Ⅷ烈度地应力场千枚岩隧道围岩变形建模分析
隧道软弱千枚岩大变形原因分析及施工对策
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图 １
水沟 ９ 掸观 测 点
某 隧 道 位 于 南 秦 岭 印支 造 山 带 南 缘 ， 当 隆 起 西 北 缘 ， 质 构 造 武 地 复 杂 。 质 构 造 主要 表 现 为 一 系 列 向北 西 向 展 布 的 区域 性 两 郧 断 裂 和 地
２ ６ｍ。 １０
力 超 过 接 触 面 处 的抗 滑力 时 ． 其 前 沿 临 近 西 河 的 临 空 面 处 必 然 产 生 在 自坡 脚 向上 的 牵 引 式 滑坡 ． 滑 方 向 为 南南 方 向 。 主 受两 郧 断 裂 影 响 ， 该 地段 的岩层较为破 碎。郧漫公路从滑坡体 中下部通过。在修筑郧漫公
座 上 、下 行 分 离 的 四 车 道 高 速 公 路 长 大 隧 道 ，左 线 Ｚ １４ ７ ５ Ｋ０ ＋６ ￣ 下 伏 基 岩 为 相 对 隔水 层 ， 风 化 千 枚 岩 遇 水 易 软 化 ． 接 触 面 处 形 成 强 在 Ｚ ０ ＋ ２ ｍ 之 间 ， 长 约 ２ ５ ｍ， 线 ＹＫ ０ ＋ ６ ～ １ ６ ９ ５ 长 Ｋ１６ ９ ０ 全 １５ 右 １ ４ ７ ５ ＹＫ ０ ＋ ２ ｍ， 饱 和 软化 带 ， 使 滑 体 与 滑 床 间 的抗 剪 强 度 大 大 降 低 ， 致 当土 体 的下 滑
２ 工程 地 质 情 况
２１ 工 程 地 质 条 件 ．
该 隧 道 线 路 处 于 多 种 构 造 体 系 的 复 合 部 位 。褶 路 时没 有 对 该 滑 坡 体 进行 支 护 ， 形 成 一 个 小 ｉ 面 。临 空 面 已 有 新 后 临空 皱强烈 ， 断裂 发 育 ； 势 险 峻 ， 地 岩性 复 杂 ； 理 地 质 现 象 、 构 造 运 动 以 的滑 移 变 形 ， 生 许 多 裂 缝 ． 物 新 产 目前 滑 坡 有 进 一 步 滑 动趋 势 。 及 地 震都 有 不 同程 度 存 在 。 郧 断 裂 这一 Ｉ 结 构 面 和 相 应 的其 他 次 两 级 级 结 构 面 等 对燧 道 都 有 不 同程 度 的影 响 。 隧道 进 口段 与 两 郧 断 裂相 ３ 监 控 量 测 情 况 某 交 段 ， 成 一定 的断 裂 破 碎 带 ， 而 致使 隧道 区地 质 复 杂 ， 工 相 对 较 形 从 施
高地应力层状软岩隧道大变形预测分级研究
高地应力层状软岩隧道大变形预测分级研究
高地应力层状软岩隧道大变形预测分级研究
陈子全;何川;吴迪;代聪;杨文波;徐国文
【期刊名称】《西南交通大学学报》
【年(卷),期】2018(053)006
【摘要】为探明高地应力层状软岩隧道的非对称变形破坏规律及其支护结构的非对称受力特性,结合碳质千枚岩力学特性与变形破坏机制的各向异性特性,对层状软岩隧道围岩的非对称变形破坏特征进行了分析.在93座典型高地应力层状软岩隧道变形数据的基础上,系统性地分析了隧道拱顶沉降、水平收敛、最大变形量与地应力、岩体抗压强度、隧道埋深之间的关系.研究结果表明:高地应力层状软岩隧道的变形量与最大地应力、岩体抗压强度、埋深的分布较为离散,在一定地应力、岩体强度或埋深条件下,隧道变形量既存在于高值区间,也存在于低值区间;隧道变形量随地应力的增大、岩体强度的降低、埋深的升高逐渐向高值区间靠拢,高地应力层状软岩隧道大变形是高地应力、软弱围岩、层理弱面耦合作用的结果;基于隧道最大变形量与隧道强度应力比的幂指数变化规律,提出了高地应力层状软岩隧道的大变形预测分级指标.
【总页数】8页(1237-1244)
【关键词】高地应力;层状软岩;变形破坏规律;大变形;预测分级指标
【作者】陈子全;何川;吴迪;代聪;杨文波;徐国文
【作者单位】西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室,四川成都610031;西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室,四川成都610031;西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室,四川成都610031;西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室,四川成都610031;西南交通大学交通隧道工程教育部重点实。
隧道开挖围岩变形监测与初始地应力场反分析
隧道开挖围岩变形监测与初始地应力场反分析文辉辉;张婵娟;潘晓光;袁坤【摘要】隧道施工的安全预警问题,备受工程界关注.在湖北省谷(城)竹(溪)高速公路珠藏洞隧道施工过程中,基于现场监测数据的指数函数回归模型,采用位移反分析法对隧道工程区域的岩体地应力场进行了反分析.根据反分析成果对隧道施工进行了模拟,确定了工程区地应力场的分布特征.其分析成果与周边隧道的应力测试结果吻合较好,为工程的安全施工、监测断面的布置、围岩稳定性评价、二次衬砌施作时间的确定提供了依据.【期刊名称】《人民长江》【年(卷),期】2012(043)019【总页数】4页(P38-41)【关键词】位移反分析;初始地应力;隧洞开挖;围岩变形监测;珠藏洞隧道【作者】文辉辉;张婵娟;潘晓光;袁坤【作者单位】中交四航工程研究院有限公司中交交通基础工程环保与安全重点实验室,广东广州510230【正文语种】中文【中图分类】U45现场围岩变形监测作为新奥法施工的重要组成部分，在整个隧道的施工过程中具有极其重要的作用［1］。
同时，运用现有的地质勘探技术、岩石力学与工程理论，开展围岩材料特性参数反分析，对隧道掘进面附近围岩变形进行预测和开展超前地质预报工作均具有重要意义。
湖北省谷(城)竹(溪)高速公路珠藏洞隧道所处地区地质条件复杂、现场勘探资料并不完整，为确保隧道施工安全，本文以现场拱顶位移和边墙收敛监测数据为基本信息，采用位移反分析法对围岩初始地应力场进行了反分析，并将反分析结果应用于隧道施工监测，有效地预测了隧道围岩变形及最终变形量，为评估围岩的稳定性和确定二次衬砌施作时间发挥了重要作用。
