软弱围岩隧道大变形施工控制技术
软弱围岩隧道大变形施工控制技术
摘要：在我国西部山区，分布有大范围的软岩地层，其中千枚岩的分布极
为广泛，如兰渝铁路线上的木寨岭隧道，318线上的鹧鸪山隧道以及在建的九绵
高速等多条高速公路隧道等。
该类岩体具有强度低、性状差、遇水易软化等特点，加之穿越高地应力、高烈度区软岩隧道建设过程中大变形灾害问题凸显，严重危
及了隧道施工安全。
因此，开展软弱围岩隧道施工技术与支护技术的深入探讨，
对于保证工程施工的安全性与质量的来讲非常重要。
本文以白马隧道为例，通过
对该隧道的施工总结分析了一套软岩大变形隧道施工控制方法，并进行了理论和
实地测试，对其在变形地段中的运用进行了探讨。
关键词：软岩隧道；大变形；施工控制措施
引言：当前，业界对软弱围岩隧道的受力机制和技术仍处在探索性和探索性
试验中，对其进行大变形特性的分析和找出行之有效的防治技术是非常必要的。
根据隧道的实际监测和理论研究，对白马隧道的大变形进行了研究，并给出了相
应的技术措施。
一、软弱围岩大变形控制理念
（一）刚性控制
采用刚性控制理念法，通过大钢拱架、大厚度喷射混凝土、超前大管棚、掌
子面长锚等措施，采用“以刚克刚”的方法克服了隧道的围岩变形。
该技术主要
用于在埋深浅、地应力较小的情况下，对围岩的变形进行了有效的处理。
适合于
围岩破碎、力学性能较低、地表沉降和隧道变形要求较高的地区。
（二）柔性控制
柔性控制理念主要是利用增大预留变形，使隧道产生位移，使围岩体的应力
得到最大程度的缓解，从而使支护体的受力最小化。
其控制手段主要有分段综合
控制、伸缩支护和多重支护等。
在地应力较小、埋深较小的情况下，采用刚性支
撑理论进行围岩变形的方法是切实可行的。
但对于地下工程中的大深度和高地应力，宜采用柔性支护技术。
（三）刚柔结合控制理念
刚柔结合的控制理念是以刚性的预支护法来有效地控制掘进过程中的围岩体的应力释放速率；采用柔性初期支护对早期隧道的早期变形进行了抑制，同时采取了超前和早期支护措施，使围岩的变形保持在一个较好的水平。
鉴于大变形的软岩隧道的受力特点，采用刚柔并济的方法来进行施工比较妥当。
二、工程概况
（一）概述
白马隧道左线全长13013米、右线全长13000米，最大埋深为1092米。
LJ9合同段起讫点桩号为：K41+664～K50+015，左右线平均8.323Km，其中包含白马隧道出口端左线6056m，右线6000m，绵阳端竖井一组333m。
地质构造复杂，断裂构造发育，穿越多条断层及影响带，围岩以碳质板岩和炭质千枚岩为主，岩体破碎，自稳能力极差，极易坍塌，围岩富水，存在高地应力，且为低瓦斯隧道，施工中极易发生大变形、塌方及高压涌突水等现象。
白马软岩隧道主要变形呈现一般无开裂现象→开始初支出现开裂并多数伴有渗水，严重时出现掉块、钢架变形直至侵限。
围岩为中～微风化带岩石属软岩，薄层状结构为主，层间结合较差，岩体极破碎，为炭质千枚岩，基岩裂隙孔隙水呈承压股状涌出（见图1）。
在工程完工后，出现了初支开裂、脱落、钢拱架弯曲等问题，拱顶沉降和周围的收缩性都比较大，造成了大的变形和早期支护的破坏（见图2）。
图1掌子面股状水涌出
图2 初支变形破坏
（二）白马隧道大变形概况
1、特征
（1）变形周期长、变形速度快。
在白马隧道范围内，施工后由于软岩流变
导致的岩体应力再分配，导致了隧洞的变形和破坏。
由于软岩石的流变，导致了
隧洞的整体变形。
K46+863～K46+845已施工下台阶初支拱架两侧连续多天收敛数
据较大，最大收敛值达20.69mm/天，部分段落边墙出现开裂现象。
经参建各方会
商后，将2组长3m锁脚锚杆调整为4组长6m的锁脚锚管，加强锁脚后收敛速率
有所降低。
但按该方案实施后初支变形还是没有得到有效抑制，隧道初期支护仍
出现开裂、掉块、拱架扭曲和折断等现象。
（2）变形具有明显阶段性。
