乌鞘岭长大深埋隧道围岩变形与地应力关系的研究

乌鞘岭长大深埋隧道横穿祁连山东麓,长达20050m,最大埋深1050m。在于枚岩夹板岩及构造角砾岩等软弱岩层洞段的隧道开挖过程中,围岩强烈变形,水平最大变形达1034mm,拱顶最大下沉量达1053mm,由此导致支护失效甚至型钢钢架被严重扭曲,且持续变形不收敛。原地应力测量研究表明,该洞段具有明显的现今构造应力作用,最大主应力的作用强度为20～22MPa,现今地应力状态的总体特征为σH≥σV＞σh。分析认为,隧道围岩的变形是在较强的构造应力与垂直重力的共同作用下,由于未及时支护,软弱围岩不能承受该作用力,以致产生持续性流变大变形。工程实践表明,围岩应力状态是支护设计的依据,而适时支护是非常重要的。允许围岩适度变形,使围岩应力得以适度释放。选择在流变大变形尚未形成,围岩尚未丧失其抗载能力的时刻,及时进行衬砌支护,这对确保围岩稳定和支护安全具有重要意义。