浅谈软弱围岩隧道塌方机理及处理技术措施
公路隧道软弱围岩段施工塌方处治与防治
公路隧道软弱围岩段施工塌方处治与防治发布时间：2021-04-28T12:38:19.377Z 来源：《城镇建设》2021年1月3期作者：吴阿林[导读] 经济的发展，城镇化进程的加快，促进公路建设项目的增多。
吴阿林中铁四局集团第一工程有限公司摘要：经济的发展，城镇化进程的加快，促进公路建设项目的增多。
公路隧道塌方是隧道施工中常见问题，塌方处理方面有了比较成熟的处理措施。
容易引起塌方的隧道段落为浅埋段，易于塌方的围岩主要在断层破碎带、松散碎石土层、节理裂隙发育的破碎岩层，这些是公路山岭隧道常见的围岩，其处理方法在很多手册以及论文都有较好的论述，对于软弱风化严重的页岩围岩隧道采用常规的施工方法难以满足施工质量和进度要求。
本文就公路隧道软弱围岩段施工塌方处治与防治展开探讨。
关键词：公路隧道；软弱围岩；塌方处治引言我国正在大力进行交通基础设施建设，大型的隧道开始不断的修建，尤其是在西南地区，其地质灾害非常频繁，在施工环节中常常会出现软弱围岩，导致隧道发生塌方，围岩在外界的压力下产生破碎，导致围岩的抗压能力下降，围岩的稳定性比较差，容易出现塌方等地质灾害。
塌方是隧道穿越富水软弱围岩施工的常见灾害，其对隧道工程的影响非常大。
1软弱围岩隧道塌方产生的原因（1）隧道的施工因素。
由于我国各省市的经济发展水平各不相同，各省市的高速公路施工队的技术水平也高低不一，这些都造成了在道路的修建工程中出现许多不规范甚至错误的操作。
目前我国在修建公路隧道时，最常使用的方法是新奥法，这种方法是将初支护的柔韧性和围岩的联合支护相结合在一起的，但是使用这种方法经常会出现隧道围岩超挖的情况，在处理这个问题上，有一些施工队在用混凝土填补超挖的围岩部分时，不是用同标号的混凝土而是用碎石、片石，石棉瓦这些材料，这就使初支护出现了许多的缝隙和破洞，导致围岩和初支护不能整体受力，使塌方的风险增加。
（2）软弱围岩的岩体因素。
软弱围岩的岩体受到其结构构造的影响，断层带的结构面无规则，有角砾、裂缝等结构，在其中充满泥质或岩屑，使得其本身自稳能力差，强度差。
浅析隧道塌方原因分析及一般处理方法
浅析隧道塌方原因分析及一般处理方法一、隧道塌方的原因分析1、不良地质及水文地质条件（1）隧道穿过断层及其破碎带，或在薄层岩体的小曲褶、错动发育地段，一经开挖，潜在应力释放快、围岩失稳，小则引起围岩掉块、坍落，大则引起坍方。
当通过各种堆积体时，由于结构松散，颗粒间无胶结或胶结差，开挖后引起坍塌。
在软弱结构面发育或泥质充填物过多，均易产生较大的坍塌。
（2）隧道穿越地层覆盖过薄地段，如在沿河傍山、偏压地段、沟谷凹地浅埋和丘陵浅埋地段极易发生坍方。
（3）水是造成坍方的重要原因之一。
地下水的软化、浸泡、冲蚀、溶解等作用加剧岩体的失稳和坍落。
岩层软硬相间或有软弱夹层的岩体，在地下水的作用下，软弱面的强度大为降低，因而发生滑坍。
2、隧道设计考虑不周（1）隧道选定位置时，地质调查不细，未能作详细的分析，或未能查明可能坍方的因素。
没有绕开可以绕避的不良地质地段。
（2）缺乏较详细的隧道所处位置的地质及水文地质资料，引起施工指导或施工方案的失误。
3、施工方法和措施不当（1）施工方法与地质条件不相适应；地质条件发生变化，没有及时改变施工方法；工序间距安排不当；施工支护不及时，支撑架立不合要求，或抽换不当“先拆后支”；地层暴露过久，引起围岩松动、风化、导致坍方。