从工程技术的角度来看，白马隧道的变形可以
分为三个阶段：①在上台阶前期的支撑和下一步的挖掘以前，整个支护的强度都
比较低，而拱顶的沉降和周围的收缩率都比较大，这时候是一个快速增长的时期；
②在下部台阶前期支护结束后，整个支撑体系的强度得到增强，岩体的变形速度降低。
在围岩流动作用下，拱足部的受力产生了应力集中，整个变形仍在不断增加，这时，隧洞的变形已进入常态增长；③在仰拱关闭后，早期的支护结构是闭合成环的，具有更好的整体支护强度，从而极大地提高了早期支护的承载力和对围岩形变的耐受[1]。
（三）大变形原因分析
在复杂地应力作用下，白马隧道工作面的围岩褶曲是十分显著的。
千枚岩的单轴压强度很低，但由于地应力的挤压，岩石密度较大。
由于隧道爆破施工的干扰，使原来致密的岩层在地震作用下结构面张开，使其在隧道中产生了大的塑性变形，导致初支变形侵限、钢架扭曲折断、掉块塌方等。
（四）监测方案
1、地质及支护情况观察
白马隧道在爆破后，用肉眼观察、锤击检查、地质指南针等手段描述和记录了隧道的地质情况。
确定围岩在爆炸后的稳定状态，确定围岩等级、围岩设计是否符合，并填好相关的记录表格，绘制简易图纸。
如果在观察过程中出现了一些不正常现象，则要对现象发生的时间、开挖面的间距以及周围测量的各种资料进行详细的记载。
2、隧道周边收敛量测
沿着隧道周边的拱顶、拱腰和边墙部位分别埋设贴有反光片的钢筋，采用全站仪测量拱顶沉降及周边收敛情况，计算变形情况和变形速率，通过统计学的方法分析隧道的变形趋势，为隧道施工方案的制定提供依据[2]。
三、白马隧道隧道大变形控制技术
（一）优化施工方法
软岩隧道在施工过程中会出现一些变形，大变形属于正常变形衍生，而软岩隧道变形与施工时间和施工工序、工法等密切关联。
白马隧道主要控制方法是：
“合理预留、优化开挖、加强支护、配套机械、快早封闭、动态监控”。
其中加
强支护通过加强超前，强化锚杆，重视注浆等手段组合来实现。
1、合理预留
选择合理的预留变形量有助于达到安全高效施工的目的。
白马隧道原设计的
双线V级围岩预留变形量为12cm，但根据软岩变形特点和实际施工流程所需的时间，以20d封闭仰拱为基准，仰拱封闭后围岩累计变形量在25-35cm之间（不考
虑异常变形）,即合理预留变形量在20-40cm。
2、优化开挖工法
白马隧道主要采用两台阶或两台阶加核心土法开挖，但围岩极破碎，掌子面
无自稳能力易坍塌时必须采用微台阶法或机械开挖施工，两台阶相对于三台阶上
台阶高度可以适当放大（上台阶高度6.5-7.5m），开挖爆破两次扰动小，接头等
薄弱环节少，方便机械化施工，初支仰拱能尽快封闭，实现快挖快封的目的。
3、加强支护
加强支护主要是指“加强超前、强化锚杆、重视注浆、综合治理”的的等技
术方案，我们主要采用了Ф76自进式超前锚杆预支护，Ф89锁脚锚管抑制周边
收敛，采用长短锚杆的方案抑制变形：短锚杆采用普通树脂（药包）锚杆，长锚
杆应采用中空或自进式锚杆，加强径向注浆，长短交错结合形成群锚效应。
部分
段落利用锚杆前端的涨壳头或锚固剂锚固端受力，起到及时锚固围岩的作用，形
成应力拱，增加围岩前期的自稳能力，通过这些技术手段综合治理取得了较明显
的效果。
结束语
在软弱围岩隧道中，大变形是造成大范围破坏的主要原因之一，要想达到更
好的控制效果，必须要加强各个工序的质量控制，并针对不同的软弱围岩体的具
体变形，采用相应的方法进行处置。
隧道工程施工是一个系统工程，任何一个工
序或环节控制不利都会对隧道施工带来不可预测的风险，软岩隧道尤甚。
要坚持
从系统角度出发，采用“预防为主综合治理”方针，从超前预报，预留变形量，
开挖方法，加强支护，高效率机械的配合，合理的管理流程等方面来进行综合治理。
参考文献
[1]张守信,裴健,胡荣华,耿博铭,郭春.叙毕铁路新高坡隧道大变形控制技术研究[J].现代隧道技术,2020,57(S1):1070-1074.