1 工程概况珠藏洞隧道是谷(城)竹(溪)高速公路中的一条分离式隧道，位于湖北省保康县寺坪镇境内，地处青峰断裂带区域。
隧道按双向四车道进行设计，左洞全长2 356 m，右洞全长2 290 m，设计净宽10.25 m，净高5.5 m［2］。
隧址区在大地构造上位于扬子淮地台(扬子克拉通)北缘的青峰台褶束，地形起伏较大，植被较发育，走向近东西向，略向北突出。
千枚岩隧道变形分析与关键技术探讨
千枚岩隧道变形分析与关键技术探讨摘要：千枚岩具有千枚状构造的低级变质岩石，典型的矿物成分主要为绢云母、绿泥石和石英、方解石等物质，由于其特性，造成千枚岩地层修建隧道的大变形破坏。
通过千枚岩隧道实际施工的分析，阐述了隧道变形，变形控制施工方式以及关键施工工序，探讨了相关技术在隧道管理中的重要性。
关键词：千枚岩隧道；变形；控制1、千枚岩隧道情况某隧道以千枚岩为主，局部夹有石英脉，板岩薄层状，层理不明显，节理、裂隙发育，呈薄层状角砾结构，产状不稳定，围岩破碎，局部结构面充填泥质物，面光滑、稳定性较差；千枚岩挤压揉皱，松软破碎，其中石英脉多呈酥碎砂状，以散体结构为主。
开挖后呈碎石、角砾状，掌子面无明显渗水，开挖后时有少量渗漏水、滴状及面状洇湿，量小，拱部有掉块、坍塌现象，易风化。
围岩整体稳定性较差。
Ⅳ、V级围岩较多。
工程区地表水系强烈深切，造成地形陡峻，使之地表径流条件良好，从而决定了本工程区岩体内的地下水具有不甚丰富、坡降大、埋藏深的基本特征。
根据地下水的赋存条件及运移特征，可将区内的地下水划分为基岩裂隙水和松散堆积层中的孔隙潜水两种类型。
地下水均受大气降水补给，向沟、谷排泄。
2、隧道结构变形情况一般情况下，隧道开挖后初期支护变形分三个阶段:第一阶段是上台阶开挖支护后一周内，初期支护变形速率多在20mm/d以上，局部断面超过30mm/d;第二阶段是7～20天内，变形速率多在10～20mm/d;第三阶段是20～40天，变形也逐步趋缓，变形量在10mm/d以内，40天后，变形多在3～4mm/d。
但是，广平高速公路谢家坪隧道，局部段落变形速率最大达到100mm/d，个别断面在半月后变形仍超过20mm/d，此种情况下，初期支护均遭到破坏，最终不得不采取换拱处治。
3、影响隧道变形的基本因素影响隧道围岩稳定性的因素主要有两个方面，一是内在因素即地质因素；二是人为因素即施工工艺带来的影响。
（1）客观因素（地质因素），影响开挖后变形的两个客观因素就是初始的应力场和围岩的力学特性、构造特性。
围岩变形分析报告
围岩变形分析报告1. 引言围岩变形是岩体在受到外力作用下发生的变形现象。
对围岩变形进行分析可以帮助我们评估岩体的稳定性，为工程建设提供有力的依据。
本文将以某个具体的工程案例为例，通过分析步骤来展示围岩变形分析的方法和过程。
2. 工程背景本文所涉及的工程是一座高速公路的隧道项目。
该隧道位于地质条件复杂的地区，周围围岩变形可能较为严重。
因此，对围岩变形进行分析对于隧道的设计和施工具有重要意义。
3. 数据收集为了进行围岩变形分析，我们首先需要收集相关的数据。
在本工程案例中，我们收集了以下数据：1.地质勘探数据：地质勘探数据包括钻孔、岩芯、地质构造等，可以帮助我们了解地下岩体的分布和结构。
2.地下水数据：地下水数据包括水位、水质等，可以帮助我们了解地下水对围岩变形的影响。
3.岩石力学参数数据：岩石力学参数数据包括岩石强度、岩石的变形模量等，可以帮助我们评估岩体的稳定性。
4. 数据分析基于收集到的数据，我们可以进行以下分析步骤：4.1. 地质构造分析通过分析地质构造，我们可以了解岩体的裂隙情况、构造面的走向等。
这对于评估岩体的稳定性非常重要。
在本工程案例中，我们通过地质勘探数据绘制了地质剖面图，并分析了裂隙的走向、密度等信息。
4.2. 岩石力学参数计算岩石力学参数是评估岩体围岩变形的重要指标。
通过分析岩芯数据和实验室试验数据，我们可以计算得到岩石的强度、变形模量等参数。
在本工程案例中，我们进行了岩芯分析和室内试验，得到了岩石的力学参数。
4.3. 数值模拟分析基于收集到的数据和计算得到的岩石力学参数，我们可以进行数值模拟分析。
数值模拟分析可以帮助我们预测岩体在不同外力作用下的变形情况，并评估其稳定性。
在本工程案例中，我们使用有限元分析方法进行了数值模拟分析，并得到了围岩的变形情况。
5. 结果和讨论基于数据分析和数值模拟分析的结果，我们得到了围岩的变形情况。
通过对结果的讨论，我们可以得出以下结论：1.在该隧道工程中，围岩的变形较为严重，可能存在一定的稳定性风险。
镇安隧道千枚岩变形特征及施工方法
镇安隧道千枚岩变形特征及施工方法曹科【摘要】简要分析了千枚岩地质变形特征,介绍了千枚岩隧道现场监控量测方法,并对量测结果进行了分析,在此基础上选取科学合理的施工方法,从而有效地控制围岩大变形的发生.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2011(037)006【总页数】2页(P158-159)【关键词】千枚岩地质;变形特征;施工方法【作者】曹科【作者单位】中铁十八局第五工程有限公司,天津,300000【正文语种】中文【中图分类】U455.491 千枚岩变形特征1)量测点的布置与量测频率。
现场监控量测是隧道按新奥法施工的重要组成部分，通过现场量测掌握围岩和支护动态，指导施工，预报险情，确保安全，进行日常的施工管理。
通过准确现场监控量测取得的资料判定围岩的稳定性，确定施工方案，修订隧道初期支护参数，二次衬砌施工的时间。
a.监控量测断面的布置。
隧道监控量测断面的选择应根据围岩级别、隧道断面尺寸、埋置深度及工程实际情况而定，以便尽可能完整地获得围岩开挖后及初期支护的变化情况。
洞周收敛位移与拱顶下沉等量测项目应尽量布置在同一断面上，以使量测结果能互为对照，相互检验，具体要求见表 1。
b.量测测点布设要求。
根据镇安隧道自身的地质特征、围岩变形情况、洞室高跨比与施工实际需要，水平收敛设两条测线，一条设在拱脚上1.5m处，另一条设在拱脚下 1.5m处;拱顶下沉测点设在隧道拱顶，且与同一里程的水平收敛测点位于同一断面内;拱底隆起测点设在隧底正中处，与同一里程的水平收敛测点、拱顶下沉测点位于同一断面内，具体量测测点布置如图 1所示。
