煤系地层软弱围岩隧道大变形施工控制技术
【摘 要】在隧道施工过程中，煤系地层是一种不良地质类型，在施工过程中存在很多危险因素，其中软弱围岩隧道变形问题最为严重的，也是最常见的。本文作者通过分析煤系地层软弱围岩大变形的主要特征，对导致隧道变形的原因进行简要的分析，并且提出了针对围岩隧道变形的主要控制措施。
【关键词】煤系地层；软弱围岩；大变形
煤系地层是道路施工中常见的一种地质类型，在施工中会出现瓦斯燃烧或爆炸、煤燃烧等危险性比较高的情况，而且在施工中还会出现软弱地层隧道大变形的问题，影响施工安全的同时也威胁着施工质量和后期的运营安全。
1.煤系地层软弱围岩大变形的特征分析
煤系地层软弱围岩大变形是指围岩在高地应力作用下发生的沉降破坏，隧道围岩稳定性发生改变，围岩应变能被释放，最终导致岩爆现象。当软弱围岩发生破坏性变化时，就会导致隧道的变形。煤系地层软弱围岩隧道变形一般分为三个时期，分别是缓慢期、加速期、稳定期。隧道变形的初期的主要特点是拱顶的沉降量变大，周边收敛变形的现象小，这种情况从开挖时开始，大约在10天的时候趋于稳定。下台阶开挖后会紧接着出现第二次变形，这次变形会较为明显，变形速度不断加快。当仰拱封闭后变形进入稳定期，变形的速度变小但仍会整体下沉，初期支护容易在变形状况下混凝土出现裂隙，局部出现脱落现象，在支护结构连接处容易出现外鼓变形现象。总结隧道变形的主要特征是变形量大、变形速度快、拱脚变形明显、变形时初期支护受到破坏。[1]
2.导致煤系地层软弱围岩隧道变形的原因分析
煤系地层软弱围岩隧道变形的原因主要分为内因和外因，内因是地应力及围岩岩性因素，外因是断面尺寸及支护措施因素，下面对其导致变形原因进行具体分析。
2.1下水软化作用
造成软弱围岩隧道变形的原因很多，其中包括地下水对围岩的软化作用。不同岩性的围岩对水的吸收率不同，其中泥岩的吸水率最大，砂岩次之，砂质泥岩吸水率最差。围岩吸水性强弱主要与岩石内的主要成分和结构特点有关，岩石的强度受水的软化作用影响，地下水导致围岩体吸水，影响其强度系数和变形参数。地下水的软化作用降低了煤系地层隧道围岩变形模量和强度，加速了隧道的破坏和变形。地下水对不同性质的围岩造成的影响不同，吸水率越大的围岩其影响越强，所以地下水对泥岩的影响是最强的。受到水软化的围岩其强度下降，承载能力不足，很难作为隧道的拱脚材料，初期支护结构也会因其影响而发生变形。[2]
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