[2]罗江.高速公路浅埋软弱围岩大变形隧道施工控制技术[J].产业科技创新,2020,2(32):56-57.。
宜万铁路广成山隧道软岩挤压大变形施工控制技术
５ 施 工 中应 注意 事 项 ５１上下台阶不宜拉的过长 ， ． 一般以 ２ ． ００ 为宜。 Ｏ０～３ ．ｍ ５２ 开挖 施 工 必 须 具 有 时效 性 ， 能 人 为 因素 延 长 时 间。 ． 不 隧 道 平 、 面 图 断 ５３ 超前支护必须严格按设计 方案做到位。 ． ２ 工 程 地 质 ５４ 初 期 支 护 完 成 ５０～１ ．ｍ 后 及 时 进 行 软 岩 处 壁 后 注 浆 ， ． ． ＯＯ ２１ 概 述 广 成 山 隧 道 位 于 重 庆 市 忠 县 与 万 县 交 界 处 大 山 山 ． 控 制 隧 道偏 压 变形 。 脉 ～方 斗 山 山脉 的 北 西 翼 ， 程 区 属 构 造 剥 蚀 ， 工 侵蚀 中 低 山 区 ， 形 地 ５５ 仰 拱 和 二 次 衬 砌 必 须 紧 跟 掌 子 面 ， 一 般 二 衬 应 控 制 在 ． 起 伏 较 大 。沿 线 地 层均 为三 叠 系 中上 统 ， 区域 构 造 应 力 集 中 ， 育 有 发 １ ０ 范 围 内 拱应 控 制 在 １ Ｏ 范 围 内。 ｍ ５ 仰 Ｏｍ Ｆ 、５Ｆ ４ Ｆ 、 ６三 个 断层 。 ６ 施 工 期 间 的监 测 隧 道 围 岩 分 级 为 Ｉ ～ Ｖ级 ， Ｖ 为灰 、 灰 色 泥 质 灰 岩 夹页 岩 ， ～ 深 薄 该隧道从 ２ ０ ０ ４年 ７月 １ ５日开始施工至 ２ ０ ０ ５年 ９月 １日止 ， 中厚 层状 ， 下 水均 为基 岩 裂 隙 水 ， 量 较 大 。 地 水 初 期 支 护 已完成 ６ ｍ。综 合 这一 段 时 间 的 监 测数 据 如 下 １ ５ ２２不 良地质及特殊 地质 隧道 左侧围岩存在顺层软 弱面 ， ＿ 易产 生 滑 落 、 塌 对 整 个 洞 身产 生侧 面 挤压 变 形 ， 施 工 带来 了相 当大 的 坍 给 困难 。 ３总体设计情 况 根 据 以上监 测结 果 ， 个初 支 闭合 完成 后 ， 有 的 变形 均 在 设 计 整 所 隧道 以喷 、 、 、 锚 网 拱架 等 作 为初 期 支 护 ， 期支 护承 受主 要荷 载 ， 初 同时作为永久结构的一部分。断面支护参数：按不同围岩分级分别为 要 求范 围 之 内。 从 施 工 角 度 分析 ，拱 顶 下 沉 和 隧 道 周边 收 敛 值 最 能直 观 地 反 映 １Ｏ ４ ｍｍ、Ｏ ｍｍＣ ０网喷砼（ １Ｏ ２ 内埋钢格栅 ）二次模筑分别为 ３ Ｏ ， Ｏ ｍｍ、 洞 室开 挖 引 起 的 结构 及 周 围 岩 体 的 变 形 。从 拱 顶 沉 降和 周 边 收 敛 值 ３Ｏ ５ ｍｍ 厚 Ｃ ０砼 ， ２ 抗渗标号为 ｐ ， ８ 具体初期支护参数见下表 初期支护参数表 来 分 析 ， 导 施 工 累 计 沉 降 占总 沉 降 的 ６ ％ ， 导 施 工 占沉 降 量 的 上 ９ 下 １ ％ ， 架封 闭后 的沉 降 量 占 总沉 降 的 １ ％ 。 因 此 ， 何 采 取 措 施 ， ４ 拱 １ 如 控 制 上 导开 挖 过 程 中 的沉 降和 收 敛 是 施 工控 制 的关 键 。 ７ 结 论 软 弱 围岩 偏 压 隧 道 的施 工 ，关 键 在 于超 前 支 护 和 侧 向软 岩 加 固 注 浆 的控 制 ，施 工 时 还 要特 别 注 意 开 挖 支 护 的 时效 性 和 监控 量 测 的 ４ 施 工 方 案 隧道围岩破碎 ， 稳定 性极 差 ， 开挖 后易失稳坍塌 ， 不仅 存在施工 信 息反 馈 。 