c.量测频率。
量测频率主要根据位移速率和测点距开挖面距离而定，即隧道刚开挖或支护初期，测试频率为1次/d～2次/d，随着围岩逐渐稳定，量测次数可以逐渐减少，但当出现异常情况时，应及时增加量测次数。
表1 水平收敛与拱顶下沉测点布置要求量测测点量测频率/次◦d-1拱顶下沉测点2水平位置测点 2隧底隆起测点 0.52)拱顶下沉量测分析。
千枚岩(软弱围岩)隧道施工开挖支护探讨
千枚岩地质隧道穿越断层、破碎带，受 断层、破碎带影响，千枚岩质岩体整体破碎 ~ 较破碎，岩体甚至呈绕曲、扭曲变形，岩体结 构以碎裂状 ~ 中、薄层状为主，这些岩质软、 岩体完整性差的围岩段落均属于 V 级围岩。 同时断层带、破碎带内也是地下水较富集区域。 因此受围岩上伏岩体应力、地下水影响及岩石 软 ~ 极软，遇水后易软化变形等特点，掘进时， 由于应力出现集中，进而导致隧道的围岩出现 迅速形变，并且形变常常能够达到数十厘米， 且时间能够持续十几天到数百天不等，继而发 生流变，更会延续几年之久。所以在进行此类 隧道施工及运营上，要预防隧道支护出现损坏。
（二）初期支护 在初期进行支护的过程中，选择的是钢 支撑或者是锚杆，也会利用钢筋网或者是喷射 混凝土。根据千枚岩遇水后易软化变形，并且 形变常常能够达到数十厘米，且时间能够持续 十几天到数百天不等的特性。复合衬砌的结构 之中，有两个部位承担了隧道的大部分荷载： 围岩和锚喷，在这过程中，二次衬砌承载的量 比较少。在隧道施工的过程中，由于开挖之后 围岩稳定性比较差，为了确保这个部位的稳定 性清空隧道的断面。就需要一些架能力比较强 的材料进行支护。一般会选择钢架，细分为两 种一种是型钢架，一种是格栅钢架。这两种材 质都能够提供较为有力的支护作用。 第二种格栅钢架，在使用的过程中，不会 因为受力而断裂，或者是脱离，能够承受较大 的围岩压力，而且还能够和喷射混凝土紧密的 黏在一起。这种材质整体比较轻，施工过程中 比较方便简单。但是独立的承载能力比较差。 而刚度比较强，就能够弥补这个缺点产生较好 的支护作用。而第一种型钢架，安装过程中有 一定的困难需要花费较长的时间。而且和第二 种相比，实用性更差。 单层钢架进行支护可能无法限制千枚岩 地质条件围岩大变形。此时需要更强的支护参 数进行支撑，加设锚杆、注浆小导管等措施可 能也无法起到效果的情况下，采用双层拱架进 行支护。第一层拱架采用格栅钢架，利用格栅 钢架与喷射混凝土的粘结握裹好，喷射混凝土 能与围岩紧密粘结，可以很好的传递剪应力、 拉应力和压应力，改变围岩表面的受力状态。
高地应力富水区千枚岩隧道变形控制
工程建设高地应力富水区千枚岩隧道变形控制马殷军（中国铁路兰州局集团有限公司，甘肃兰州730000）摘要：千枚岩由于其遇水软化、自稳性差、收敛变形大等特性，在高地应力和地下水压作用下极易产生滑塌。
以银兰高速铁路尖山隧道破碎千枚岩段为依托，对千枚岩特性及其滑塌机理进行归纳，并针对高地应力、地下水压对隧道大变形产生的影响进行数值模拟，从开挖工法、注浆加固、支护时机等方面分析隧道大变形的控制方法。
结果表明：对于富水区千枚岩隧道施工，建议预留变形量250~300mm，并采用二台阶+预留核心土法施工；可采用厚度3m的注浆加固圈，提高隧道围岩结构的稳定性，若隧道围岩纵向变形很大，则采用厚度4m的注浆加固圈；当隧道变形达到极限位移的80%，施加二次衬砌支护，可取得良好的隧道变形控制效果。
该研究可为类似项目提供参考。
关键词：高地应力；千枚岩；富水区；隧道；施工工法；变形控制中图分类号：U457文献标识码：A文章编号：1001-683X（2022）06-0036-07 DOI：10.19549/j.issn.1001-683x.2022.02.16.0040引言近年来，随着“一带一路”倡议对铁路建设的需求，铁路网络逐渐向西辐射，我国铁路隧道工程建设重心逐步转移至工程地质条件复杂的西部地区。
我国西部地区地质灾害频发，许多隧道存在地应力高、围岩软弱、节理裂隙发育等问题，隧道工程建设难度极大［1-4］。
其中，高地应力作用下的软弱围岩隧道建设问题较严重，由于隧道埋深大、节理发育、地下水丰富，导致出现围岩变形、支护结构破坏、边坡滑塌等事故，严重影响工程进度［5-8］。
针对上述问题，众多学者进行了大量有意义的研究工作。
张闯等［9］通过巴西劈裂试验，得到在地下水、层理与孔洞耦合作用下，千枚岩的力学特征与破坏形式；蔡国军等［10］通过不同浸水环境中的岩石直剪试验，分析千枚岩的破裂形式，总结了水化作用对千枚岩力学特性的影响；牛雪凯等［11］以茂县千枚岩隧道穿越富水地层为背景，以减小施工中围岩扰动、加强衬砌支护为目标，对施工工法、爆破设计等研究提出作者简介：马殷军（1976—），男，高级工程师。
千枚岩地质下偏压隧道变形地质原因分析及应对措施论文
千枚岩地质下偏压隧道变形地质原因分析及应对措施摘要：吕河隧道位于十天高速旬阳联结线，出口以风化千枚岩为主，含少量石英片岩，节理发育，洞口右侧存在东西走向断层，裂隙水丰富，石英岩与千枚岩分层界线容易产生岩层下滑，地形、地层双作用偏压，出口段 v级围岩103m，最浅埋深仅4m，开挖断面15.1×10.5米,典型的大跨、浅埋、偏压隧道。
在施工中多次出现塌方情况，本文总结施工中遇见的问题及应对方法，通过对地表、山体、洞内三方面的加固，总结出一整套千枚岩地质下偏压大跨隧道的施工方法，为陕南同类型隧道提供了施工指导和借鉴。
关键词：千枚岩偏压隧道地质原因应对措施一工程概况1．1吕河隧道位于十堰-天水高速公路a-cd40标陕西省安康市，里程lbk1+456- lbk2+030间，全长574m，出口端位于汉江河畔半山腰，地势极其陡峭，103米为偏压段浅埋层，在洞顶右上方有1984年的滑坡痕迹，垂直断裂带高约4米。
地质以风化千枚岩为主，含少量石英片岩，节理发育层厚小于20cm，较为破碎。
岩层自左向右倾35°- 60°（倾向北）与隧道夹角很小，拱墙部容易顺层塌方。
洞口右侧存在东西走向断层，裂隙水丰富（初步估计断层在lbk0+960附近与隧道交汇）。
