第二節　變質片巖長大隧道的工程特點及研究現狀

一、變質片巖長大隧道的工程特點

變質片巖單軸抗壓強度一般約5MPa，呈片狀構造，具有流變特性，暴露在空氣之中容易風化潮解，受地下水軟化作用明顯，呈現為裂隙狀，加大其透水性能。承載能力和抗變形能力較差，屬工程軟巖。基于變質片巖的物理特性，長大隧道穿越變質片巖地質區域，具有以下突出工程特點：

1.隧道變形侵限嚴重

隧道開挖過程中，造成對隧道圍巖結構的破壞和擾動，由于變質片巖強度低，自穩性能差，存在隧道變形侵限問題，一般采用“短進尺、強支護”的施工原則，隧道施工進度相對較慢。

2.隧道偏壓現象嚴重

由于變質片巖的分布不規律性以及隧道圍巖的復雜性，圍巖壓應力存在不對稱性，會造成隧道嚴重偏壓，引起隧道橫向位移導致支護結構的開裂、破壞。

3.地質災害風險高

施工前期由于缺少圍巖特性相關的分析資料，僅通過設計地質資料，無法判斷和驗證支護結構的可靠性，在實際施工過程中需要加深地質勘察，并針對實際過程開展監控量測工作，積累現場數據，開展分析研究工作。在這一過程中，往往由于缺少現場資料和主觀判斷的失誤，會造成一定災害風險。尤其是變質片巖變形速率大，防治要求高，且具有突發性，引起其造成地質災害的風險高，其表現形式有落石、坍塌、涌水、突泥等。

4.施工通風和運營通風難度大

隧道通風是保障隧道施工作業和正常運營的常見技術，尤其是長大隧道在采用獨頭掘進時，隧道通風距離的加大，造成風壓的持續降低，導致通風困難。對于長大隧道的運營通風，一般在設計上采用增設豎井結構，在隧道范圍內增加進、出風口，與隧道主洞同步設計、同步施工。由于豎井是豎向的“井”狀結構，目前普遍采用的施工工藝為全斷面鉆爆法和反井鉆機擴挖成井法，由于變質片巖的特性，豎井開挖完成后巖石暴露的時間過長，會引起井壁坍塌的風險。因此豎井支護結構需要緊跟開挖工序，施工難度較大。