宜 万 铁路 广威 山隧 道 软 弱 围岩 隧道 按 照 既 定 的施 工 工 序 已经开挖成 型 ６ ｍ， １ ５ 从现 场施 工的情况 分析 ， 洞 上 的干扰 ， 也存在对地层扰 动的相互影响和叠加， 因此依据 隧道断面 和 施工工法施工 ， 内 初期 支 护 稳 定 ， 顶 下 沉 和 洞 周 收敛 均 在 允 许 范 围 之 内 ， 面 无 任 拱 地 尺寸 ， 围岩 地 质 情 况 ， 定 科 学 的 开挖 方 法 和 支 护 参 数 ， 理 安 排 各 确 合 由此 可 见 ， 们选 择 的施 工 顺 序 和 施 工 工法 是 科 学 、 我 合理 的 ， 工序 ， 控制隧道偏压变形 ， 确保洞室稳定使开挖掘进不受较 大的影响 何 变化 。 能够保证隧道结构的稳定 ， 可作为同类工程施工借鉴 的先例。 是施 工 的 关键 。
高地应力大断面软弱围岩隧洞开挖变形控制技术
则该部位 的最 大地应力在 ４ ． ５ ． Ｐ 。在干燥条 ２０～ ００Ｍ ａ
收 稿 日期 ：２ １ ｏ ２ ０ ２一 ４— ６
顶拱喷 Ｃ ３ （ Ｆ ０ 硅粉 ）钢纤维混凝土厚 ２ ｍ；⑤全断 ０ｃ
面 系统布置 中空注浆锚杆 西３ ，Ｌ为 ６０ｍ和 ８ ０ｍ， ２ ． ．
＠ １０ｍ×１０ｍ。支护布置见 图 ２ ． ． 。
１ 工 程概 述
锦屏二级 电站 引水 隧洞 由 ４条相互平行 的隧洞群 组成 ，洞 间 中心距 ６ ． ０ ０ｍ，平 均洞 长 １． ７ｋ ６ ６ ｍ，平 面布置见 图 １ 。断 面 为 马蹄 形 断 面 ，最 大 开 挖 洞径 １． ４ ６ｍ，面积 １２ ３ １ ２引水洞 绿泥 石软岩 ７ ． ２ｍ 。 ， 洞段总长 ６９ ０ｍ，其 中 洞 连续 长 ２７ ０ｍ， ２洞 ２ ． １ ６ ．
作者简介 ：董
宁 （９ ５一） １６ ，男 ，四川阆 中人 。高 级工程师 ，主
要从事隧道 及地下 工程施工 技术研 究。Ｅｍａ ：ｕ２ ２ － ｉ ｇ ０ ０ ｌ
＠ ｑ ． ｏ 。 ｑ ｃｍ
董
宁 ：高地应力 大断面软弱 围岩隧洞开挖变形控 制技术
・１３・ ６
（ ）径 向支护 强度 不 够 ，大部 分 洞段 开挖 虽 然 ４
安全 通过 ，但 格栅 拱架加锚喷支护的体系无法抵抗 围
岩持 续 变形 。
（ ）设 计 未充 分考 虑 在开 挖后 ，支护 形成 体 系 ５
前 的预留变形余量 ，导致变形侵限 ，需 要二次扩挖 。 （ ） 没有及 时有效 地 对地 下水 进 行引 排 ，使 地 ６ 下水 持续浸泡软化围岩 。
０ 引 言
文献标 志码 ：Ｂ
文章编号 ：１０ —８２ （０ ２ ０ — １２— ４ ０ ３ ８ ５ ２ １ ）５ ０ ６ ０ 件下 ，完整 的绿 泥石 片岩 为 ３ ． ａ ８ ８ＭＰ ，软化 系 数小 于 ０５ ． ，其粘聚力 ｃ １．４ Ｍ ａ ＝ ３ ７ Ｐ ，摩擦角 ＝ １４ 。 ２．３ ；
软岩大变形隧道成因分析及控制施工技术
构造作用 、地温作用和地球 自 转作用形成 “ 岩 体未经人 工开
挖和扰动之前 的天然 应力状 态” 即初始应 力。“ 由于地表 或
地下开挖 、加荷或减荷 引起 初始应 力发 生改 变所产 生 的应 力 ，使围岩形成回弹区和松动圈而发生形变” 。
（ ２ ）开挖短进 尺 ， 初 支快速 封 闭成环 。尽 量减小 单循
面 出现裂缝 ，进 而 出现 纵 向裂 缝 、崩 落 ，环 向裂 缝 出现 ； 当累计变形量不 足 ３ ０ ｃ ｍ 时，钢架 发生 扭 曲变形 ，甚至 扭 曲错断 ，喷混凝土 表面 出现大量 裂缝 、掉块 ，必须及 时进 行套拱等加固措施 ，否则继续发展将造成塌方 。
４ 变形控 制技 术
变形压力 ， 只有提供足够的刚性支撑才能抑制围岩的变形 。