（2）喷锚支护不及时，喷射混凝土的质量、厚度不符合要求。
（3）按新奥法施工的隧道，没有按规定进行量测，或信息反馈不及时，决策失误、措施不力。
（4）围岩爆破用药量过多，因震动引起坍塌。
（5）对危石检查不重视、不及时，处理危石措施不当，引起岩层坍塌。
4、隧道塌方的一般前兆（1）水文地质条件的变化，如干燥的围岩突然出水、地下水突然增多、水质由清变浊等都是可能发生塌方的前兆；（2）拱顶不断掉块，甚至较大的喷砼块相继掉落，预示着围岩即将发生塌方；（3）支护状态变形(拱架接头挤偏或压劈、喷射砼出现大量的明显裂纹或剥落等)、敲击发声清脆有力、甚至发出声响；（4）喷锚支护的水平收敛率大于0.2mm/d、拱顶下沉量大于0.1mm/d并继续增大时，说明围岩仍在发生变形，处于不稳定状态，有可能出现失稳塌方。
隧道塌方原因及处理措施
隧道塌方原因及处理措施塌方是隧道施工中比较常见的事故。
一旦发生，不仅延误工期、增加工程费用，而且会危及施工人员的生命安全。
如果处理不当，会给工程质量遗留隐患，给后期维修养护工作带来困难。
因此，在隧道建设中，应采取合理有效的措施，对隧道塌方进行预防和防治。
同时，在隧道塌方后，要及时进行处理和善后，使隧道塌方造成的经济损失降到最低，避免出现由于延误处理救援时机而导致更大事故发生。
地质因素隧道及地下工程施工安全事故中起决定性的是地质因素。
在勘探和施工过程中对地质情况认识不清，造成施工时出现了塌方。
（1）在开挖的过程中，围岩的地质条件发生突变。
（2）在隧道施工范围内或隧道周边出现的断层、破碎带、软弱夹层、结构不利面、岩层的不整合接触带等。
（3）出现特殊的不良地质，如膨胀岩、溶洞、涌水等。
（4）地下水是使隧道围岩丧失稳定的重要原因，其影响主要有3个方面：一是软化围岩，软质岩石（土）体受水饱和后，其强度有不同程度的降低，水浸入无水石膏或以蒙脱石为主要成份的粘土，地层膨胀而对隧道产生极大的膨胀压力；二是软化结构面，泥质充填或具有软弱夹层的软弱结构面遇水后，即发生液化变软或填充物被冲走而降低结构面的抗剪强度，使岩体易于滑动；三是承压水作用，围岩受到水压作用后，更易失去稳定。
设计因素1、选线不合理。
无论是公路、铁路，还是城市地铁，有时过多考虑投资等经济因素，线路的选择和确定不能百分百从技术、地质、实际功能需求和可行性来考虑，出现一些选线不合理的情况。
如果线路不合理，隧道穿越地层就有可能由好地层变为不良地质地段，就容易出现隧道塌方。
2、洞口的位置选择不恰当，如位于较大的滑动体、断层之中，或存在偏压，从而引发洞口塌方。
3、设计的支护参数偏小，无法保证围岩从开挖后到二次衬砌施作这段时间内的稳定。
4、针对特殊不良地质地段，设计上给出的处理措施不当。
施工因素1.开挖面积小于100m²隧道：Ⅱ、Ⅲ级围岩一般采用全断面法开挖，Ⅳ、Ⅴ级围岩一般采用台阶法开挖。
隧道塌方原因与处理措施方案
隧道塌方原因及处理措施目录一、隧道塌方的原因1二、塌方处理一般程序2三、塌方处理实例3(一)隧道概述3(二)塌方过程4(三)塌方段原设计情况5(四)塌方可能原因分析5(五)塌方处理措施6(六)进度计划及人机配置9(七)施工注意事项10(八)处理效果10四、经验教训总结10隧道塌方原因及处理措施一、隧道塌方的原因目前国内在建和已建隧道工程中，均出现过不同程度的塌方现象，给建设和运营带来了较大的危害。
