深埋软岩盾构隧道围岩压力控制方法研究

周 坤

(中铁第四勘察设计院集团有限公司，武汉 430063)

近年来，在我国大规模工程建设过程中，地下工程蓬勃发展，隧道向着更深、更长及更大断面发展。机械化程度高的盾构法因其施工速度快、安全性高等因素而成为深埋长大隧道施工的重要方法[1]。

隧道在大埋深赋存环境下围岩地质条件复杂，同时伴随着极高的高地应力空间，根据现有研究[2]，塌方平均高度hq的2～2.5倍以下为浅埋隧道，2～2.5倍hq到500 m范围内为深埋隧道，大于500 m为超深埋隧道。“软岩”通常认为是“地质软岩”，即强度低、颗粒胶结能力差、节理裂隙发育及受风化严重影响或含有大量膨胀性黏土的松散、软弱岩体。从强度指标上定义时，软岩为单轴抗压强度小于25 MPa的岩石，通过大量的试验和工程实践可知相对于硬质岩石，软弱岩石的流变特性更为显著[3]。

在深埋软岩隧道中围岩变形量大、变形速率快，持续时间长，流变性能明显。在隧道支护结构与围岩的相互作用研究方面，郑颖人[4]认为围岩和支护结构共同变形，可以通过控制支护结构的变形来调整围岩的能量释放和控制围岩压力。董方庭等[5]提出了松动圈软弱围岩锚喷支护理论，认为隧道支护的对象主要是松动圈发展过程中的膨胀变形。冯豫等[6]基于新奥法的思想提出了联合支护理论，认为隧道支护应遵循先柔后刚、柔刚适度、稳定支护的原则。且在联合支护理论的支撑下，目前形成了以锚喷、锚喷+型钢支架、锚喷+U形支架、锚喷+钢筋混凝土二次衬砌等技术为代表的一系列支护形式[7-8]。……