地质构造存在偏压，石英岩与千枚岩分层界线容易产生岩层下滑。
2011年7月施工至lbk1+888时（距出口142米）初支多处发生开裂剥落、至9月6日偏压挡墙沿上导地面水平向出现2-3毫米裂缝，左侧明暗洞结合处喷射混凝土向外鼓起75毫米，拱顶出现不同程度喷射混凝土开裂、掉块现象，隧道右侧lbk1+970- lbk1+982段在拱脚部位开始出现纵向裂缝，裂缝处喷射混凝土大量掉块，外露钢拱架扭曲，外凸达20厘米，随时都有坍塌的危险，连夜进行钢支撑顶撑加固处理；2天后对侧隧道拱脚部位（隧道左侧lbk1+963- lbk1+982）出现混凝土剥落、拱架扭曲外鼓现象。
强震区千枚岩隧道塌方预报、成因机制及关键治理技术研究
结 合 地 震 波反 射 法 （ Ｔ Ｓ Ｐ ） 超前预报技 术， 系统 介 绍 了针 对 强震 区千 枚 岩 隧道 塌 方 的 预 报 、 成 因机 制 以及 治理 技 术 ；
塌方段 治理后初 支与围岩接触压 力及 围岩 变形长期监 测数据表 明所述塌 方治理方案是合理 有效的 ， 为 同类地质 条
件 隧道 塌 方 灾 害 治理 提 供 一 定 参 考 意 义 。 关键词 铁 路 隧道 千枚 岩 强震 区 文献 标 识 码 塌方 Ａ 成 因机 制 文章 编 号 施 工 方案 １ ０ ０ ９— ４ ５ ３ ９（ ２ ０ １ ６ ）１ ２— ０ ０ ２ ８一Ｏ ５ 中 图分 类 号 Ｕ ４ ５ ６ ． ３ ３
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直立产状千枚岩隧道台阶法施工变形控制技术研究
DOI：10.15913/ki.kjycx.2024.07.007直立产状千枚岩隧道台阶法施工变形控制技术研究仲小宁，贺建荦，郑文龙（中铁隧道局集团路桥有限公司，天津510640）摘要：直立产状千枚岩岩性松软，工程地质性质较差。
在直立产状千枚岩地段进行隧道开挖，其横向两侧收敛变形量显著大于拱顶沉降，且通常使用的施作锁脚等效果不明显，采用传统施工方法难以控制收敛问题，施工过程中易发生掌子面失稳、滑塌、初支环向开裂、剥落、侵限、超欠挖较大等工程问题，影响施工进度和施工安全。
对此，结合隧道施工常用台阶法，提出施作水平横向支撑+外侧张拉预应力锚索，对直立产状千枚岩隧道台阶法施工变形控制技术进行优化，围岩变形情况明显改善，两侧收敛变形得到有效控制。
关键词：直立产状；千枚岩；隧道；变形控制中图分类号：U455.4 文献标志码：A 文章编号：2095-6835（2024）07-0030-04随着交通基础设施建设的不断深入发展，在复杂地质条件下修建隧道工程已不可避免。
其中，在千枚岩地层中修建隧道所出现的工程难题较为突出，且对破碎、软弱地质具有广泛的代表性。
在近些年的中西部山区隧道工程建设中，千枚岩地层在隧道施工过程中发生的大变形、长期不稳定的问题给工程建设带来诸多挑战。
千枚岩岩性松软，工程地质性质较差，会导致隧道施工变形量较大。
直立产状千枚岩是指岩层层面与水平面相垂直，自然状态下岩体节理裂隙发育，水平方向承载力低，在隧道施工中易产生较大横向变形，施工过程中易发生掌子面失稳、滑塌、初支环向开裂、剥落、侵限、超欠挖较大等工程问题，影响施工进度和施工安全。
目前已有一些学者针对千枚岩隧道施工变形控制进行了研究。
在国外，1985年KAISER针对软弱围岩隧道二次衬砌施作时机问题，通过分析圆形隧道的变形收敛特征提出变形收敛预测方法[1]，之后SULEM、PANET等利用收敛约束法研究，认为当围岩变形趋于平缓后进行二次衬砌施作，可以达到良好的变形控制效果[2]。
地震带隧道千枚岩大变形地段隧道施工分析
Value Engineering———————————————————————作者简介:沙天庆（1983-），男，江苏徐州人，本科，工程师，主要从事高速公路施工技术管理方面工作。
1隧道工程概况本合同段毛木初隧道汶川端（左线长2183m 、右线长2165m ）为分离式隧道，隧道地质条件较差，洞口浅埋段，隧道施工安全风险大，并且工期较紧，所以实现隧道快速施工是施工重点。
隧道围岩主要为三叠系上统侏倭组主要由板岩、变质砂岩和千枚岩组成，受构造影响较强烈，岩层产状不稳定，陡倾，层间接合较差，节理裂隙发育，岩体较破碎。
千枚岩遇地下水形成软化效应，高速公路隧道工程施工时，新泄水通道打开导致地下水集聚，这在一定程度上会增加渗透压力，进而加快千枚岩软化速度，一旦隧道受力不均，那么会出现形变。
2总体施工方案本工程隧道的主要特别是：地质复杂，技术标准高，所以必须遵循“施工准备提前完成，配足精良施工机械，采用先进施工工艺，加大施工管理力度”的原则，精心组织施工，科学合理地确定施工方案。
隧道工程开挖时，右线超前左线50m 以上确保隧道施工的安全。
隧道按照新奥法原理组织施工，采用“钻爆法施工，无轨运输”的施工方案。
加强监控量测，坚持地质超前预报，超前支护先行，初期支护紧随，在Ⅳ、Ⅴ级围岩、富水地段、断层地段做到一个“稳”字。
隧道洞口段防止地表水体渗入开挖面影响明洞边坡和成洞面的稳定。
开挖过程中，边仰坡防护同步进行，开挖到成洞面附近时预留核心土体。
进洞时采用大管棚先行防护，短进尺，早支护，适时衬砌。
隧道正洞开挖采用多功能台架配合凿岩机钻孔，拱部光面爆破，边墙预裂爆破，保护周边岩体的完整性，减少超挖量，提高初期支护的承载能力。
隧道防排水的总体原则是：防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理；对于地下水比较大的破碎带，采用原则是：以堵为主，限量排放，从而做到有效堵水、可靠防水、经济合理。
3隧道施工3.1边仰坡开挖以及截排水沟施工①边仰坡开挖。
镇安隧道千枚岩变形特征及施工方法
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量测频率 次 ・ 一 ／ ｄ
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图 ３ Ｒ ０ ＋４０拱 顶 竖 向 收敛 散 点 图 Ｋ１ １ ７