在此，根据新奥法原理分析隧道塌方形成的可能原因。
新奥法的主要原理是在岩体力学特征和变形规律以及莫尔理论的基础上，通过量测手段对开挖后围岩进行动态监测，并根据围岩自稳的时间和空间效应确定爆破强度、开挖速度、初支参数以及辅助施工方法等。
其力学机理是利用围岩自稳能力，及时施作初期支护和二次衬砌并与围岩形成整体受力结构。
从此原理分析隧道塌方的原因如下：（一）洞身工程地质条件差，围岩自稳能力低，施工时没来得及进行初期支护即发生坍塌。
如掌子面围岩软弱、岩体破碎、地下水发育、洞身埋深浅。
或隧区通过不良地质地段，如断层褶皱带、膨胀岩地区以及高应力岩层等。
这些复杂地质条件往往有不可预见性，给设计和施工的准确性和安全性带来较大困难。
见图1。
（二）设计过程中未能准确判断隧区地质条件，没有充分考虑不良地质对隧道的影响，特别是没有及时与现场实际地质条件进行跟踪分析，导致在围岩分级、支护参数设计以及开挖进尺要求等不合理。
（三）施工过程中没有对诸如软弱围岩、浅埋地层等不良地质体进行注浆、超前支护预处理，保证不了围岩足够的自稳能力和自稳时间；开挖爆破效果差，导致围岩应力集中，出现滑塌现象；没有按照设计和规X要求进行施工，如初支背后有空洞、初支厚度不够、锚杆的长度和数量不足以及钢架的间距过大等，致使围岩岩体间不能连成整体受力结构，保证不了支护强度与围岩滑移的力学平衡。
（四）新奥法施工是一个动态过程，对隧道进行实时监控是重要环节之一。
目前很多隧道塌方造成人员伤亡、财产损失的原因就是监控不到位。
铁路隧道浅埋软弱围岩塌方处理方案
铁路隧道浅埋软弱围岩塌方处理方案铁路隧道建设是一项受到广泛关注的基础设施建设，其中涉及到的问题非常多，例如地形复杂性、地质条件复杂性、地下水分布等等。
其中，隧道软弱围岩塌方问题是非常普遍的一种情况。
为了能够有效地解决这个问题，我们需要采用一些有效的方案进行处理。
解决问题的一般步骤隧道软弱围岩塌方问题的解决，需要考虑以下几个方面：1. 地质勘探：在隧道工程设计之前，应对周边地质情况进行全面的勘探，特别是对软弱围岩地质进行详细的分析和评估。
2. 监测：在隧道建设过程中，应设立完善的监测体系，对隧道周边地质监测，及时发现隧道软弱围岩的变化。
3. 强化支护：针对软弱围岩进行相应的加固和支撑，强化隧道结构的稳定性，防止地质灾害的发生。
针对不同的问题情况，具体的处理方案如下：对于轻度塌方的情况为了能够有效地应对轻度塌方的情况，我们需要首先进行勘探，评估软弱围岩的情况，以此判断隧道工程的建设方案。
在工程建设过程中，应加强隧道结构的加固和支持。
具体方案包括：1. 对软弱围岩进行喷射加固，使用钢筋网格、喷锚、水泥等方式加固围岩，使其能够承受轻度塌方的压力。
2. 开展水泥悬浇节点固结，加强隧道结构的稳定性。
3. 做好排水系统的建设，确保隧道内外的水流畅通，降低软弱围岩灾害的风险。
对于重度塌方的情况重度塌方的情况更为复杂，需要更为完善的方案来进行防治。
具体方法包括：1. 运用有限元数值模拟技术，对盾构隧道进行系统仿真，预测软弱围岩的强度和位移变化。
2. 加强支撑体系的建设，使用锚杆、杆索、喷锚等方式，加强隧道结构的支撑力，以提高隧道结构的抗震与抗震能力。
