乌鞘岭隧道高地应力软岩大变形控制技术研究

高地应力软岩大变形隧道施工技术摘要：根据国内外隧道施工的实践总结，在一定高地应力条件下的软弱围岩，在施工过程中发生大变形现象，是必然的。

目前对于围岩大变形的控制研究主要集中于地质情况较差地段的施工工艺和支护方法上。

对于围岩大变形比较轻微的情况，可以在一定程度上增大支护体的刚度或者强度，增大隧道预留的变形位移，同时及时地施工二衬以承担荷载，这样可以达到预防和控制围岩大变形的发生与发展。

因此，本文对高地应力软岩大变形隧道施工技术进行简要的分析，希望可以为相关人提供参考。

关键词：高地应力；软岩大变形；隧道施工技术1木寨岭隧道工程概况木寨岭隧道位于甘肃省定西市漳县和岷县交界处，为双洞单线分离式特长隧道，全长19.02km，洞身地质条件非常复杂，隧道洞身共发育11个断裂带，穿过3个背斜及2个向斜构造，属高地应力区，极易变形。

隧道洞身穿越的板岩及炭质板岩区，占全隧的46.53%，总计各类软岩段长约16.1km，占隧道长度84.47%，极易发生围岩滑坍，施工难度很高。

2木寨岭隧道围岩及变形情况2.1开挖揭示围岩情况大部分围岩开挖揭示地层岩性为二叠系板岩夹炭质板岩，围岩受地质构造影响严重，节理极发育，岩体极破碎，层间结合差，整体稳定性差。

2.2变形情况受围岩地质的影响，自隧道施工至F14-1断层带时围岩极其破碎，现场每循环开挖进尺不大于0.7m，采用人工进行开挖，1d只能施作1循环；当初期支护完成后经常出现喷射混凝土开裂、掉块、拱架扭曲变形等情况，量测数据显示拱顶下沉速率平均能达到90mm/d，累计平均能达到800mm，收敛速率平均能达到160mm/d，单侧收敛累计值能达到1800mm；当二次衬砌施作后，部分地方还出现开裂、甚至出现砼脱落、钢筋扭曲等现象。

3高地应力释放设计理念根据“先柔后刚、先放后抗”的指导思想，我们必须要将围岩本身蕴藏的高地应力进行释放，可怎么释放，释放到何种程度，是关键所在。

目前有2种理论的施工，国内外都获得了比较成功的案例，一种是先行释放理论，意思就是采用先行导坑法释放部分围岩应力，释放稳定后扩挖成型，进行抵抗；另外一种就是边放边抗理论，意思就是预留适当预留变形量，让围岩应力得到相应释放，但在释放一定程度时，即预留变形量可控范围之内，开始加强支护，抵抗剩余围岩应力，使支护结构趋于平衡。

论防治隧道软岩大变形的技术研究摘要：随着我国社会的不断飞速发展，人们对隧道施工技术提供了更多的要求，尤其是针对隧道修筑过程当中的一些高地应力区，其非常容易造成隧道软岩大变形等诸多问题的出现。

因此，研究防治隧道软岩大变形的技术就具有非常重大的现实意义。

本文主要分析了隧道软岩大变形的原因，提出了软岩隧道大变形防治的一些相关的措施。

关键词：防治；隧道软岩；大变形；技术研究前言目前，随着我国铁路建筑事业的不断快速发展，人们对铁路建设的要求的关注也越来越多，其要求也越来越高。

但是，我国现阶段铁路建设的隧道也随着人们生活要求的提高，以及社会的迅猛发展也越来越多，并且隧道软岩大变形的问题在我国铁路建设的过程当中也是经常的发生，为了解决铁路建设过程之中的隧道软岩大变形等问题就显得至关重要，也是目前我国铁路建设过程之中一个迫在眉睫、尚待解决的关键性问题。

