隧道破碎围岩稳定性分析研究

文章编号：1009-6825 (2018) 09-0193-02

SHANXI ARCHITECTURE

山 西建筑

Vol.44No.9

Mar. 2018

• 193 •

隧道破碎围岩稳定性分析研究

王鹏飞

(山西路桥建设集团有限公司，山西太原030000)

摘要:随着公路隧道的建设越来越多，隧道在修建过程中地质灾害问题多种多样，其中围岩失稳问题尤其突出。通过对围岩稳

定性分析预判，采用多种方法对破碎围岩隧道开挖与支护方案的合理性进行分析，从而指明未来隧道破碎围岩稳定性的发展 方向。

关键词:地质灾害，破碎围岩，公路隧道

中图分类号

:11451.2

1隧道破碎围岩稳定性分析现状

随着隧道工程的修建在我国越来越普遍，在隧道开挖过程 中，会出现多种不良地质现象，这些对隧道围岩的稳定性影响很 大，其中，破碎围岩的影响最大。

在隧道施工过程中，围岩本身具有一定的自稳能力，围岩的 稳定性即是指在开挖完成后还未支护前的自稳能力。地质条件 的变化会导致围岩不稳定，因此如何保持围岩的稳定性就显得尤 为重要，这也是目前工程施工过程中的难点问题。目前根据工程 项目所在地的环境及地质情况，围岩稳定性判别主要有以下几种 方法：

1) 工程类比法。

此种方法在目前的隧道施工中经常用到，是判别围岩稳定性 的一个很常用的方法，是通过数据结论对围岩进行分析判断，并 供设计使用。

2) 分析解析法。这种方法是用数学模型来判断围岩稳定性，具有速度快、准 确性高的特点。

3) 图解法。这种方法是在画图的基础上，对图形进行分析，由此可以一 目了然看出不同的块体在不同围岩的部位，投影分析法是最普遍 的方法。

4) 模拟法。

这种方法是利用应力分布措施，分析手段采用模型分析。主 要方法有光侧弹性法、离心试验法和材料法。

5) 不确定性方法。此种方法是通过分析安全系数来分析围岩稳定性的不确定 性因素，因岩石构造非常复杂，还存在很多问题需要解决，这种方 法的优点是在不确定因素越严重的隧道越显得重要。

6) 系统工程法。

此种方法是以系统科学作为指导，用力学原理来进行分析， 本身具有一定的模糊性。

7) 数值模拟法。此种方法是通过想象对围岩进行描述，采用有限元分析数 据，即时得出结论。

8) 监控反馈法。这种方法是通过新奥法施工，利用监控量测技术检测围岩的 稳定性。目前新奥法施工技术发展非常迅速，在隧道工程施工中 占有非常重要的地位。

收稿日期:2018-01-15

作者简介:王鹏飞（1987-),男

献标识码

:A

2判定隧道围岩稳定性的依据

目前我国在隧道工程施工中判别围岩稳定性的方法基本可 分为两类：

1) 判别围岩的强度。判别围岩的强度是以强度破坏为理论依据，主要在围岩稳定 性的数值分析中应用广泛。在低压约束力条件下，隧道围岩因斜 应力超过强度破坏而发生剪切破坏，致使岩石体发生巨大变形。

2) 判别围岩变形率或变形量。此种判别方法是判定围岩稳定性的主要依据,在很多规范中 可以体现出来。根据围岩所测得的下沉量与收敛量来判定岩体 的坚硬程度，当变形速率过大时围岩即发生失稳。这种方法的缺 点是精确度不够，因此有关学者就提出了变形速率判别法，但采 用判别方法不同得到不同的围岩稳定性程度。因此，需要解决的 问题是取得精确度更高的围岩稳定性级别。

3隧道围岩稳定性分析判别存在的问题

1) 根据经验来判别。在隧道工程施工过程中，会碰到很多不定性影响因素，这些 因素会影响围岩的稳定性。随着时间的变化围岩的稳定性也会 发生变化，可能现在还是好的,过一会就会发生破坏。影响围岩 稳定的各个因素之间相互作用、相互影响,很难用简单模型来表 述出来，很多因素都随着隧道的施工进度不断变化着，因此要靠 丰富的经验来判断。这种判断方法的缺点是不够准确，人为因素 较大。

2) 依据施工进度和监测断面的地质情况来判别。

不同的隧道伴随着不同的地质条件，在隧道施工中也会采用 不同的施工方法。目前，我国隧道施工中最常用的方法是新奥 法，通过现场监控量测来分析围岩变化情况。《隧道衬砌设计指 南》中提到，在隧道施工现场量测的过程中，不应仅从仪器上读取

地质变化条件和影响因素，更要掌握它们之间的联系。综上所 述，

如何准确的判断施工过程中的地质情况是一个技术难题。3) 依据变形率与变形量来判别。仅仅依靠变形率与变形量无法判别围岩的稳定性，这是一个 复杂的力学问题，尤其是无法判别软弱围岩。此种方法的缺点是 无法解决全部有关围岩稳定性的依据问题。

4) 在考虑判别因素时不够全面。通过查看大量资料，具体的数值不同不会引起各种变化规律 不同，也不会因为判别方法不同引起变化。围岩的级别、岩性、隧 道的埋深等因素是周边收敛与拱顶下沉的因素之一，此种方法没