3. 使用预留孔洞、垂直注浆、混凝土填埋技术进行加固，强化围岩的支撑压力，提高抗地震能力。
4. 开展隧道采光系统和排水系统的建设，使隧道内外的水流畅通，减少塌方风险。
总结在对铁路隧道浅埋软弱围岩塌方问题进行解决时，我们需要从多个方面进行考虑，针对不同的情况进行对应的处理。
软弱围岩隧道坍方问题与控制
软弱围岩隧道坍方问题与控制摘要：软弱围岩坍方事故以其高发性、高危性严重威胁着隧道与地下工程施工安全，在软弱围岩隧道施工中一定要采取措施控制塌方的发生。
本文分析了软弱围岩隧道坍方问题出现的原因，并提出了控制措施。
关键词：软弱围岩；坍方；超前支护；二衬一、工程概况某隧道穿越山区，地质以构造剥蚀、风化侵蚀为主，左右幅处于相同地貌单元。
隧道为分离式隧道，左幅起止桩号为ZK4+243～ZK5+178,全长935m，出口端位于R=1300 米的右转圆曲线上，进口端位于直线上，纵坡为-1.7%，最大埋深149.1 米，隧道出口端横坡为+2%，进口端横坡为-2%；右幅起止里程为K4+247～K5+128，全长881m，隧道进口端位于R=1750 米的右转圆曲线上，出口端位于直线上，纵坡为-1.7%，最大埋深143.4 米，隧道进出口横坡均为-2%。
岩性为片岩、变粒岩、片麻岩、泥岩，风化程度高，多为强风化，局部夹全风化透晶体，强风化层片岩岩芯多呈碎石～角砾状、砂土状，局部构造发育，强风化，岩体极破碎，大部分为Ⅴ级围岩。
隧道多处地下水丰富，隧道围岩为软质岩，遇水易软化崩解，形成软弱结构面，降低岩体的层间结合力，因此软弱围岩段隧道施工安全是本合同段控制重点之一。
二、软弱围岩隧道坍方问题原因（一）地质原因本隧道出口端偏压大,全隧道大部分地段开挖面为平行于隧道走向的断层破碎带,在构造影响下,片麻岩被挤压成粉末状,豆腐渣状,局部呈弱胶结的沙土状,自稳能力差。
断层残存构造应力较大,在隧道开挖过程中,随着应力的释放,逐渐加大了对初期支护的压力,进而产生持续的变形。
由于断层滑面有基岩裂隙水渗出,豆腐渣及泥饼状的断层泥富含高龄土,遇水膨胀崩解,从而进一步增大了围岩对初支的压力。
隧道出口山体表面在开挖过程中出现多条沿隧道纵向的裂缝,裂缝随着掌子面的开挖向前绵延长达160m,最宽的一条位于隧道中线靠山侧,缝宽达30cm,自中线向山侧50m 范围内裂缝均有分布。
隧道软弱围岩坍方原因分析及处理技术
隧道软弱围岩坍方原因分析及处理技术摘要：坍方是最为常见的隧道施工事故，且多因软弱围岩大变形引起。
本文以杜家营隧道为例，阐述杜家营隧道活动断裂带围岩的变形破坏特征，对隧道出口坍方冒顶进行原因分析，提出处理措施，并对坍方处理效果进行评价，以期为类似工程事故预防与处理提供参考。
Abstract院Tunnel collapse is the most common accident in tunnel construction, which is often caused by deformation of weaksurrounding rock. In this study, the writers take Dujiaying Tunnel as example, briefly elaborate transform breakage characters of surroundingrock activity fault zone in Dujiaying