围岩

常会引起衬砌背后围岩松散甚至空洞，由此造成围岩侧向抗力系数减小或侧向压力变大，经验认为衬砌背后围岩松散甚至空洞或回填不密实是对隧洞稳定性影响最大的主要原因之一，导致隧道建成后，出现不同程度的病害［4］。因此，研究衬砌结构背后围岩松散或回填不密实对隧道的安全围护具有重大意义。为研究不同的围岩条件如地质条件差、衬砌与围岩间回填不密实或未进行回填灌浆等对隧道衬砌应力的影响，以某城门洞型的水工隧洞为背景，选取隧洞典型断面进行了受力分析，研究了不同的围岩弹性抗力系数

古生界地层之中，围岩由松散岩、变质岩组成。隧洞地处秦祁褶皱带结合区，地质背景复杂。隧洞穿越西秦岭北缘深大断裂带。隧洞新近系、古近系围岩构造不发育，但岩性软弱；下古生界围岩构造发育，岩体破碎，地下水丰富。在隧洞施工中，出现了严重的围岩变形、掌子面坍塌问题。针对该隧洞施工中出现的上述问题，工程施工、设计团队加强了对2号隧洞围岩变形机理的分析，提出了科学合理控制围岩变形的施工方法及支护对策，为该隧洞安全施工提供了支撑。1 隧洞区域地质环境(1) 地形地貌2号洞地

程以上为Ⅳ～Ⅴ类围岩，1 260.0 m高程下为Ⅲ类围岩，未考虑断层与裂隙的对围岩稳定的影响[1]，采用理想弹塑性材料本构关系及D-P 屈服准则建立三维有限元模型（见图1）。图1 有限元模型1.2.2 计算参数依据工程地质勘察及设计成果，按国内水利水电工程围岩分类方法，并结合混凝土材料力学性质，确定各类岩体和混凝土材料的物理力学参数建议值（见表1）。表1 材料物理力学参数1.2.3 计算方案对Ⅳ～Ⅴ类围岩超前预固结灌浆后开挖成井，不采取任何支护措施。固结灌

调整和变形传递，围岩试图达到新的平衡状态。然而由于地层条件的差异性，在有些条件下隧道围岩通过应力重新分布后能自行稳定，而当地质条件较差时隧道围岩无法自稳，常表现为隧道失稳和破坏，严重威胁工程安全，此时需采取适当的外部干预，以协助围岩形成新的平衡。关键词：复杂隧道围岩安全性;评价方法前言：根据隧道开挖扰动范围内围岩稳定性的差异，将隧道周边一定范围内丧失整体稳定性而无法实现长期自稳的松动区围岩划分为浅层围岩，在此范围以外整体稳定性较好且能够承担地层荷载的围岩则

0043)挤压性围岩是在高地应力环境下，隧道周边一定范围内产生显著塑性变形或流变的岩体，具有高地应力、低强度、强流变的显著特征[1-3]。挤压性围岩隧道具有变形量大、变形速率高、持续时间长的特点，如施工处理不当易产生变形侵限、支护开裂、隧道塌方等严重病害[4-5]。深埋隧道开挖后，周围岩体产生应力重分布，通过围岩内部应力调整及围岩与支护相互作用，而形成能够承担一部分荷载的围岩，称为围岩承载拱。在深埋隧道特别是超深埋的挤压性围岩隧道中，支护结构承担的围岩压力

的知识体系中包括围岩的古典散体理论还是围岩的弹塑性理论[1]都认为围岩坍塌能够自行稳定，自行稳定后的围岩具有一定的自承能力。围岩坍塌能够自行稳定是因为围岩内部有一个应力平衡的过程，这种平衡过程是由围岩内部作用力与反作用力形成的，作用力是围岩自身的重力与构造力，反作用力是围岩自身的抵抗作用力，也就是围岩的自承作用。围岩内部的反作用力结构就是围岩的自承结构。1 围岩中的自承体系结构围岩自稳自承结构的形式[2]：对石质围岩的结构形式来说，由于岩体受层理、节理、开