３ 水平 收敛变形量测分析。从现场量测 资料分 析 ， ） 水平收敛 变形有如下规律 ： 在隧道 刚开挖后 ， 地应 力的作用 下， 在 围岩变形 较大 ， 日变形达 ２ ｍ ｄ～３ ｍ ｄ 隧道系统 补强锚杆施 工完 ， ０ｍ ／ ０ｍ ／ ； 变形有所减缓 ， 日变形仍然很大 ， 但 只有在 隧道仰拱施工 完后 ， 初 期支护形成封闭环 ， 变形 才能得到 有效的控 制 ， 每天仍有 一定 但
镇 安隧 道千 枚岩 变 形特 征 及施 工 方法
曹 科
摘 要： 简要 分析 了千 枚 岩 地 质 变形 特 征 ， 绍 了千 枚 岩 隧 道现 场 监 控 量 测 方 法 ， 对 量 测 结 果进 行 了分析 ， 此 基 础 上 介 并 在 选取 科 学合 理 的施 工 方 法 ， 而 有效 地 控 制 围岩 大 变 形 的发 生 。 从
导施工 ， 预报险情 ， 确保安全 ， 进行 日常 的施工 管理。通过准确现
场 监 控 量 测取 得 的 资 料 判 定 围 岩 的稳 定 性 ， 定 施 工 方 案 ， 订 确 修 隧 道 初 期 支护 参 数 ， 次 衬 砌 施 工 的时 间 。ａ 监 控 量 测 断 面 的 布 二 ． 置 。隧道 监 控 量 测 断 面 的 选 择 应 根 据 围 岩 级 别 、 道 断 面 尺 寸 、 隧
当 出现 异 常情 况 时 ， 应及 时增 加 量 测 次数 。
表 １ 水 平收 敛 与 拱 顶 下沉 测 点 布 置要 求
Hale Waihona Puke Ｎ ０ ０ Ｏ ０ ０ ０
高地应力软岩大变形隧道施工技术措施
高地应力软岩大变形隧道施工技术措施软岩大变形是指在高地应力环境下，隧道开挖后围岩发生侧鼓、底鼓等严重挤压变形，挤压变形量超出常规围岩变形量的现象，是围岩柔性破坏时应变能很快释放造成的一种动力失稳现象。
1.工程概况某隧道为铁路单线隧道，隧址区内新构造运动强烈，活动断裂发育，存在构造应力相对集中的地质环境条件，局部埋深较大的隧道可能遭遇高地应力工程环境，特别是隧道埋深过大时，板岩、千枚岩等软质围岩可能发生软岩大变形；局部构造应力强烈的区域，破碎的硬质岩也可能出现大变形现象。
沿线易发生软岩大变形的地层主要为三叠系、泥盆系及志留系千枚岩、板岩地层.该隧道埋深大、软质岩发育地段，以Ⅰ级及Ⅱ级软岩大变形为主。
隧道在DK28+888～DK36+415段主要为绿泥片岩及片岩，层厚普遍小于3cm，属极薄层～中薄层，灰绿色为主，矿物成分以绿泥石、云母、石英为主，变晶结构，薄片状构造为主，岩质软弱，节理裂隙发育，岩体破碎，部分段落呈中厚层状构造，岩体较破碎，该段落富水程度中等，绿泥片岩浸水后强度急剧降低。
其中DK29+765～DK36+415段具轻微～中等的变形潜势。
2.软岩大变形段的基本特性（1）变形量大：变形量远超常规预留变形量。
（2）初期支护变形速度快：隧道变形量测开始阶段，变形速率快，最大变形速率时间一般发生在边墙下台阶落底至仰拱闭合成环前。
（3）变形持续时间长：大变形区段变形时间从开挖至衬砌浇筑前，一般30d 或更长。
（4）施工难度大，安全风险高：开裂变形持续不断，易发生大面积失稳坍塌，处置塌方难度大。
3. 软岩大变形段的施工情况软岩大变形表现形式多样，主要表现在边墙挤压纵向变形开裂，拱顶下沉环向变形开裂，钢架凸起变形、扭曲，边墙变形侵限拆换拱，初支喷射混凝土鼓包掉块，隧底初支受力鼓起，掌子面岩石崩解滑坍，应力集中部位明显开裂掉块，局部二衬开裂等现象。
4. 软岩大变形控制技术措施及施工技术从主动加固围岩，发挥围岩自承能力，控制围岩塑性区发展出发，提出高地应力软岩隧道大变形主动控制技术要点为“加深地质、主动控制、强化锚杆、工法配套、优化工艺”二十字方针。
千枚岩隧道大变形原因分析及施工对策
千枚岩隧道大变形原因分析及施工对策摘要：柳树垭隧道地处千枚岩地段，施工初期由于围岩变形较大，导致初期支护开裂等问题，严重影响了施工安全和施工进度。
通过对围岩变形原因的分析，在施工过程中，针对不同围岩采取不同的、有效的施工方法，对抑制围岩变形取得了较好的效果。
关键词：千枚岩；大变形；分析；施工对策Abstract: the same tunnel is located in thousand pieces willow rock location, construction because of surrounding rock deformation is early, leading to the primary support the problem such as craze, serious impact on the construction safety and construction schedule. Through the analysis of the reason of surrounding rock deformation, in construction process, according to different rock mass take different, effective construction method, to control the deformation of the surrounding rock has a good effect.Keywords: thousand pieces rock; Large deformation; Analysis; Construction strategies引言近年来，国家对基础建设的投入越来越大，铁路、公路、城市地下工程、资源开采等工程项目随处可见，工程很多都是在软弱围岩中进行的。
如作者参与修建的西汉高速公路大（河坝）两（河）连接线工程中的柳树垭隧道。
鹧鸪山隧道千枚岩变形简析(定稿)
鹧鸪山隧道千枚岩变形简析王兴彬中铁隧道集团有限公司一处新乡市人民路51号453000 摘要：本文对鹧鸪山隧道千枚岩及炭质千枚岩在开挖及初期支护后，隧道变形值较大，且收敛慢的现象进行简要分析，并对设计与施工提出建议。
