朱小鹏

(中铁二十五局集团有限公司第二工程公司，湖南衡阳 421000)

隧道洞口浅埋偏压段开挖、支护过程中围岩松弛和坡体形变是一个动态变化的过程，影响因素多且作用机理非常复杂。采用纯理论方法或模型试验方法对该过程进行定性和定量描述非常困难，而数值模拟分析方法可以动态模拟隧道洞口浅埋偏压段周边围岩和坡体在不同开挖方法下的变形并进行分析，进而对比优选出最优施工开挖和支护方案。

依托工程观音山隧道所处围岩等级多以Ⅳ、Ⅴ级为主，岩层较破碎，风化较为严重，岩性较差，承载自稳性能较低。隧道洞口浅埋偏压段经风险评估后均划分为高度风险等级。为此，本文采用数值分析方法分析不同开挖和支护方案下隧道围岩变形、应力、塑性区的变化规律，在此基础上进行技术经济比较，进而确定较优施工开挖和支护方案，以期有效指导工程实践。

同时，为了解围岩稳定状态和支护、衬砌可靠程度，确保施工安全及结构的长期稳定性，并验证支护结构效果，确定支护参数，通过现场监控量测资料准确获得围岩和坡体变形状态，并将其与数值计算结果对比分析。

1 工程概况

观音山隧道全长1165 m，主要通过丘陵区，局部为丘间谷地，地形起伏较大，隧道最大埋深约70 m。依据沿线构造地质特征综合测绘、物探、钻探结果，观音山隧道洞口浅埋偏压段围岩级别及工程地质特征为:隧道进口段自然坡度5°～15°，局部超过30°，地势平缓，坡体较稳定;Ⅴ级围岩，表层为第四系残坡积角砾土，稍密～中密，厚6～8 m;下伏石炭系下统大唐阶灰岩，青灰色，弱风化，隐晶质结构，中厚层状构造，间夹炭质灰岩，节理裂隙发育，岩溶发育。……