质板岩，Ⅳ～Ⅴ类围岩[1]以薄层～极薄层状板岩、碎裂状板岩为主，受节理裂隙切割程度、岩块强度、地下水发育情况、开挖面与层面相互关系等因素影响，围岩破碎程度和变形特征差异较大。软弱破碎岩体是引起隧洞开挖过程中出现掌子面塌方、围岩大变形、掉块等病害的主要原因，因此，对隧洞围岩稳定性及支护效果进行分析，对保证水工隧洞安全施工具有重要的意义。本研究分别建立了Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ类围岩隧洞断面，对地应力场进行了分析并获得围岩应力环境，通过有限元数值模拟方法，分析获得了围岩的应

计紧密相关的岩溶围岩质量评价与分级已成为岩溶隧道研究的焦点[1-2]。岩溶隧道围岩分级实质为岩溶围岩的质量评价问题。我国现有的围岩分级方法未充分考虑岩溶等因素对围岩分级的影响，存在一定的缺陷。近年来，相关学者针对岩溶围岩分级方法开展了研究，研究思路与途径大体分为两类：一是以现有围岩分级方法为基础，考虑岩溶对围岩质量的影响，融合建立适用于岩溶围岩的围岩分级方法[3-6]；一是结合岩溶特征，采用针对性的指标建立岩溶围岩分级方法[7-9]。总体而言，岩溶围岩分级

48000)巷道围岩控制技术是实现煤矿安全开采的重要保障，依据巷道所处位置的地质条件进行支护决策设计。受自然因素和工程条件限制，巷道多埋藏于复杂结构的岩层条件下，控制围岩相对困难，尤其错综复杂的巷道群、多巷道间围岩控制较为复杂，单纯依靠平时的工程类比无法保持巷道围岩稳定，致使巷道频繁翻修，影响生产[1-2].结合长平煤矿五盘区上部运输巷以及下部回风巷道之间的围岩体条件，对交错巷道围岩稳定性提出支护设计，并确定支护参数。1 交错巷道工程概况该矿4303工作面

过多层岩层，通常围岩控制难度较大。由于贵州兴安煤业有限公司糯东煤矿副平硐部分区域巷道围岩软弱，变形较大，为了确定合理的副平硐严重变形区返修支护方案，采用钻孔窥视仪分析副平硐严重变形区围岩内部结构特征，为返修支护设计提供了依据，也为相似工程提供了有益借鉴。一、工程概况糯东煤矿是贵州兴安煤业有限公司旗下的首对矿井，井田面积68.28km2。由于糯东煤矿副平硐施工过程中穿过多层岩层，其围岩条件极其复杂，而且主要以泥质砂岩、砂质泥岩、粉砂质泥岩为主，岩层强度较低，

掘进过程中面临的围岩破碎、支护困难等问题更为明显，如何确保破碎围岩巷道稳定是矿井生产过程中需要解决的现实问题[1-2]。在破碎围岩中采用注浆锚杆对围岩进行控制较为广泛，在使用过程中仍会面临预紧力不足等问题，无法满足破碎围岩控制需要[3-6]。文中以山西某矿15 号煤层回采巷道掘进为工程背景，根据围岩岩性特征对破碎围岩采取的支护参数进行设计，并进行现场应用，有效控制了围岩变形。1 工程概况某矿15 号煤埋深560 m，顶底板岩性以砂质泥岩、泥岩为主。1520

确保矿山深部巷道围岩的安全一直是矿山支护工作中最为薄弱的环节，因此长期以来受到同行学者们的重点关注[1]。在矿山开采过程中由于受到人为因素的影响，改变矿山深部巷道围岩结构，从而使矿山深部巷道围岩很容易发生变形，矿山深部巷道围岩变形容易引发安全事故问题，直接威胁矿山工作人员的生命安全。本文在此基础上，展开矿山深部巷道围岩变形研究，并通过应力分布数值模拟致力于精准掌握矿山深部巷道围岩变形情况，确保矿山深部巷道围岩的安全性。1 矿山深部巷道围岩变形在矿山深部开采

者对锚杆支护巷道围岩应力进行过一定的研究[3-4]。本文通过建立支护后的巷道力学模型对锚杆支护围岩稳定性进行分析，对不同锚杆参数下围岩的稳定性进行研究，为矿山围岩支护提供一定的借鉴与参考。1 围岩加固支护参数影响分析支护合理与否可以通过矿井开采是否会造成围岩失稳及影响矿井生产安全来衡量，当井工开采对巷道围岩等无影响时认为支护合理，如果支护后围岩的稳定性仍较差则认为支护不合理。对于一定埋深的围岩，在无采动影响时，围岩处于三向应力平衡状态，开采围岩由三向应力状