由于隧道软岩大变形会导致支护系统的进一步破坏，甚至会发生隧道坍塌等现象，进而严重影响隧道的安全性和施工进度。

通过本文，笔者一方面希望能够起到一个抛砖引玉的作用，另一方面希望能够给相关人员起到一定的指导作用。

一、隧道软岩大变形原因分析1.1地应力场对隧道变形的影响隧道的横截面积一般比较的大，使得隧道地段处的应力也很大。

尤其是对于软岩隧道而言，其地应力场对隧道变形的影响更加明显。

软岩隧道通过变形而形成炭质岩，进而容易产生严重的变形，还会导致隧道岩体出现破坏现象。

因此，高地应力是隧道发生变形的主要前提。

1.2地下水对隧道变形的影响地下水的存在对隧道岩体会产生静力作用，进而会导致隧道发生变形。

地下水对岩体会造成损伤，主要是会导致岩体的强度下降。

同时，对于页岩等岩体，一旦遇到水就会出现软化等现象，这更加会对岩体造成损伤。

隧道局部位置处的水也会降低岩体的强度，进而就会加剧隧道的变形。

因此，地下水的存在是隧道发生变形的主要内在原因之一，也是最主要的原因之一。

1.3围岩强度对隧道变形的影响隧道软岩主要由砂质页岩、粉砂页岩和炭质页岩等诸多物质组成，其中，围岩对隧道的强度也具有一定的影响。

深埋软岩隧道围岩大变形灾变机理及控制研究隧道工程中，软岩隧道的围岩大变形与灾变是比较常见的问题。

这种变形与灾变不仅会造成工程进展缓慢，也会对人们的生命财产造成威胁。

因此，对于软岩隧道围岩大变形和灾变机理的研究和控制显得尤为重要。

软岩隧道围岩大变形的形成机理是多方面的，常见的因素有以下几个方面。

1、围岩地应力的作用。

软岩隧道周围的地质结构较松散，地应力的大小受到了岩层变形和移位的影响，因此会对软岩隧道围岩产生较大的压力，并引起岩层的变形。

2、地下水的作用。

地下水的压力和流动方向也会使岩石发生变形。

因此，在软岩中开挖隧道时，如果不及时处理水的问题，就会因为水流的作用而引发滑坡、塌方等灾变。

3、开挖施工的影响。

软岩隧道开挖能力过强，会导致隧道周围的围岩受到破坏，并发生位移和塌方等变形现象。

4、围岩自身的性质。

软岩围岩本身具有一定的变形性能，加之地震、风化等环境因素的影响，也会导致围岩大变形。

为了控制软岩隧道围岩的大变形，需要对研究结果进行整合，实现多方面、多角度的控制措施。

1、优化支护结构。

在进行软岩隧道施工的过程中，可以采取更加严密的支护结构体系，如采用高强度材料、优化加固方案，从而控制围岩变形。

2、加强隧道预处理工作。

地下水可能是软岩隧道工程中最主要的问题之一，必须在隧道施工中加强对地下水的处理工作，确保水的流向和分配不影响围岩的稳定性。

3、动态监测围岩的变形。

采用遥感技术、GPS定位技术、遥感图像处理等技术手段，实现对软岩隧道变形过程的精确监测，从而及时控制围岩的变形程度。

4、应对地下水体系的不同。

软岩隧道围岩大变形不完全有一个模式，不同隧道周围的地下水体系因地质情况的不同而存在差异。

所以，针对不同的水体系，需要量身制定不同的应对措施。

5、提高施工过程的效率。

软岩隧道工程的施工周期通常比较长，如果不能在较短时间内完成相应的工程，就会让软岩隧道工程变得繁琐和冗长，从而增加了围岩险象，预测灾变等的可能性。

高地应力软岩隧道大变形特征与处治技术作者：覃子秀林志严远方冯万林吴秋军来源：《西部交通科技》2023年第11期摘要：文章結合依托工程对高地应力软岩隧道大变形特征与处治技术展开研究，得出如下结论：（1）大变形灾害严重程度与地应力等级、围岩软弱程度高度相关，地应力越高、围岩越软弱，大变形越严重；（2）大变形灾害具有变形量大、持续时间长以及空间分布不均的特点；（3）大变形灾害处治应遵循“抗放结合、共同承载、动态控制”的原则，采取多项主动支护措施，降低灾害影响。

