浅埋富水软岩隧道大变形机理与控制研究∗

针对洞口段富水浅埋软弱围岩隧道易发生挤压性大变形的特点，依托某隧道，通过监控量测、室内试验、数值模拟等手段分析隧道的变形特征、影响因素及其致灾机制与力学破坏模式。结果表明，隧洞开挖后变形具有流变特性，且持续时间长、变形量大；此外，上、中台阶开挖造成的拱顶沉降、围岩收敛分别占总变形的 61.16%、63.34%， 是大变形产生的主要阶段；洞内大变形是在多种影响因素的耦合作用下产生的，地下水是造成该软岩隧道大变形的主要控制因素，地下水的软化、渗流是大变形的主要变形机理，破坏力学模式主要有软岩塑流和累进性松脱扩展两种，软岩塑流造成侧墙鼓出、顶压以及钢拱架扭曲等现象，累进性松脱扩展造成垮塌、地表裂缝等现象。数值模拟验证了大变形力学机理的正确性并反演了大变形发展趋势。最终针对该隧道大变形产生的主要原因，提出并实践形成了“内外结合”的主动控制技术：洞外掌子面动态跟进超前降水，洞内“中管棚+小导管”超前支护、上台阶 “核心土+扩大拱脚”、中台阶“临时仰拱+大锁脚”、下台阶“短进短衬，快速支护”，成功穿越 300 m 浅埋富水极软岩段，研究成果可为类似工程提供借鉴。

Research on Large Deformation Mechanism and Countermeasures of Shallow Buried Tunnel in Soft Rock with Abundant Water