挖过程中，周围的围岩受到水平荷载的作用，导致围岩的

2.2施工支护措施

在软岩隧道的施工过程中，为了确保围岩的稳定性，需要采取适当的支护措施。卫鹏以丽香铁路长坪隧道为依托，利用数值模拟方法分析了锚杆长度和施作部位对隧道支护效果的影响。

2.3施工时的处置方案：

2.3.1 长锚杆加固围岩

通过加大对软弱围岩的加固力度，形成较厚的围岩加固圈，减少对支护衬砌结构的约束压力，控制围岩的松弛变形范围。

2.3.2 加强初期支护

高地应的软岩隧洞和普通隧道的比较,初期支护应具备较高的抗拉强度,使围岩处在较高支护应力影响下的应变状态中,使围岩产生可控的变化,塑性圈也处在控制的转变状态中,从而达到了卸压和深处的二次应力的效果。

2.3.3 隧底加固

基脚下沉基底起鼓的情况往往产生在大变形隧道当中,如果想要防止此情况,就可以采用底部注浆方法的方式保护地基的方法,又或是利用改变拱曲率,提高锚索,增大仰拱刚度进而可以保证支撑系统稳定性。

总 结

高地应力软岩隧道围岩稳定性及支护措施的研究是一个复杂的课题，涉及多个因素的综合考虑。研究中需对软岩的物理性质进行细致分析，以了解其力学特性和变形规律。通过采用多种方法对围岩的稳定性进行全面评估，以预测和控制围岩的变形和破坏。同时，需要制定合理的支护方案，结合软岩特点选择合适的支护材料和技术。通过综合考虑上述要素，可以提高软岩隧道的安全性和使用寿命。这需要在工程实践中持续总结经验，并不断完善研究方法和技术，以满足不同软岩隧道的工程需求。

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