关键词：高地应力；隧道；大变形；施工技术；灾害处治0引言近年来，我国公路路网向地质条件与地质环境更为复杂的中西部延伸，配套的隧道工程也因地质条件等因素逐渐向大埋深、地质因素更复杂的方向发展，复杂的工程条件带来诸多影响隧道结构稳定性的问题。

目前，学者们针对高地应力软岩大变形灾害开展了大量研究工作，深入地认识了大变形特征与变形控制技术。

赵瑜等［1-2］结合数值模拟手段，对高地应力软岩隧道大变形特征进行了分析。

朱朝佐等［3］结合分段施工工艺，提出了采用格栅纵向连接形式以提高支护结构纵向整体性的方法。

张宏亮等［4］分析比对了武都西隧道大变形多种施工方案，认为应力释放至一定程度后及时施作二衬可有效解决大变形问题。

卢阳［5］结合文笔山隧道大变形处治成功案例，提出了“因隧制策，动态调整”的施工原则。

另外，也有学者认为高地应力软岩隧道施工应采取“强支护”措施对抗围岩变形，但这并不适用于所有等级的大变形灾害，容易对现场施工产生误导。

本文根据高地应力软岩隧道大变形特征，结合依托工程，对变形控制技术进一步探索与研究，以期形成成套处治技术，解决高地应力软岩隧道大变形控制技术难题。

1 高地应力软岩隧道大变形特征1.1 工程背景木寨岭特长隧道全长15 km，最大埋深为629.1 m，穿越木寨岭，沟通西南地区与甘肃及西北地区。

隧址区地质环境极其复杂，地处秦岭构造带，工程开展极具挑战，在建设期间发生了强烈的大变形灾害。

高地应力软岩隧道施工变形控制方法试验研究作者：胡智军来源：《价值工程》2014年第12期摘要：本文分析了高地应力软岩隧道的地质特性及其变形特点，并重要对围岩变形控制方法进行了深入研究。

Abstract： This paper analyzes the geological characteristics and deformation characteristics of highland stress soft rock tunnel and focuses on researching the surrounding rock deformation control methods.关键词：高地应力；隧道；变形Key words： highland stress；tunnels；deformation中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）12-0121-020 引言近些年，随着我国国民经济的高速发展，国内的隧道施工技术也不断得到提高，并逐步走向成熟。

同时，为适应快速发展的经济建设，在大量市政工程、公路建设及铁路建设等工程中常会遇到各种类型、不同长度的隧道，其中包括高地应力软岩隧道，在该类隧道的建设施工过程中，变形控制方法则是整个工程的重点和难点。

1 高地应力软岩隧道的地质特性及其变形特点1.1 高地应力软岩的地质特性①通常隧道都比较深，在高地应力或极高地应力场中，围岩的围压比较大；②在抗压强度方面，岩体非常软弱，其单轴抗压强度非常差，本身不具有可靠的承载能力；③围岩一旦被开挖暴露在空气中，风化速度较快，若支护不及时便会发生较大形变；④围岩的防地下水渗透能力较差，虽然部分围岩在开挖当天未发现有地下水渗出，但1～2天后可见大量地下水渗出。

1.2 高地应力软岩的变形特点①变形快：因岩体非常软弱，自身的承载能力很差，再加上高地极大的应力作用，若不及时采取支护措施，围岩便会快速变形，其变形速率最高可达30mm/d。

高地应力软岩隧道控制塌方变形施工技术摘要：一般情况下，隧道会在山区修建。

那么，在实际进行施工的过程当中，也就特别容易对比较多元以及复杂的地质条件加以应对。

比如说，高地应力软岩塌方变形。

目前，在实际进行隧道施工的过程当中，会对这一类型的变形具有一定的研究，并以此提出了比较有效的施工技术。

基于此，本文主要以高地应力软岩隧道作为切入点，对塌方变形为隧道工程建设带来的影响以及隧道塌方变形的特点进行了分析，并且细致探究了高地应力软岩隧道控制塌方变形施工技术，以利于通过本文的论述，对施工的安全加以保证。