Tunnel, and do reason analysis of collapse and roof fall at the tunnel exit, and also put forwardcorresponding remedial measures, evaluate the implementation effect of tunnel collapsing to provide reference and solution for similarengineering accidents.关键词：软弱围岩；隧道；坍方；处理Key words院weak wall rock of tunnel；tunnel；tunnel collapse；solution 中图分类号院U45 文献标识码院A 文章编号院1006-4311（2014）29-0120-03 0 引言近年来，我国高速公路、高速铁路、城市地铁、城市轨道交通等基础设施建设迅速发展，隧道及地下工程越来越多。
长大隧道软弱围岩段坍方问题的探讨
比Ｉ类 围岩仰拱 高１０ ｍ Ｉ ． ４ ，在施工边墙及仰 拱时，必将造成
钢 支 撑 的 “ 空 ” ，改变 了受力 情 况 ， 即钢 支 撑 成 为 了 悬 “ 悬臂 梁 ”，加之 侧压 力大 ，很 容易造成 围岩失稳 ，从而 诱发坍 方，在 隧道 结构 设计时应 该注意和 吸取 的教训 。对 于隧道施 工尤其是 长大 隧道 的施 工，应该将 防坍方 作为重 点 ，应 该树立 “ 坍方就 是效益 ”的指导 思想 ，重视 对长 不 大隧道地 质 、水 文等方面 的调查 、监测 以及 超前地 质预报 工作 ，仰拱应尽 量超前施 工 ，二 次衬砌应尽 快施 作，使隧 道尽快 形成封 闭的受力 结构 。坍 方处理 中必 须确保 工序质 量 ，采用 稳固后部 ，支护 宁强勿 弱，逐步推 进等措施 ，并 尽量减 少对坍方 体的扰动 。
＠ ． １０ ｍ×１ ０ 。 架 设 一 榀 钢 支 撑 即 喷射 ２ ０ 钢 纤 维 砼 覆 盖 ．ｍ 每 ０＃ 将 其 纵 向 连 为 一 体 。二 次 衬 砌 应 及 时 跟 上 ， 为 确 保 安 全 ， 先 灌 注 Ｄ ７ ＋ ４ ～５ ４ Ｋ １ ５４ ５ ，再 灌 注 Ｄ ７ ＋ ６ ￣ ＋ ７ ，最 后 灌注 Ｋ １５ ５ ５ ２
ｌ 工程概况 某 铁 路 隧 道 起 讫 里 程 为 Ｄ ７ ＋ ７ ￣ Ｄ ７＋ ５ ， 全 长 Ｋ １５０ Ｋ６６２
反填 的洞碴上 ，在 下部绑扎 主筋为 ２ 的钢筋 ，护墙 内设 ２ 钢支 撑 ，问距 为０ ６ 。对Ｄ ７ ＋ ４ ￣＋ ０ 段 采用 环 向小导 ．ｍ Ｋ １５０ ６０ 管进 行注浆加 固，拱墙采 用 ５ｍ ，Ｌ ５ 钢管进 行注 浆 ， ０ｍ ＝ｍ 钢 管 间距 ｌ Ｘ ｌ ，梅 花 形 布 置 。浆 液 为水 泥 水 玻璃 双 液 ｍ ｍ 浆 ， 配 合 比 为 ： 水 ： 泥 ： 玻 璃 ＝ ． ： ：． ５ 对 水 水 Ｏ ５ １０ ３ 。 Ｄ ７ ＋ ５ ￣＋ ０ 段墙部 喷２ ０ 钢 纤维砼 进行 加 固，喷 射厚 Ｋ １５ ５ ６ ０ ０＃ 度 为２ ｃ ，护墙段 除外 ，该工作 在接板 处加 固后 进行 。对 ０ｍ
软弱围岩隧道塌方原因分析及处理措施研究