３ ． ３ 施 工 因 素
（ １ ）封 闭不及 时 ，为软岩 继续风化 提供 空间 和时间条 件。一是洞室开挖后岩面不及时封 闭 ，会 加快岩石 的风化 、
崩解 ，使之二次超挖 ，加大松动圈 的范围 ，降低 围岩强 度 ； 二是支 护未 及时封 闭 ，主要指 隧道 开挖后 初期支 护未 能在 最短的时 间内封 闭成 环 ，不 能 以环状 结构 体 系参 与 受 力 ，
取得 了良好 的效果 。 （ １ ）减少施 工扰动 ，贯彻“ 爱 护” 围岩 的施 工理念 。在
（ １ ）围岩遇水具有膨胀性 ，形成 较大 的膨胀力 。隧道 变形段 围岩主要 为炭质板 岩与炭 质千枚 岩 ，遇水 后很 快崩 解 ，侵水后一般表 现 出明显的体 积增加 ，具 有很 大 的膨 胀
性 。从而产生可观 的膨胀压力 ，直接加荷 在初支 系统上 。
软弱围岩隧道大变形施工控制技术
１ ０ 全长 ８９ ９ｍ。全 隧 道采用 带 仰 拱 的 曲墙 复合 ９， ８
式衬 砌 、 喷锚 支 护 ， 进 出 口共 ３ 为 碎 石 道 床 除 ９ｍ
外， 其余 均铺 设 弹性 整体 道床 。 隧道 地 层 主要 以石 英 云 母 片 岩 夹 炭 质 片 岩 为 主 ， 层状夹 中厚层 ， 理裂 隙较发育 ， 薄 节 片理面 光滑 ，
通过 ３年 多 的施 工 跟踪 观测 ， 现其 大 变形 的 发
主要特征 为 ： ）围岩变形 量大 。Ⅳ级 炭质 片岩施 工 １
ｇ 曼
士
磷｝
过 程 中 ３ 平 收敛 总量 为 ３ ０ ４ ０ｍｍ， 顶下 ０ｄ水 ０ ￣ ０ 拱 沉 总值为 １ ０ ０ ５ ￣２ ０ｍｍ； Ｖ级 炭 质 片岩 个 别 地段 炭 质 含量高 、 下水 丰 富 ， 地 变形 远 远 超 出正 常水 平 ， 局
总 第 １ ６期 ３
Ｈ ｉｈ ｙ ｇ ｗａ ｓ＆ Ａｕ ｏ ｔ ｅＡｐ ｉａ ｉ ｎ ｔ ｍｏｉ ｐｌｃ ｔｏ ｓ ｖ
公 路 与 汽 运
１３ ４
软 弱 围岩 隧道 大 变 形 施 工控 制技 术
漆 国 富
（ 中铁 二 局 项 目建 设 管 理 公 司 ，四川 成 都 ６ ０ ３ ） １０ １
中图 分 类 号 ： ４ ． ９ Ｕ４ ５ ４
文 献 标 志 码 ： Ｂ
文 章 编 号 ：６ １ ２６ （０ ０ ０ －０ ４ －０ １ ７ — ６ ８２ １ ） １ １ ３ ２
随着 中国基础 建设 事业 的高速发 展 和西 部大开
发 的进一步 推进 ， 国的公路 工程 、 中 铁路 工程 和地下
隧道 穿越高 地应力 区及 遇 到软 弱 围 岩 体 时 ， 产 生 常 软弱 围岩大 变形 等相 关 地 质灾 害 ， 隧道 软 弱 围岩 对 大变 形的有效 合理 防治 与控制 愈显 紧迫 与重要 。
软岩大变形专项施工方案
一、背景随着我国基础设施建设的大力推进，隧道工程在高速公路、铁路、城市地铁等领域得到了广泛应用。
然而，在软岩地质条件下，隧道施工过程中常常遇到大变形问题，严重影响了施工质量和工程进度。
为确保隧道施工安全、高效，特制定本专项施工方案。
二、工程概况1. 工程名称：XX隧道工程2. 工程地点：XX省XX市3. 隧道地质条件：软岩，高地应力，易发生大变形4. 隧道结构：双洞四车道，左洞长3.5km，右洞长3.6km三、施工方案1. 预处理措施（1）施工前，对隧道地质情况进行详细勘察，掌握软岩大变形的规律和特点。
（2）针对软岩大变形，提前做好应急预案，确保施工安全。
（3）加强施工过程中的监测，及时发现大变形问题，采取措施进行处理。
2. 施工工艺（1）超前支护：采用超前锚杆、锚索、管棚等支护措施，对软弱围岩进行加固。
（2）开挖方式：采用台阶法开挖，分台阶进行开挖，减少围岩暴露时间。
