蔡 涛

（铁正检测科技有限公司 山东济南 250014）

1 工程地质概况

白马隧道龙门山断裂带所围成的楔形地块上，最大埋深1 092 m，共穿越5条断层：甲午池－文县沟断裂北支、甲午池－文县沟断裂南支、F9断层、甲午池－文县沟断裂分支F8断层、甲午池－文县沟断裂分支F7断层。F9断层与白马隧道送风斜井及右线平行延伸1 870 m，与线路最近相距30 m，隧道右线绝大部分位于F9断层影响带范围内，对隧道施工影响巨大。隧道左、右线间距35 m，开挖断面约100 m2，斜井与隧道左右线交叉口多且为上跨下穿［1－2］。

2 地应力测试分析

为掌握工程区域的地应力场分布特征，现场采用水压致裂法对白马隧道进行地应力测试。根据钻探岩芯完整度，在该钻孔的中部及下部成功进行水压致裂法地应力测量7个点，孔深分别为151.4 m、181.7 m、228.4 m、248.5 m、262.4 m、271.5 m、289.7 m。应力方向测量3个点，分别在孔深151.4 m、228.4 m、248.5 m位置。

（1）三向主应力值的关系总体为：孔深0～250 m内，SH＞Sh＞Sγ；孔深250～315 m 内，SH＞Sh＞Sγ。

（2）根据测量所得数据，全孔深水平最大主应力在7.0～10.5 MPa之间，全孔深最小水平主应力在5.5～7.3 MPa之间，用岩层容重（约为2.65 g/cm3）估算的垂直主应力为3.93～7.52 MPa。

（3）根据该孔洞身附近的最大水平主应力优势方向北西西向（即 N11°W～N21°W），其优势方向约为N16°W，与隧道走向的夹角约为32°，呈中小角度相交。最小水平应力为3.9～9.5 MPa，垂直应力为3.3～9.7 MPa。总体以垂直应力控制，σH＞σV＞σh，最大水平主应力方向一般为 N8°W～N20°W，即NNW向。

3 支护结构变形特性与机理分析

3.1 支护结构变形规律

（1）白马隧道初支拱架连接位置受剪切和挤压较为明显，见图1。边墙大面积高频率剥落，隧道掘进施工过程中掌子面坍塌，围岩主要为板岩、炭质板岩，有时夹少量砂岩，围岩破碎～极破碎（或呈松散结构），节理发育，无自稳性。……