软弱围岩隧道塌方原因分析及处理措施研究摘要：贵州省位于云贵高原东部,全省地势由西向东降低。
在地质上属扬子地台及其东南大陆边缘,以碳酸盐岩广布、喀斯特景观普遍发育为特征。
贵阳市位于贵州中部山原，为一较大岩溶构造盆地，广泛分布着三迭系和二迭系碳酸盐类岩石，出露和分布面积达60％以上，局部地段有碎屑岩分布。
第四系土层多为残坡积成因的红粘土，冲洪积成因的亚粘土、粘土、碎石类土和泥砾零星分布于洼地、河谷阶地及缓坡地带。
第四系土层厚度变化较大，一般为数米至10余米。
本文结合贵开铁路王家沟隧道的施工情况对贵阳地区软弱围岩隧道各部位施工注意事项及应对措施进行简要的介绍，是笔者在施工中一些个人的理解和认识，供大家参考。
关键词：软弱围岩；塌方；原因分析；处理方案1 工程概况及施工情况1.1 设计情况贵开铁路王家沟隧道进口里程DK24+342，出口里程DK26+045，中心里程DK25+193.5，全长1703m。
本隧道位于三江农场-羊昌区间。
隧道所在地域属于峰丛沟谷溶蚀地貌，地形起伏大，沟槽切割深。
隧区上覆地层为第四系全新统坡残积层红黏土。
下伏基层为寒武系中统高台组、石冷水组白云岩夹页层。
隧区为单斜构造，岩性单一，出露岩层层理较稳定。
节理间距0.5m左右，多为张开型，延伸性较好，节理面较光滑，少数有薄层黏土填充。
隧区地层岩性主要为白云岩，岩溶中等发育。
1.2 施工情况王家沟隧道从出口单口掘进，DK25+520～DK25+440段设计为浅埋段，最小埋深仅有26米。
该段开挖后，掌子面处岩体破碎，呈碎石角砾状结构，结构松散，自稳性差。
因岩层层面较平缓且陡倾延伸性好的平直状填充型溶隙发育，致使围岩整体完整性差，特别是层间结合较差，开挖过程中掉块现象严重，掌子面潮湿，有少量地下水下渗，拱部呈滴状下渗。
该段于2012年10月10日发生塌方事故，出现冒顶。
塌方时王家沟隧道掌子面里程为DK25+440，下台阶里程为DK25+455，仰拱里程为DK25+469，二衬里程为DK25+493，仰拱距掌子面距离为29m，二衬距掌子面距离为43m，均符合铁道部[2010]120号文安全距离要求。
隧道塌方的原因分析、注意事项和处理措施方案
地下水影响
地下水侵蚀
隧道开挖过程中，地下水渗入开挖面，软化围岩，降低围岩强度。
排水措施不当
隧道排水系统设计不合理或施工不当，导致地下水积聚，增加塌方风险。
02
隧道塌方注意事项
加强地质勘察和预报
详细了解隧道所处区域的地质条件
01
包括地层岩性、地质构造、水文地质等。
做好超前地质预报工作
02
采用物探、钻探等方法对前方地质情况进行探测，及时发现不
施工方法不当
施工工艺不合理
隧道开挖方法选择不当，爆破控制不当，导致围岩松动或破 坏。
支护措施不到位
初期支护结构强度不足，支护结构施工质量差，未能有效控 制围岩变形。
支护结构失效
支护结构破坏
初期支护结构强度不足，受到围岩压 力或地下水侵蚀而破坏。
支护结构施工质量问题
支护结构施工质量差，如锚杆失效、 喷射混凝土厚度不足等，导致支护结 构失效。
在隧道施工前，要加强 地质勘察工作，了解地 质情况，为施工提供科
学依据。
合理设计
根据地质情况，合理设 计隧道的结构、断面和 支护方式，提高隧道的
稳定性。
加强施工管理
在施工过程中，要加强 施工管理，确保施工质
量符合规范要求。
定期检查和维护
对隧道设施进行定期检 查和维护，及时发现和 处理潜在的安全隐患。