（3）初期支护：采用喷射混凝土、钢筋网、钢架等材料，对开挖面进行支护。
（4）二次衬砌：在初期支护完成后，进行二次衬砌，确保隧道结构的稳定性。
3. 施工技术要点（1）超前支护：根据地质条件和变形情况，合理选择锚杆、锚索、管棚的长度、直径和间距。
（2）开挖方式：根据地质条件和施工进度，合理确定台阶高度和宽度。
（3）初期支护：严格控制喷射混凝土的厚度和质量，确保支护结构稳定。
（4）二次衬砌：根据地质条件和变形情况，合理确定衬砌厚度和结构形式。
4. 施工监测（1）监测项目：隧道围岩变形、支护结构应力、隧道内水位等。
（2）监测方法：采用全站仪、水准仪、应力计、水位计等设备进行监测。
（3）监测频率：根据施工进度和变形情况，合理确定监测频率。
四、施工组织与管理1. 施工组织：成立专项施工小组，负责软岩大变形隧道的施工组织和管理。
2. 施工人员：配备专业技术人员，确保施工质量。
3. 施工材料：选用优质施工材料，确保施工质量。
4. 施工进度：根据施工方案和地质条件，制定合理的施工进度计划。
隧道软岩大变形的力学机制及其防治措施
隧道软岩大变形的力学机制及其防治措施摘要：介绍软岩含义，简要分析隧道围岩变形机制，介绍国内外部分关于隧道变形的支护理论，列举了常见的支护措施及变形控制技术。
关键词：隧道软岩；力学机制；防治措施1软岩含义及力学特性关于软岩的含义至今仍然有多种解释。
1981年在东京召开的“国际软岩学术讨论会”规定“软弱、破碎和风化岩石”为软岩[1]，属于定性的规定。
国际岩石力学学会（ISRM）对软岩给出了定量的规定～定义软质岩为单轴抗压强度在0.5～25MPa的岩石。
近年来，在我国的水工、道路及矿山建设中，越来越多地涉及到软岩工程问题，大量工程实践提供了众多成功经验和失败教训，成为软岩技术发展的推动力。
孙钧教授总结软岩的基本特征是强度低，孔隙率高，容重小，渗水、吸水性好，易风化，易崩解，具有显著的膨胀性和明显的时效特性，认为高地应力地区的岩石蠕变将呈非线性性态发展。
2隧道围岩变形机理隧道围岩变形机理的研究进展和岩体力学的发展存在着紧密的关系。
在长期的工程实践和理论研究中，尤其是近代岩土力学、工程地质力学的发展，使我们对坑道开挖后在围岩中产生的物理力学现象有了一个较为明确的认识。
关于大变形的形成机制，一般分为以下两类[2]：（1）坑道开挖后将引起围岩一定范围内的应力重新分布和局部地壳残余应力的释放：从力学角度看：坑道开挖前的围岩处于初始应力状态，即前面所述的初始地应力场，我们称为一次应力状态。
坑道开挖后由于应力重新分布，坑道周边围岩处于由开挖引起的应力场中，这种应力状态我们称为二次应力状态，又称为毛洞的应力状态。
如果二次应力状态满足坑道稳定的要求，则可不加任何支护，坑道即可自稳。
如果坑道不能自稳就须施加支护措施加以控制，促使其稳定。
因此，采取支护措施后的应力场称为三次应力场或支护后的应力场。
应力控制实质上就是控制围岩的变形和松弛。
这是软弱围岩隧道设计施工的主要原则。
就是说要想控制住围岩的松弛，就要控制住围岩的变形。
（2）岩石中的某些矿物和水反应而发生膨胀。
软弱围岩隧道变形及其控制技术
Ｄｅｏ ｍ ａ ｉｎ ｏ ｎ ｌ ｔ ｏ ｔＳ ｒ ｏ ｎｄ ｎ ｃ ｓ ａ ｄ ｉｓＣｏ ｔｏ ｆ ｒ ｔｏ ｆＴｕ ｎｅｓ ｗｉｈ Ｓ ｆ ｕ ｒ ｕ ｉ ｇ Ｒｏ ｋ ｎ ｔ ｎ ｒ ｌ
ＧＵＡＮ ｏ ｈ Ｂａ ｓ ｕ
（ ｏ ｔｗ ｓ Ｊａｔｎ ｎｖｒ ｔ，Ｃ ｅｇ ｕ６ ０ ０ １ Ｃ ｉａ Ｓ ｕｈ ｅ ｉｏ ｇ Ｕ ｉ ｓｙ ｈ ｎ ｄ １０ ３ ， ｈｎ ） ｔ ｏ ｅｉ
