基于稳定性概念的铁路隧道围岩分级研究

2012-05-30杜世回

铁道标准设计 2012年9期

杜世回

(中铁第一勘察设计院集团有限公司，西安 710043)

隧道开挖前，岩(土)体内每个点处于相对平衡状态，开挖后，因洞壁失去原有的支撑，破坏了原有的受力状态，造成洞室周边岩(土)体向洞内空间位移，又会改变岩(土)体的相对平衡状态，从而引起应力、应变调整，以达到新的平衡。通常把应力重分布影响范围内的岩体称为围岩［1］，一般认为这个范围在隧道横断面上为几倍至十倍的洞径。围岩的工程性质一般包括物理性质、水理性质和力学性质，对围岩稳定性最有影响的是力学性质，即围岩抵抗变形和破坏的性能［2］。

对隧道工程来说，最关心的问题是地层被挖成隧道后的稳定程度，称为隧道围岩的稳定性，隧道围岩级别归根到底就是稳定性问题。围岩自稳性可以分为长期稳定、基本稳定、暂时稳定和不稳定4个等级［3］。围岩自稳时间随围岩等级不同而不同，Ⅰ级围岩自稳时间可达数年，Ⅱ级围岩自稳时间可达数月，Ⅲ级围岩自稳时间可达数天，Ⅳ级围岩自稳时间可达数小时，Ⅴ级围岩则只有数十分钟［4］。

影响隧道围岩稳定性的因素很多，主要有地质因素，包括岩土强度、结构与构造、地下水和地应力状态等;工程因素，包括隧道断面的形状、大小、跨度等;施工因素，包括隧道施工方法、支护时间和支护方式等，其中地质因素是影响围岩稳定性的最主要因素。