隧道塌方的原因分析、注意 事项和处理措施方案
汇报人： 2023-12-14
目录
• 隧道塌方原因分析 • 隧道塌方注意事项 • 隧道塌方处理措施方案
01
隧道塌方原因分析
地质条件不良
围岩稳定性差
隧道穿越的地层岩性、地质构造 、节理裂隙发育程度等因素，影 响围岩的稳定性和自承能力。
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从隧道 的塌方现象与原 因分析 ， 隧道作为典型
的地质工程 ， 地质条件在不确定性。在施工过程中 ， 岩石 即开挖对象 ， 而洞室周 围部分与支护又组成共
９ ８
甘
肃
科
技
第３ ０卷
同承载 体岩 石开挖 后原 有 的岩石 结构 和受 力平 衡被
破坏 ， 岩体在 自 重 的作用下产生应力重分布 ， 形成新 的受力平衡体系， 有一定的 自 稳能力 ； 如果不及时支 护或不支护， 在重力 、 高 地应力 、 不对称荷载 的作用
岩体破碎 ： 对于一些坚硬的岩石 ， 如坚硬 的岩浆岩 、 石灰岩、 砂岩等， 虽然其岩石强度较高 ， 但若受到强 烈的构造运动影 响， 导致 节理 、 裂 隙、 断层等结构 面 发育 ， 特别是结构面充填软弱填充物的场合 ， 会造成
围岩 强度 降低 很 多 ， 其 自稳 性 变 差 ； ３ ） 岩 体赋 存 环
面 向前推 进 时 ， 隧道 围岩 的 破坏 会 因隧 道 开 挖 卸荷 而产 生 围岩应 力 的 重新 分 布和 岩 体 的应 变 软化 ， 这 时会 在软 弱 围岩 内部产 生裂 缝 和破坏 或 因 围岩 内部
岩体作为一种经历 了地质构造运动的变形与破 坏， 包含各种结构面的复杂地质体 ， 岩体在某个初始 应力 状 态下处 于平 衡稳 定状 态 。隧道 的开挖 打破 了 上述平衡状态 ， 使围岩发生卸荷回弹和引力重分布，
（ 庆 阳能源化工集团有限公司 ， 甘肃 庆阳 ７ ４ ５ ０ ０ ０ ） 摘 要： 软弱 围岩大变形是隧道塌方的重要因素 。通过对软弱 围岩 隧道大变形 及塌方机理 的分析 ， 总结研 究了软弱
围岩隧道施工 防坍塌技术措施及 隧道塌 方处理技术 措施 ， 为 以后 软 弱围岩隧道 施工 防坍塌 以及坍 塌处理提供 了技 术支 持和经验支持 。
一
步 总结 软 弱 围岩塌 方 的机理及 治理 技术 措 施 。
围岩引力状态变化大 ， 或因岩体强度低 ， 围岩适应不
１ 软弱 隧道塌方机理分析
１ ． １ 软 弱 围岩 的含 义 围岩 是指 受 隧道 开挖 影响 而发 生应力 状 态改 变
了回弹应 力 和重分 布应 力作 用 而丧失 稳定性 。当隧 道 的掘 进面 向前 推进 时 ， 隧 道 围岩 的破 坏 会 因隧 道
度不同于岩石 的强度也不同结构面的强度 ， 岩体强
度受岩石强度 ， 结构 面强度 ， 岩体强度 ， 岩体赋存环 境等多种因素 的控制。对 于软弱围岩来说 ， 导致其 强度低的主要原 因有 以下 三点： １ ） 岩石强度低 ： 根 据我 国工程岩体分级标准、 岩土工程勘察规范 、 铁路
为： 开挖一 围岩塑性变形 支护过大变形一支护局 部破坏 支护与围岩破坏失稳 塌方。
关键 词 ： 软弱围岩 ； 隧道 ； 塌方机理 ； 技术措施
中图分类号 ： Ｕ ４ ５ ５ ． ７