ｐ ａ ｅ ｎ ；ａｌｗａ ｌ ｅｏ ａ ｉｎ ｖ ｌ ｅ ｄ ａ ｃ ｕ ｐ ｒ ；ｔ ｎ ｅ ａ ｅ ｒ ｉ ｆｒ ｅ ｎ ；ａ ｃ ｅ ｔｒ ｉ ｆｒ ｅ ｎ ；ｐ ｍａ ｙ ｌ ｃ ｍｅ ｔ ｌ ｏ ｂ ｅ ｄ ｆ ｒ ｔ ａ ｕ ；ａ ｖ ｎ ｅ ｓ ｐ ｏ ｔ ｕ ｎ ｌｆ ｃ ｅ ｎ ｏ ｃ ｍｅ ｔ ｒ ｈ ｆｅ ｅ ｎｏ ｃ ｍｅ ｔ ｒ ｒ ｍ ｏ ｉ
ｓｐ ｏ ｕ ｐ ￣
Ｏ 引 言
国 内外关 于软 弱 围岩 隧道施 工技术 的研究 十分 盛 行 ， 些 研 究 主 要 有 ： ）以 具 体 隧 道 为 例 进 行 研 这 １ 究 ¨ Ｊ这些研 究 主要集 中在 ： ， 变形 原 因 、 机制 ， 变形 特 征， 变形 预测 ； 护结 构 变形 及 受 力 情 况 ， 护 结 构 与 支 支 围岩的相 互作 用 ； 变形 控制 、 治措施 ， 护结构 、 大 防 支 形
软岩大变形铁路隧道控变技术措施
1引言在铁路隧道建设中,高地应力环境下的软弱围岩大变形隧道是一种特殊地质状况下的大变形隧道,其形状有很大的突发性,在大变形影响下产生的特征为断面减小、拱顶沉降、拱腰裂开、基底鼓起等。
部分区域已完成的二衬构造甚至会出现裂缝损坏,给建设进程与运营安全带来巨大的挑战。
因此,对软岩大变形铁路隧道施工变形控制理念和措施的探讨极具必要性。
2工程概况高速铁路某隧道为单洞双线隧道,左右线线间距4.6m ,30译单面上坡,进、出口里程分别为DK84+127和DK86+840,全长2713m 。
隧道经过的软岩地层以泥质页岩为主,局部夹砂岩,页岩颜色为灰黑,软弱泥质与白色云母夹层居多,强度非常差。
页岩层厚在3~10cm ,多为薄层状,层理明显,产状歪曲,挤压作用显著,岩层破裂,强度极差,用手揉成粉,遇水软化成泥;顺层发展,有平滑的顺层,在层中大部分为软泥夹层,节理、层理发展与分割强烈,围岩完整性极低,隧道左拱有不稳定面,开挖后坍陷、脱落严重。
在高应力区,会出现较大移动与变形。
3高地应力作用下的软岩隧道挤压变形隧道开挖后,围岩形成临空面,结构体系发生变化,内应力重新分布,在此过程中,当围岩强度应力比达到一定程度时,将造成隧道挤压变形。
高地应力是一种相对论[1],其与围岩强度(R b )相关。
换言之,当围岩中的最大地应力和强度之比到达一定程度时,才可称高地应力,又称极高应力。
研究表明,当强度应力比小于0.3~0.5时,即能产生比正常隧道开挖大一倍以上的变形。
这时洞附近会产生大面积塑性区,由于挖掘产生围岩质点挪动与塑性区的“剪胀”效应,洞周将产生很大位移。
圆形隧道弹塑性分析结果还显示,当强度应力比小于2时洞周将产生塑性区,塑性区随强度应力比值的减小而增大。
大变形主要因素之一是高地应力。
软岩变形主要特点如下:1)变形持续久、较大的塑性变形量以及变形速率快;2)流变特性强,变形具备较强的时间与空间效应,一经变【作者简介】崔勇（1977~），男，四川成都人，工程师，注册监理工程师，从事铁路工程监理研究。
隧道软岩挤压大变形施工控制
王 太 （ 铁十三局集团 中 有限公司）
摘要 ：介绍了宜万铁路广成山隧道软弱围岩挤压变形控制施工技术 ， 由 接 长 度 不 小 于 １５ ，每 环 布 置 ２ ．ｍ ５ 于 采 取 了 有 效 的 支 护 技 术 、 挖 顺 序 和 相 应 的 监 测 手 段 ， 证 了洞 室 的 稳 定 ， 根 。 二 次 衬 砌 为模 筑 ３ ｃ （ 开 保 ０ｍ Ｉ ） Ｖ级 、 避免 了因挤压 发生的变形侵限及塌方 ， 为同类地质条件下的隧道工程施工提 ３ ｃ （ ５ ｍ Ｖ级 ） Ｃ ５素 砼 ， 图 １开 厚 ２ 见
供 了借 鉴 。
关键词 ： 控 制
挖 支 护 断 面 图 ， 体 初期 支 护 参 数 见 具
