软弱围岩大断面隧道开挖面变形控制技术

张海波

（中铁二十四局集团浙江工程有限公司，310009，杭州∥工程师）

1 工程概况

宁波市象山县野猪山隧道里程YK60+295—YK60+259穿越稳定性差的碎石土和全-中风化基岩围岩，地下水丰富，修正的围岩基本质量指标［BQ］＜250，总体评定为Ⅴ级围岩。该段隧道开挖跨度为13.0 m，开挖高度为10.4 m，每循环开挖进尺1.0 m。该地区夏季施工多出现连续降雨天气，地表水侵入隧道岩体，容易对隧道开挖后围岩稳定性产生不利影响。

该段隧道为低山坡麓，地势起伏。其浅部为残坡积层，以碎块石和含碎石粉质黏土为主。其中碎石约占70%，粒径一般为2～4 cm、最大8 cm；碎石间隙充填胶结一般的黏性土，局部夹有粒径1～2 cm的细角砾。据钻孔资料，下伏基岩为侏罗系上统凝灰岩，为全风化凝灰岩，呈浅灰色；原岩结构构造可见：岩质软，遇水易软化，手捏易碎；局部夹有块径为2～4 cm的强风化碎块；岩芯呈土柱状。该段是典型的软弱围岩土质，各土层性质见表1。

该段隧道开挖跨度大，达13.0 m，施工过程中洞口段易出现掌子面滑塌甚至冒顶事故；隧道围岩为粉质黏土，开挖容易造成围岩沉降过大、失稳、坍塌等危险；该地区雨水充足，土壤含水量较大，对拱部及周围岩体的压力增大，隧道开挖时易出现淋雨状或涌泉状出水。

2 隧道开挖变形模拟

2.1 模型的建立

根据现场的工程情况，该项目的围岩条件取为Ⅴ级。对该工程建立有限元模型（如图1所示），以分析隧道开挖时地表沉降和掌子面的变形情况。为了符合实际的施工情况，该隧道的开挖模拟采用全断面开挖，以此反应隧道开挖围岩的真实变形，且模拟不考虑掌子面的加固。……