近 些 年来 ， 在 我 国铁路 隧道施 工过 程 中 ， 因复 杂
的地质条件和施工工况或爆破扰动等因素均引起隧 道塌方， 而软弱围岩大变形引起 隧道塌方居多。造 成 了严 重 的安 全事 故 和 巨大 的财 产损失 。 岩体作为一种经历 了地质构造运动的变形与破 坏， 包含各种结构面的复杂地质体 ， 在初始应力状态 下 处 于平 衡稳 定状 态 。隧道 的开 挖打破 了上述 平衡
下， 则 会发 生塌 方 。 因此 影 响 隧道 围 岩稳 定 性 的 因 素主 要有 地质 环境 因素 和施工 因素 。
１ ． ２ ． ２ 软 弱 围岩 变形 力学机 制
方体为松散破碎岩体 ， 不停从拱部外漏 ， 累计塌方量 约为 ２ ５ ０ ｍ 。 ， 塌方高度约 ８ １ ０ ｍ 。由于受塌方影响 Ｄ Ｋ ２ ８ ８ ＋１ ３ ８一Ｄ Ｋ ２ ８ ８ ＋ １ ４ ６ 段初期支护开裂 ， 拱架 变形 ， 拱顶下沉 ， 掉块 。由于人员撤离及时， 未 造成 人员伤亡事故 。塌方体如图 １ 所示。
开挖卸荷而产生围岩应力的重新分布和岩体的应变
软化 推 进 ， 这 时会 在 软 弱 围 岩 内部 产 生 裂缝 和破 坏 或 因 围岩 内部 已有 的层 理 和节 理 等 松 弛剥 离 ， 岩 体 将会 发 生坍落 进 而发展 为塌 方 。故 隧道塌 方 的过 程
的周围岩土体 。根据岩土体 的强度 ， 可将 围岩分为 坚 硬 围岩 和 软弱 围岩 两 大类 。这里 所指 围岩 强度 是 指包含结构面岩 土体 的强度。对于岩体来说 ， 其强
第 ３ Ｏ卷 第 ３期 ２ ０ １ ４年 ２月
甘 肃科 技
Ｇａ ｎｓ ｕ Ｓｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ
ｌ ｆ ． ３ ０
Ⅳ０ ． ３
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ｆｅ ｂ ． ２ ０１ ４
浅 谈 软 弱 围岩 隧 道 塌 方 机 理及 处 理 技 术 措 施
张 铂
如果 围岩 足够 坚强 ， 不会 因 为卸 荷 回弹 和应 力 状 态 的变化 而发生 显 著地 变 形 和 破 坏 ， 但 是有 时 因隧 道
已有的层理和节理等松弛剥离 ， 岩体将会发生坍落
进 而 发展 为塌 方 。通过 对 实际 隧道工 程塌 方过 程 的
分析并结合已有关于隧道坍塌机制的研究文献。进
状态 ， 使 围岩 发 生卸荷 回弹和引 力重分 布 ， 如果 围岩 足 够 坚强 ， 不 会 因为 卸 荷 回 弹 和应 力 状 态 的 变化 而
隧道设计规范等资料 ， 一般将单轴饱 和抗压强度低 于３ ０ ＭＰ的岩 石 称 为 软 岩 ， 软 岩 主要 包 括 为 成 岩 的
岩石 、 已风 化 的岩 石 及 含 有 软 弱 矿 物 质 的 岩 石 ； ２ ）
境差 ： 隧道围岩 由于赋存与富水 ， 地应力等不 良地质 环境 中， 而引起涌水塌方等地质灾害 ， 赋存与这种地
质环 境下 的 的 围岩 也称 为软 弱 围岩 。
１ ． ２ 软 弱围岩 塌方 机理
１ ． ２ ． １ 岩体塌 方机 理
发生显著地变形和破坏 ， 但是有时因隧道围岩引力 状态变化大 ， 或因岩体强度低 ， 围岩适应不 了回弹应 力 和重 分 布应 力作 用 而丧失 稳定 性 。当隧 道 的掘进