文• 194 •

第44卷第9期

2 0 1 8 年 3 月

SHANXI ARCHITECTURE

山 西建筑

Vol. 44 No. 9Mar. 2018

文章编号：1009-6825 (2018) 09-0194-02

隧道边仰坡零开挖进洞施工技术探讨

张秀琴

(山西省晋中路桥建设集团有限公司第三分公司，山西晋中030600)

摘要：因施工安全及工后环保和山体力学平衡安全的需要,结合工程实际，提出了一种在隧道开挖时不用进行大面积边仰坡削

坡来进洞的施工技术，该施工技术能保证安全、快速、环保的进洞。

关键词：隧道，洞口，边仰坡，施工技术

中图分类号

:U455

文献标识码

:A

在新奥法隧道施工中由于受隧道周边地形、地质、地貌、环境 方案。及气象等外部条件以及隧道内部应力的影响，洞口段施工相比较 该技术在确保隧道施工进洞安全和大幅减少运营期洞口段 洞身施工来说一直是隧道施工的难点，洞口段的施工会对隧道洞 地质治理以及环境保护方面效果明显，技术先进，有明显的经济 身的施工产生影响。而传统的隧道进洞施工技术多数是采用高 和社会效益。刷坡的方式,在洞口范围内自上而下根据边仰坡的坡度进行刷 2工艺原理坡，在保证洞口顶部有一定覆盖层厚度的前提下开挖上导进洞施

隧道边仰坡零开挖施工技术改变了传统的高刷坡的隧道进

工。但是采用这种大刷坡的方式进洞不仅容易破坏原山体的自

洞方式，极大的减少了隧道洞口边坡的刷坡量，减少了大量的挖

有平衡，而且对环境也有破坏，随着近几年来我国对环境保护工

方工作量，使原有植被也得到了很好的保护。在进洞的准备工作

作的力度逐步加强，对基础建设的环境保护也提出了更高的要 上，会对原洞口坡度稍作休整，根据原设计轮廓线在洞口两边支 求。隧道洞口要求尽可能多的减少原有植被破坏及工后绿化恢 设工字钢拱架，利用超前小导管与管棚结合对隧道洞口部分进行 复也提上了议事日程。

预支护，以开挖上导的方式进洞。在进洞深度到一定的循环进尺

1施工简介

我单位承建的某隧道工程中根据业主要求，为了更好的保护

环境及加快工程施工进度，在施工中采用“零仰坡”开挖进洞法组

织进洞施工，有效地解决洞口工程病害，保护了隧址区域的自然 环境,形成了一套隧道边仰坡“零开挖”的开挖进洞施工技术

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后,尽快封闭成环。由于没有对原有边坡进行大的刷坡,所以在

进洞的时候，洞口地段的覆盖层厚度比传统的隧道进洞方式要减 小很多。在洞覆盖层不足的前提下，要保证安全进洞，我项目部 选择台阶法进洞，隧道中间设中隔墙。在施工过程中要保证洞口 地段开挖部分尽早封闭，尽早将仰拱封闭成环，以保证快速安全环

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有考虑支护方法、断面及开挖方式等，虽然在实际工程施工中有 一定的意义，但是在实际操作中还要依靠人工(操作人员）本人的

经验来判断。

5)专用性不够。目前我国对铁路隧道、公路隧道和地下工程的稳定性的判别 方式不完全相同，选用的模型和参数也不一样，不具有专用性，有 很大的经验性。因此，在实际施工中，因判别方法不同难免会出 现偏差，缺乏一个共同的尺度与标准。

岩失稳产生的原因，所以我们在分析操作过程中应考虑可能引起

的因素，不能仅仅用一种方法去分析，还应利用计算技术和仿真 模拟，对隧道围岩稳定性进行综合评价，从而得出客观、科学、合 理的结果。因此以后综合考虑各种因素的影响，使经验与科学互 补融合是未来的主要发展方向。

参考文献：

[1] 朱大勇，钱七虎，周早生.复杂形状硐室围岩应力弹性解析

分析[J].岩石力学与工程学报，1999(4) :91-93.

4结语

[2] 黄成光，于敦荣.公路隧道施工[M社,2001.

].北京：人民交通出版

引起隧道围岩失稳的因素多种多样，隧道构造非常复杂，在

施工中的变化也是多种多样，因此如何准确判断围岩失稳的原因 就显得尤为重要。围岩的变化有着位移大、非线性、非连续性的 特点，是一个科学难题，要解决这个问题就必须能够准确判别围

[3] JTG/T F60—2009,公路隧道施工技术细则[S].

[4] 徐干成，白洪才，郑颖人，等.地下工程支护结构[M].北京：

中国水利水电出版社,2001.

Study on stability of broken surrounding rock in tunnel

Wang Pengfei

including the instability of surrounding rock is particularly prominent. In this paper, through the analysis of surrounding rock stability prediction,

using a variety of methods to analyze the rationality of the broken surrounding rock tunnel excavation and support scheme, so as to indicate the future development direction of the stability of broken surrounding rock tunnel.Key words ： geological hazards, broken surrounding rock, road tunnel

收稿日期=2018-01-04

作者简介:张秀琴（1972-),男，助理工程师

Abstract： More and more highway tunnel construction, the tunnel in the construction process of geological disasters in a variety of problems,

(Shanxi Road and Bridge Construct Co. , Ltdy Taiyuan 030000, China)