关键词：隧道变形简析2.1 分布特点千枚岩及炭质千枚岩主要分布于三叠系侏倭组（T3zh）和新都桥组（T3x）。
与板岩、炭质板岩、变质细砂岩互层，每段长度10～150m不等。
2.2 构造特性千枚岩及炭质千枚岩属变质岩，呈新生成层构造。
隧道节理裂隙发育5组（N60°W、N30°W、N40°E、EW、SN）。
通过多次构造运动，相互叠加，使得层理紊乱，呈压扭性结构，褶曲严重，造成岩体极其破碎。
隧道开挖后，二次应力场范围大，应力各向异性突出，二次应力分布极不规则。
因此，变形量大，稳定性差。
2.3 岩性特征鹧鸪山隧道的千枚岩为黑色至深灰色千枚状构造，呈微鳞片状变晶结构。
含水量大时呈团块状，含水量小时呈鳞片状，片理极其发育，层厚0.01～2mm，层理面手感光滑，有丝绢光泽，软弱层多，岩石硬度小，单轴抗压强度不足1Mpa，膨胀率13%，易风化。
这一特性导致围岩本身强度低，自身稳定性差，塑性区大，二次应力调整缓慢，存在蠕变。
因此，隧道变形长期不收敛。
2.4 地下水特点地下水对千枚岩（炭质千枚岩）的稳定起控制作用。
这是由千枚岩（炭质千枚岩）的特性决定的。
鹧鸪山隧道开挖时干燥无水或少量渗水或表面浸润。
开挖后3～7天，出现大面积滴水，甚至股状。
其原因是：围岩在开挖后进行应力重分布，发生变形，形成松动区和塑性区，使围岩产生塑性变形，形成变形裂缝，当裂缝发展到千枚岩以外的板岩或砂岩时，含水层的地下水在渗透压力作用下，进入千枚岩，使千枚岩软化、泥化，塑性区进一步加大，从而使千枚岩的地下水进一步发育，导致3.2 变形特征3.2.1 数值水平变形一般在20～30天开始收敛，60～90天时，日变形率在0.2mm/d以下，经回归分析可达到总变形量的80～90%，累计收敛值为150～200mm，预测总变形值为190～253mm；拱顶下沉一般在15～35天开始收敛，60～90天时，日下沉率在0.2mm/d以下，经回归分析可达到总量的75～95%，累计下沉值为113～163mm，预测总下沉值为136～183mm。
高地应力深埋隧道施工过程中围岩应力分布规律数值模拟分析
高地应力深埋隧道施工过程中围岩应力分布规律数值模拟分析隧道工程是现代城市建设中不可或缺的重要环节，而隧道施工所涉及到的高地应力深埋隧道施工过程中围岩应力分布规律对工程质量和安全来说至关重要。
为了更好地了解高地应力深埋隧道施工过程中围岩应力分布规律，我们进行了数值模拟分析。
本文将对该模拟分析进行详细介绍。
一、研究背景隧道施工中，围岩的应力分布规律对隧道的稳定性和安全性有着重要的影响。
而高地应力深埋隧道的围岩应力分布规律更加复杂，需要通过数值模拟进行深入研究。
了解围岩应力分布规律对制定合理的支护方案，提高隧道工程的质量和安全性具有重要意义。
二、数值模拟分析1. 模型建立：我们选取了一条高地应力深埋隧道进行研究，并借助有限元数值模拟软件建立了相应的地质模型。
考虑了隧道开挖、围岩应力变化等因素，建立了真实可靠的模型。
2. 材料参数：采用了合适的地质力学参数和应力分布参数，对模型中的岩石进行了合理的力学建模，使得模拟结果更加准确可信。
3. 模拟过程：模拟过程中考虑了隧道开挖、围岩应力变化等工程施工过程中的影响因素，采用了适当的边界条件和加载方式，模拟了隧道施工中围岩应力的分布规律。
4. 结果分析：通过数值模拟得到了高地应力深埋隧道施工过程中围岩应力分布的数值结果，分析了不同工况下围岩应力的分布规律，得出了一定的结论和建议。
1. 针对不同工况下的围岩应力分布规律，可以制定相应的支护方案，保障隧道的安全施工和使用。
2. 通过对围岩应力分布规律的分析，可以进一步优化隧道的设计方案，降低工程成本，提高工程质量。
3. 数值模拟分析得到的围岩应力分布规律也可以为相关领域的研究提供数据支持和理论依据。
四、展望本文针对高地应力深埋隧道施工过程中围岩应力分布规律进行了数值模拟分析，得到了一定的研究成果。
随着科学技术的不断发展，数值模拟分析仍有待进一步完善和提高准确性。
未来可以从更多的因素出发，完善模型建立和参数选择，为隧道工程的安全施工和设计提供更加可靠的理论依据。
千枚岩隧道变形与应对控制关键技术探讨
| 工程技术与应用 | Engineering Technology and Application ·86·2020年第17期作者简介：张红平，男，工程师，研究方向：隧道工程。
千枚岩隧道变形与应对控制关键技术探讨张红平（新疆北新路桥集团股份有限公司，新疆 乌鲁木齐 830001）摘 要：新时代的陆地出行离不开公路及铁路，然而我国各地区的地形地质千差万别，其中千枚岩的变形就给道路的建设带来了极大的挑战。
文章以石川子隧道为实例进行探讨分析，由于隧道存在破碎岩，围岩自稳能力较差，侧壁等都可能发生坍塌，并且伴有突水、突泥的可能性。
因此，为了解决这些问题，文章通过结合前人的众多研究成果，并结合实际情况，共同探讨控制千枚岩隧道变形的方法，为后续研究提供部分参考。
关键词：千枚岩隧道；变形；控制应对技术中图分类号：U455 文献标志码：A 文章编号：2096-2789（2020）17-0086-02石川子隧道包含一条非活动性断层岩层以及一些破碎岩石结构的次级小断层，并且部分路段存在渗水的现象，这导致开挖隧道后可能存在大量变形的情况，采用传统的支护方式几乎没办法解决问题，根据石川子隧道的情况，可以采取双层初期支护的方式来解决问题，虽然双层支护方案的理论研究尚不完善，但已经有很多实际案例可供参考。
以下是部分学者对千枚岩特性的研究成果：殷晓等[1]主要研究千枚岩的矿物成分、命名以及各成分的具体含量；赵建军等[2]主要对千枚岩的水理特征进行了实验室研究，得到千枚岩各成分吸水率的大小关系分别为绢云母最大，绿泥石次之，后面依次为石英石、碳质，此外千枚岩在遇水时很可能会完全崩解；吴永胜等[3]进行了单轴和三轴的千枚岩试验，其结论为千枚岩具有各向异性的特点；王悦月等[4]对千枚岩的力学特性和其含最大水量的时间关系进行了研究。
千枚岩隧道的变形始终是修建隧道的一大难点问题，因此参与研究的学者众多，如今已经有大量的研究案例以及有一些应对措施。
千枚岩隧道大变形特征及处治措施