形成，出现了巷道围岩二次应力。如果二次应力大于岩体强度极限，就会造成岩体变形松动，出现巷道顶板的下沉、片帮冒顶、底板鼓起等地压现象。作用于围岩和支架上的力即为地压。1、支承压力的分布规律对巷道稳定性的影响因其岩石强度包括地质和技术条件的不同，在岩体内开掘巷道后，岩体内的应力必然重新分布，它的变形、破坏和移动的形式也各有不同。由于受岩石强度条件的影响，特别是支架的支撑作用阻碍了破碎岩块的冒落和破碎区的向外作用，使岩体深部抵抗破坏的能力增强，并且，破碎的岩块间

081)0 引言围岩稳定控制一直是巷道开挖的重点。在复杂高应力、特殊构造应力的影响下，深部高应力巷道围岩具有十分复杂的力学特性。层状岩体是一种典型的复杂岩体，受内部层理、节理、裂隙等结构面的影响，其表现出非连续性、非均质性、非线性等特征，层状岩体的破坏机理及失稳模式也明显不同于均质岩体。现有的深部巷道物理试验，大都将围岩简化为完整的均质岩体，而缺乏对深部层状围岩巷道的相关研究。因此，研究深部巷道层状围岩的变形破坏特征和应力演化规律对实际工程具有一定的理论意

道相比，深部巷道围岩力学环境更加复杂，深部高应力巷道围岩呈现出非连续性、非协调性大变形、大范围失稳破坏等一系列工程响应问题[1-6]。近年来，锚杆支护技术已成为煤矿巷道首选的主要支护方式，我国国有大中型矿井的锚杆支护率达到60%以上，有些矿区甚至达到100%，使得锚杆支护技术得到了快速发展[7]。深部煤炭开采使得矿井发生重大安全事故的危险性增加，严重威胁矿井安全生产。深部高应力、大断面和软岩巷道的围岩稳定性控制一直是矿井开采的主要技术瓶颈之一，国内外许多专

岩和片麻岩为主，围岩级别以Ⅲ、Ⅳ级为主，隧道局部穿越断层破碎带，属于Ⅴ级围岩。麦积山隧道的支护结构为锚喷支护与模筑混凝土组成的复合式衬砌，其中：Ⅲ级围岩地段设计无仰拱，初支厚度为10cm，由钢筋网和喷射混凝土组成，二衬为模筑素混凝土，厚30cm；Ⅳ级围岩地段初支厚度为22cm，由系统锚杆、钢筋网和喷射混凝土组成，仰拱由模筑混凝土和片石混凝土组成，厚度为40cm，二衬为模筑素混凝土，厚度为40cm；Ⅴ级围岩地段采取了超前锚杆的预加固措施，同时，初支厚度为25

正确地认识和掌握围岩，包括围岩的基本概念及其工程特性、围岩的分级及分类、围岩开挖后的动态、围岩的评价方法等，是隧道设计、施工的基础条件。隧道技术的发展，多数是围绕"围岩"展开的。因此，树立以"围岩为本"的基本理念，认识、掌握、利用和改造"围岩"是非常重要的。1 隧道围岩的工程特性隧道是修筑在地下的线状结构物，从工程角度出发，其基本特性是由周边的地质环境，具体而言，是由隧道周边围岩的条件所决定的。因此，要了解隧道的工程特性，就必须了解隧道周边围岩的工程特性。

分别为各重要节点围岩应力。具体监控点布置如图2，根据圣维南原理选取中间断面DK5+177.97为分析断面。图2 监测点布置2.1 拱顶围岩应力分析根据监测的数据与监测时间段绘制图表如图3，从图中分析可以看出在施工初期拱顶的围岩应力处于平稳状态，由于围岩的自稳性较差，随着5断面核心土的施工，从第6天到第10天，应力出现了突变，应力从刚开始的12 kPa陡然跃升至74.7 kPa，应力增长522.5%，平均每天应力增加15.67 kPa。在核心土开挖中间临时支