围岩变形对高速铁路隧道施工的显著影响分析

根据7号斜井现场情况，结合有关文献，在断面设计与开挖方式相同的情况下，总结引起围岩大变形的因素，主要有以下8个方面：地应力量级、地应力最大主应力方向与隧道轴线夹角、岩石强度、岩层厚度、地下水、岩层走向与隧道轴线夹角、褶皱、支护措施（图2-6）。

图2-6　木寨岭隧道7号斜井大变形影响因素

Rb为岩石单轴抗压强度；Rb/σ1为岩石单轴抗压强度与地应力最大主应力之比

调查变形大于150mm的112个测点，分析各种变形影响因素所占比例，结果如表2-15所示。由于4种支护形式施工的区间长度不同，分别统计不同支护发生大变形的长度，研究支护刚度对围岩大变形的影响，结果见表2-16。

表2-15　木寨岭隧道7号斜井各变形因素影响分析表(https://www.xing528.com)

表2-16　不同支护形式对大变形影响

对统计结果进行分析，各因素对大变形产生的影响情况如下：高地应力、地应力最大主应力与隧道轴线夹角呈大角度和薄层软质岩是发生大变形的主要因素。由于围岩是非膨胀性岩体，地下水并不是7号斜井产生大变形的原因，由综合有限元计算及现场实例分析的结果可知，初始地应力是影响围岩变形的关键因素。在无法避开高地应力软岩地层的情况下，采用超前应力释放技术，配合现有支护方式，才可有效控制变形。

岩层走向与隧道轴线的夹角及褶皱是影响围岩变形的次要因素。加强支护后，发生大变形的隧道长度占区间比例有所减小，但受到高地应力的作用，仍然超过区间长度的60%，单纯增大支护刚度无法有效控制围岩变形。