千枚岩隧道大变形特征及处治措施徐自享;沈习文;郭宏丽;王新【摘要】毛尔盖水电站库区S302省道复建公路贝尔隧道进口段500m范围围岩岩性为炭质千枚岩,隧道开挖施工过程中,初期支护产生较大变形,致侵占了二次衬砌空间.本文根据隧道监测数据和工程处理措施,对隧道变形特征、大变形机理进行了全面的分析总结,为千枚岩隧道大变形的防治及工程治理提供了参考.【期刊名称】《水电站设计》【年(卷),期】2013(029)003【总页数】4页(P46-48,52)【关键词】千枚岩;隧道变形;变形特征;毛尔盖水电站【作者】徐自享;沈习文;郭宏丽;王新【作者单位】中国水电顾问集团成都勘测设计研究院交通分院,四川成都 610072;中国水电顾问集团成都勘测设计研究院交通分院,四川成都 610072;中国水电顾问集团成都勘测设计研究院交通分院,四川成都 610072;中国水电顾问集团成都勘测设计研究院交通分院,四川成都 610072【正文语种】中文【中图分类】U455.911 前言毛尔盖水电站位于四川省阿坝藏族羌族自治州黑水县境内，是黑水河干流水电规划"二库五级"开发方案的第三个梯级电站。
电站采用引水式开发，开发任务为发电，兼顾下游环境生态用水。
电站引用流量222m3/s，额定水头215m，装机容量420MW，年发电量16.58亿kW·h。
正常蓄水位2 133m，坝高147m，库容5.35亿m3，水库具有年调节性能。
现有S302省道从毛儿盖水电站工程区通过，根据《毛尔盖水电站可行性研究报告》设计成果，按照电站水库淹没影响及施工总布置要求, 需对电站库区淹没范围内现有S302省道进行复建。
西尔滑坡位于黑水河右岸西尔瓜子沟至西尔沟之间的河岸岸坡，属于古滑坡中下部复活的新滑坡。
电站前期设计在西尔滑坡前缘阶地规划了渣场，用于堆放电站弃渣，结合电站渣场设计及施工运输要求，毛儿盖水电站S302省道复建公路利用短隧道穿越贝尔山脊，出洞后从西尔滑坡中部弃渣平台顶部通过，然后设隧道穿越滑坡体上游陡峭山壁，在西尔沟右侧沟壁出洞。
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Ⅷ烈度地应力场千枚岩隧道围岩变形建模分析摘要：本论文通过软件数值建模来分析计算薛城1号隧道围岩变形。
首先由勘察地质资料、实际监测资料来建立相应的隧道模型，然后通过模拟试算反演的方法来得出隧道围岩单位水平构造应力，再将水平构造应力加入到模型中进行计算，得出施加衬砌后，隧道围岩的地应力和变形值，最后再模拟对比分析5中经典岩性组合下的变形量，得出围岩变形量与掌子面岩性含量之间的关系。
关键词：Ⅷ烈度复杂地场建模分析地应力变形值掌子面岩性1 概述1.1 工程概况薛城1号隧道工程位于杂谷脑河左岸、木卡乡与薛城镇之间，距离汶川约30km。
薛城1号隧道洞身埋深在30～459m不等，围岩由卷云石英千枚岩、千枚岩及炭质千枚岩等组成，属软岩～较软岩，岩体片理面发育，层间结合差，受构造影响较强烈，节理裂隙发育，岩体破碎～较破碎，稳定性较差～一般，地下水类型主要为基岩孔隙裂隙水，呈点滴水、线状渗出为主，为Ⅴ～Ⅳ级围岩。
其中含炭质千枚岩段岩质软，为Ⅴ级围岩，岩石遇水易软化，围岩遇水易产生较大变形。
1.2 地质构造和地震薛城1号隧道隧址区位于九顶山华夏系构造带西侧及薛城“S”型构造的南东侧交接部位，薛城S性构造位于汶川、薛城及米亚罗一带，由一系列S型褶皱和压性断裂组成，旋转中心位于薛城附近。
根据区域资料结合现场地质调查，隧址区主要受薛城S型构造中总棚子倒转腹背斜控制，该腹背斜的轴部位于ZK83+320附近，展布于汶川县总棚子至理县薛城附近，在测区内长约71km。
场地岩层片理总体倾向南东，薛城1号隧道进口及洞身段岩层片理优势产状：355°＜65°，出口段岩层片理陡倾，优势片理产状为345°＜83°。
受区域构造影响，隧址区节理裂隙较发育，场地主要发育3组裂隙：J1：300-310°＜22°，延伸＞5m，切深2-4m，张开1-3mm，裂隙面平直，间距0.2-0.3m，主控裂隙；J2：230-260°＜56°，延伸2-4m，切深0.2-0.8m，微张，裂隙面起伏粗糙，间距0.2-0.5m；J3：180-80°，延伸0.3-1m，切深0.2-0.4m，微张，裂隙面平直，间距0.1-0.3m。
新构造运动主要表现为大面积抬升运动和地震活动。
根据GB18306-2001《中国地震动参数区划图》国家第1号修改单，隧址区地震动峰值加速度为0.15g，地震动反应谱特征周期为0.40s，地场对应地震基本烈度为Ⅷ度，属一级场地。
1.3 建模范围及研究薛城1号隧道ZK81+030～ZK81+100段在开挖初支完成后，围岩仍然在继续发生变形，且变形率较大，已发布预警通知。
本文主要通过软件数值模拟来分析计算薛城1号隧道围岩变形。
首先由勘察地质资料、实际监测资料来建立相应的隧道模型，然后通过模拟试算反演的方法来得出隧道围岩单位水平构造应力，再将水平构造应力加入到模型中进行计算，得出施加衬砌后，隧道围岩的地应力和变形值，最后再模拟对比分析5中经典岩性组合下的变形量，得出围岩变形量与掌子面岩性含量之间的关系。
2 不同里程段隧道横断面地应力及围岩变形建模分析2.1 模型建立及参数赋值根据隧道地质平、剖面图，建立隧道桩号为ZK81+000~ZK81+850段的围岩模型（如图2-1）：（蓝色为绢云石英千枚岩、黄色为炭质千枚岩）图2-1 薛城1号隧道ZK81+000~ZK81+850段主体模型薛城1号隧道围岩参数选取如下：地层年代Dvg1，岩土名称绢云石英千枚岩，Ⅳ级围岩，天然密度ρ=2.4 g/cm3，承载力基本容许值fa0=800 kPa，弹性（变形）模量E=2200 MPa，弹性抗力系数K=250 MPa/m3，泊松比μ=0.35，抗剪断强度C’=200KPa，φ＇=30°，摩擦系数（圬工和围岩）f=0.38；地层年代Dvg2，岩土名称绢云石英千枚岩，Ⅴ级围岩，天然密度ρ=2.25 g/cm3，承载力基本容许值fa0=400 kPa，弹性（变形）模量E=1400 MPa，弹性抗力系数K=150 MPa/m3，泊松比μ=0.4，抗剪断强度C’=100KPa，φ＇=25°，摩擦系数（圬工和围岩）f=0.3。
