第二节　变质片岩长大隧道的工程特点及研究现状

一、变质片岩长大隧道的工程特点

变质片岩单轴抗压强度一般约5MPa，呈片状构造，具有流变特性，暴露在空气之中容易风化潮解，受地下水软化作用明显，呈现为裂隙状，加大其透水性能。承载能力和抗变形能力较差，属工程软岩。基于变质片岩的物理特性，长大隧道穿越变质片岩地质区域，具有以下突出工程特点：

1.隧道变形侵限严重

隧道开挖过程中，造成对隧道围岩结构的破坏和扰动，由于变质片岩强度低，自稳性能差，存在隧道变形侵限问题，一般采用“短进尺、强支护”的施工原则，隧道施工进度相对较慢。

2.隧道偏压现象严重

由于变质片岩的分布不规律性以及隧道围岩的复杂性，围岩压应力存在不对称性，会造成隧道严重偏压，引起隧道横向位移导致支护结构的开裂、破坏。

3.地质灾害风险高

施工前期由于缺少围岩特性相关的分析资料，仅通过设计地质资料，无法判断和验证支护结构的可靠性，在实际施工过程中需要加深地质勘察，并针对实际过程开展监控量测工作，积累现场数据，开展分析研究工作。在这一过程中，往往由于缺少现场资料和主观判断的失误，会造成一定灾害风险。尤其是变质片岩变形速率大，防治要求高，且具有突发性，引起其造成地质灾害的风险高，其表现形式有落石、坍塌、涌水、突泥等。

4.施工通风和运营通风难度大

隧道通风是保障隧道施工作业和正常运营的常见技术，尤其是长大隧道在采用独头掘进时，隧道通风距离的加大，造成风压的持续降低，导致通风困难。对于长大隧道的运营通风，一般在设计上采用增设竖井结构，在隧道范围内增加进、出风口，与隧道主洞同步设计、同步施工。由于竖井是竖向的“井”状结构，目前普遍采用的施工工艺为全断面钻爆法和反井钻机扩挖成井法，由于变质片岩的特性，竖井开挖完成后岩石暴露的时间过长，会引起井壁坍塌的风险。因此竖井支护结构需要紧跟开挖工序，施工难度较大。