表 １：
１ 工程 概 况 宜 万铁 路 ３ ８标 段 广成 山 隧 道 位 于 重庆 市 忠 县 与 万 县 交 界 处 大 山 山脉 ～方 斗 山脉 的 西北 翼 ， 为矿 山法 施 工 国家 ｆ 单 线 电气 化 铁 级 路 隧 道 ， 长 ５ ５ ｍ ， 止 里 程 ＤＫ Ｏ ＋ ８ 全 ３３ 起 ４ ６ ９ ８～Ｄ ４ ２ ３ １ 隧 道 最 Ｋ １＋ ４ ， 大 埋 深 约 ４ ０米 。 隧 道 设 单 面 坡 ， 进 口至 出 口坡 度 为 一１ ．‰ 、 ８ 从 ３３
２２ 水 文 情 况 ＿ 施 作 并 封 闭成 环 。
２ １ 地质 构造 ．
④ 隧道 突水 、 涌水、 突泥的地段、 规模、 流量 的测量。
进 口洞 口段 和 断 层 破 碎 带 Ｖ级 围岩 采 用 三 台阶 法 开 挖 ，上 台 阶 隧 道 进 口和 斜 井小 里 程 段 因 受构 造 影 响严 重 ， 层 发 育 ， 层 挠 断 岩 长 度 不 大 于 ５ ， 阶 开 挖 高 度 ３０ 左 右 ， 据 围 岩 情 况 采 用 小 药 ｍ 台 ．ｍ 根 曲 ， 理 发 育 ， 体 破 碎 ， 下 水 在 断 层 带 内局 部 富 集 ， 水 量 较 大 。 节 岩 地 涌 量 掏 槽 爆 破 周 边 人 工 修 整 或人 工 风 镐 直 接 开 挖 ， 力 手 推 车 运 输 ， 人 循 此 段 隧 道 埋 深 较 浅 ， 谷 和 水 田分 布 ， 表 水 系 有 与 断层 裂 隙连 通 的 沟 地 环进尺 Ｏ５～１ ｍ； 二、 三 台阶开挖 高度分 别为 ３Ｏ 左右 ， ． ． 第 ０ 第 ．ｍ 单 可 能 ， 大 了隧 道 内 的 涌 水 量 。 加
软弱围岩隧道大变形机理及控制措施研究
软弱围岩隧道大变形机理及控制措施研究摘要: 软弱围岩大变形是隧道修建过程中常见的灾害。
本文结合青峰隧道工程，对软弱围岩隧道大变形施工处治技术进行分析，在分析大变形产生原因的基础上，提出合理的施工方法和处治措施，对软弱围岩隧道施工具有参考意义。
关键词：隧道、处理措施、大变形、软弱围岩Study on Mechanism and Treating Methods of Large Deformation of Tunnel in Soft Surrounding RockAbstract：The large deformationof soft rock tunnelconstructionisa commongeologicaldisasters. Combined with the Qingfeng tunnel, the reasons of large deformation were analysed. Feasible construction methods and techniques for soft rock tunnels are suggested which can be taken for reference by soft rock tunnel construction.Keywords: tunnel; treating methods; large deformation; soft rock1 引言随着我国高速公路的建设的快速发展，在山岭地区修建的公路隧道越来越多，我国在复杂的地质条件下的隧道修建技术也得到了飞速发展。
当隧道穿越高地应力、浅埋偏压区域以及软弱破碎围岩体时，易产生围岩大变形等相关地质灾害。
大变形的危害程度大，处治费用高且方法复杂，因此，针对实际工程准确分析大变形发生的机理，控制变形的进一步扩大，采取合适的处理方案解决初期支护变形过大的问题就显得尤为重要。