第二節(jié)　變質(zhì)片巖長大隧道的工程特點(diǎn)及研究現(xiàn)狀

一、變質(zhì)片巖長大隧道的工程特點(diǎn)

變質(zhì)片巖單軸抗壓強(qiáng)度一般約5MPa，呈片狀構(gòu)造，具有流變特性，暴露在空氣之中容易風(fēng)化潮解，受地下水軟化作用明顯，呈現(xiàn)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(zhì)片巖的物理特性，長大隧道穿越變質(zhì)片巖地質(zhì)區(qū)域，具有以下突出工程特點(diǎn)：

1.隧道變形侵限嚴(yán)重

隧道開挖過程中，造成對隧道圍巖結(jié)構(gòu)的破壞和擾動，由于變質(zhì)片巖強(qiáng)度低，自穩(wěn)性能差，存在隧道變形侵限問題，一般采用“短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)”的施工原則，隧道施工進(jìn)度相對較慢。

2.隧道偏壓現(xiàn)象嚴(yán)重

由于變質(zhì)片巖的分布不規(guī)律性以及隧道圍巖的復(fù)雜性，圍巖壓應(yīng)力存在不對稱性，會造成隧道嚴(yán)重偏壓，引起隧道橫向位移導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)的開裂、破壞。

3.地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)高

施工前期由于缺少圍巖特性相關(guān)的分析資料，僅通過設(shè)計(jì)地質(zhì)資料，無法判斷和驗(yàn)證支護(hù)結(jié)構(gòu)的可靠性，在實(shí)際施工過程中需要加深地質(zhì)勘察，并針對實(shí)際過程開展監(jiān)控量測工作，積累現(xiàn)場數(shù)據(jù)，開展分析研究工作。在這一過程中，往往由于缺少現(xiàn)場資料和主觀判斷的失誤，會造成一定災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。尤其是變質(zhì)片巖變形速率大，防治要求高，且具有突發(fā)性，引起其造成地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)高，其表現(xiàn)形式有落石、坍塌、涌水、突泥等。

4.施工通風(fēng)和運(yùn)營通風(fēng)難度大

隧道通風(fēng)是保障隧道施工作業(yè)和正常運(yùn)營的常見技術(shù)，尤其是長大隧道在采用獨(dú)頭掘進(jìn)時，隧道通風(fēng)距離的加大，造成風(fēng)壓的持續(xù)降低，導(dǎo)致通風(fēng)困難。對于長大隧道的運(yùn)營通風(fēng)，一般在設(shè)計(jì)上采用增設(shè)豎井結(jié)構(gòu)，在隧道范圍內(nèi)增加進(jìn)、出風(fēng)口，與隧道主洞同步設(shè)計(jì)、同步施工。由于豎井是豎向的“井”狀結(jié)構(gòu)，目前普遍采用的施工工藝為全斷面鉆爆法和反井鉆機(jī)擴(kuò)挖成井法，由于變質(zhì)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(fēng)險(xiǎn)。因此豎井支護(hù)結(jié)構(gòu)需要緊跟開挖工序，施工難度較大。