复杂隧道围岩安全性及其评价方法

张坤

摘要：隧道及地下工程施工使得天然岩体的固有状态被破坏，通过应力调整和变形传递，围岩试图达到新的平衡状态。然而由于地层条件的差异性，在有些条件下隧道围岩通过应力重新分布后能自行稳定，而当地质条件较差时隧道围岩无法自稳，常表现为隧道失稳和破坏，严重威胁工程安全，此时需采取适当的外部干预，以协助围岩形成新的平衡。

关键词：复杂隧道围岩安全性;评价方法

前言：

根据隧道开挖扰动范围内围岩稳定性的差异，将隧道周边一定范围内丧失整体稳定性而无法实现长期自稳的松动区围岩划分为浅层围岩，在此范围以外整体稳定性较好且能够承担地层荷载的围岩则为深层围岩。

一、复杂隧道围岩稳定性特点

因隧道所处地层条件的不同，隧道围岩结构表现形式及稳定性也各有特点。对于砂性地层，围岩结构表现为复合衬砌结构，复合衬砌通常表现为以下三种破坏模式。（1）上部垮落：当拱脚尚处于稳定状态时，复合衬砌结构承载主体阶段性向上移动，承载结构逐渐趋于稳定，垮落程度会阶段性趋缓，并最终稳定。（2）拱脚失稳：由于稳定衬砌结构满足合理衬砌轴线，其矢跨比是一定的，因此拱脚失稳造成复合衬砌跨度增大，拱脚位置外移，随着上部围岩继续垮落，复合衬砌高度进一步增大，最终形成的稳定衬砌结构的范围将大于上部垮落模式下的范围。（3）下部滑移：该模式对复合衬砌结构的影响体现在两个方面，其一为拱脚支撑条件发生变化而失稳，其二为维持稳定的强力链无法构成完整闭合环而发生重组。……