薛城1号隧道衬砌支护参数选取如下：深埋段Ⅳ级围岩类型，衬砌类型Z4，喷砼18cm，锚杆长度3m，纵×环1×1.2m，钢筋网φ6.5@25，格珊钢架10×15@1m，预留变形量6cm，模筑砼40cm，仰拱40cm；深埋段Ⅳ级围岩类型，衬砌类型Z4w，喷砼18cm，锚杆长度3m，纵×环1×1.2m，钢筋网φ6.5@25，格珊钢架10×15@1m，预留变形量6cm，模筑砼40cm；深埋段Ⅴ级围岩类型，衬砌类型Z5，喷砼24cm，锚杆长度3m，纵×环0.8×1.2m，钢筋网φ8@25，钢架Ⅰ18@0.8m，预留变形量10cm，模筑砼45cm，仰拱45cm；加强型Ⅳ级围岩类型，衬砌类型Z4j，喷砼22cm，锚杆长度3m，纵×环0.8×1.2m，钢筋网φ6.5@25，钢架Ⅰ16@0.8m，预留变形量8cm，模筑砼40cm，仰拱40cm；加强型Ⅴ级围岩类型，衬砌类型Z5，喷砼26cm，锚杆长度3m，纵×环1.2×1m，钢筋网φ8@20，钢架Ⅰ20b@0.6m，预留变形量25cm，模筑砼60cm，仰拱60cm；2.2 薛城1号隧道围岩地应力试算反演由于隧道围岩较破碎，不具备测试地应力的条件，但隧道围岩又受到构造应力的影响，因此本节尝试通过实测得到的衬砌变形数据，来对围岩的构造应力进行试算反演，选择平均埋深处（埋深435m）、模型两端的边界断面（施加初衬后）来进行模拟，通过试算的方法求得隧道围岩的水平构造应力。
以平均埋深处（埋深435m）断面（桩号为ZK81+220）为例，加入上部荷载（γH=10231 kN/m2=10.23MPa），根据监测数据，周边收敛为30mm。
通过设置水平应力试算，得出水平应力大概为4.5MPa时，初衬周边收敛刚好约为30mm。
图2-2 ZK81+220横断面水平构造应力试算（初衬变形量云图）然后再在上述模型基础上，对模型两端的边界断面进行试算，得到以下结果：对于隧道未开挖段的水平构造应力，采用插值方法来推测，推测隧道ZK81+000~ZK81+850段的水平构造应力为3.3~6.8MPa。
2.3 隧道最大主应力模拟分析将网格模型附上重力、水平构造应力及周边约束，并进行模拟分析，在最大埋深处（459m），分析计算得到以下结果（进口方向均为垂直于平面向外）。
图2-3 隧道最大主应力图提取最大主应力矢量图，得到最大主应力向与隧道轴线相垂直，与水平面的夹角约为63.8°。
提取隧道主应力计算结果，最大主应力范围为10.08~15.52MPa，可见隧道最大主应力为15.52MPa，基本与埋深正相关，即随着埋深增加而增大。
2.4 隧道围岩变形模拟分析隧道围岩开挖、施加初衬后，对围岩进行总变形模拟计算，其围岩最大位移在初衬拱顶附近，为14.3cm。
提取垂直位移计算结果，其范围为11.9~14.3cm。
2.5 隧道易变性段衬砌变形模拟分析在隧道主体单元中析取面单元建立衬砌模型，将锚杆、钢拱架强度折算进衬砌单元中进行模拟计算。
分别计算得到Z4型衬砌和Z5型衬砌的变形量（如图2-4、2-5）：图2-4 Z4型初衬变形模拟图 2-5 Z5型初衬变形模拟图由于Z4型衬砌拱顶变形量最大已达到14.3cm，其余部位也超过了10cm，这超过了原本设计的预留变形量6cm，再采用Z5型衬砌来模拟，通过对比发现Z5型衬砌能有效阻止围岩变形，使得围岩变形量减少41%，最大变形量为8.4cm，而Z5型预留变形量为10cm，这样原本超限的围岩变形量就在正常范围内。
2.6 掌子面不同岩性组合围岩应力与变形模拟分析根据勘察报告及掌子面素描图，总结了5种典型掌子面围岩岩性组合：围岩组合1：掌子面范围内绢云石英千枚岩占75%、炭质千枚岩25%；围岩组合2：掌子面范围内绢云石英千枚岩占25%、炭质千枚岩75%；围岩组合3：掌子面范围内绢云石英千枚岩和炭质千枚岩各占50%；围岩组合4：掌子面范围内炭质千枚岩占100%；围岩组合5：掌子面范围内绢云石英千枚岩占100%。
针对上述5种岩性的组合，分别建立相应模型，输入岩性参数，加入约束、上部压力（以平均埋深435m，围岩重度20KN/m³为例，则上部压力荷载为10230KPa）及水平构造应力（4500KPa），进行计算分析，以围岩组合1为例，其他组合类似。
2.7 围岩组合1数值模拟分析加入约束及上覆压力（10230KPa），水平构造应力（4500KPa）后模拟计算得到以下结果：围岩组合1的最大主应力图，其最大主应力主要分布于拱顶附近位置，为12.13MPa。
围岩组合1垂直位移量，其中围岩最大位移发生在拱顶位置，位移量为13.6cm。
2.8 典型围岩组合对比分析将5种组合的计算结果列为下表：5种围岩组合及其拱顶下沉位移模拟结果通过以上对比分析得出，导致围岩拱顶下沉位移增大的岩性影响因素中，其影响力大小为：炭质千枚岩>绢云石英千枚岩。
在薛城1号隧道中，由于围岩大部分较破碎，千枚岩在经地下水浸泡，岩性变得更差。
根据模拟结果，建立拱顶下沉位移与掌子面千枚岩含量的关系。
在炭质千枚岩含量达到50%时，曲线的切线斜率由小变大，拱顶位移变化速率相对增大较快。
所以当掌子面内围岩的炭质千枚岩含量超过50%时，隧道拱顶位移变形速率加大，开挖后围岩则很可能发生较大变形。
3 结论本文通过软件数值模拟分析计算薛城1号隧道围岩变形，得出不同里程段隧道横断面地应力及围岩变形，以及隧道衬砌受力分析，得到以下结果：（1）根据隧道工程地质图，建立K81+010~ZK81+100段围岩和隧道数值模型，并选择3个断面（平均埋深处、模型两端的边界断面），通其实际监测初衬得到的周边收敛值，来对水平构造应力进行试算。
（2）将相应参数输入到模型中，并在模型中加入试算得到的水平构造应力后进行计算分析，提取隧道主应力计算结果，最大主应力范围为10.08~15.52MPa，并作出隧道最大埋深处围岩最大主应力与隧道埋深之间的关系；再提取施加初衬后围岩的变形结果，最大变形量基本发生在拱顶附近，其范围为11.9~14.3cm。
（3）模拟分析了隧道K81+010~ZK81+100段Z4型初衬变形情况，由于最大变形量为14.3cm已经超过了预留变形量6cm，再模拟计算Z5型衬砌的变形结果并与Z4型支护相比，Z5型支护能有效防止围岩发生变形。