关键词：高地应力；软岩；塌方变形；施工技术引言：随着技术的发展，会促进我国交通运输行业。

在山区，隧道的建设会面临地质复杂的条件，那么高地应力软岩塌方变形就是比较常见的一种条件。

因此，也就需要细致分析相关的施工技术。

一、塌方变形对隧道工程建设带来的影响在进行隧道工程施工的过程当中，如果需要对高地应力加以穿越，也就特别统一存在塌方变形的地质灾害。

在这样的灾害来说，如果发生也就会对隧道工程的整体建设带来直接性的影响。

因此，在实际进行隧道施工的过程当中，也就需要对隧道的塌方变形加以关注。

现阶段，在对隧道进行建设的过程当中，会面临着比较高的风险，在成本以及整治方面都会耗费比较高的成本。

在高地应力的条件之下，若所建设的软岩隧道存在塌方变形，也就会对工程的建设、质量、安全以及效益带来影响[1]。

二、隧道塌方变形的特点首先，会持续比较长的时间。

对隧道的软岩来说，其不仅强度会比较低，而且会具有比较强的流变性。

如果在实际进行开挖之后，塌方变形具有较长的持续时间，也就会对施工带来影响。

而且，在结束初期的变形之后，不仅会导致状态不稳定，也会提高变形的速度。

其次，具有比较大的变形量。

在实际进行隧道开挖的过程当中，隧道会存在变形的情况。

有一些工程会在常规段的变形当中，使得变形量大于1cm，通过对双层的支护加以运用，也很难对其进行控制。

也正是因为隧道的塌方变形具有这样的特点，也就需要对相关的施工技术加以运用。

软岩隧道大变形成因分析及处置措施摘要：本文对软岩隧道大变形机理进行分析，详细介绍了软岩地区常见的支护设计和软岩区施工阶段的质量控制措施，以解决当前施工阶段出现的问题，以期为软岩区隧道建设提供借鉴和参考。

关键词：软岩隧道；大变形；成因分析；处置措施0 引言由隧道大变形引起的地质灾害屡见不鲜，困扰着软岩区隧道的建设。

首例出现软岩大变形的隧道是1906年建成的新普伦隧道（全长19.8Km），比较有代表性的是奥地利陶恩隧道，施工期间产生50~120cm的变形，日最大变形量达到20cm。

国内比较有代表性的有乌鞘岭隧道，拱顶沉降达到105cm，周边收敛达到103cm，而凉风垭隧道的周边收敛值达到197.25cm，此类的地质问题还有许多，软岩隧道不仅延长建设的周期，而且还会大幅增加工程造价。

软岩隧道的支护理论有多种，20世纪初由Haim、Rankine等提出的古典压力理论，以及在之后提出的塌落拱理论，这也是新奥法的理论基础，其核心是隧道围岩具有自稳能力，L.V.Rabcewicz提出新奥地利隧道施工方法（即新奥法），其后还有应变控制理论、能量支护理论、轴变论、软岩工程力学支护理论等。

近年来结合数值模拟技术，可以对隧道变形进行初步的了解，提高设计的准确性，在施工技术、监测手段上也取得较大的发展，复合式衬砌、超前支护等应用于隧道工程中，高精度、自动化、智能化的监测设备用于隧道变形和应力监测[1]。

1 隧道围岩大变形机理1.1 软岩大变形的工程定义目前对于围岩大变形尚未有明确的定性和定量判断依据，只是根据地质条件，以某一角度进行判断，而在实际的工程中，软岩大变形并未列入规范中。

软岩区隧道产生大变形与地质条件、时间、隧道的尺寸规模、埋深等有着密切关系，根据以上的影响因素，本文对软岩大变形给出如下定义：软弱围岩在水（包括地下水和地表渗水）的作用下，采取常规的支护设计，围岩产生塑性变形，且无法有效控制，其变形量已经超过预留变形量或者规范的允许值，或者具有这种趋势，当二衬施工工后一段时间内，变形仍不稳定，且导致衬砌结构开裂的现象称为软岩大变形。