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随着西部大开发的深入和国家高速公路网的逐步完善,越来越多的隧道修建在岩溶区。由于岩溶作用破坏了岩石的完整性,降低了岩石的强度和整体稳定性,对拟建隧道工程构成了重大的安全隐患,同时增加了工程成本。在岩溶区域修建隧道面临的最大问题是隧道围岩的稳定性及突涌水地质灾害,研究岩溶区隧道稳定性及其工程应用,具有十分重要的理论及其工程实际指导意义。
本文选题结合乐广高速坪石至樟市段岩溶隧道专题研究项目,并以长基岭隧道为研究对象,在总结现有评价方法的基础上,对长基岭隧道围岩的稳定性进行综合评判,并对典型段位进行工程处治措施的设计。主要工作内容如下:
(1)调查研究区的区域工程地质条件、水文地质条件及岩溶发育规律,重点掌握长基岭隧道的工程地质概况；
(2)分析了长基岭隧道围岩稳定性的各种影响因素,并在总结隧道稳定性评价方法的基础上,运用定性方法对长基岭隧道右线的围岩稳定性进行评价；
(3)选取隧道右线典型段位,建立合理的地质模型及力学计算模型,运用数值模拟的方法对侧部含有溶洞的情况进行隧道破坏机理、隧道围岩稳定性分析研究；并对隧道涌水状况进行了预测和评价；
(4)结合稳定性评价结果及岩溶隧道处治原则,对长基岭隧道的不稳典型段位进行处治方案设计。
针对以上主要研究内容,本文主要采用室外调查和室内研究相结合的办法,理论研究和实际相结合的办法,得出如下研究结论:
(1)乐广高速A1合同段岩性以灰岩为主,且岩溶较发育,研究区岩溶覆盖率达65％左右,受影响的隧道达6条。受大气降雨、岩溶(岩溶)破碎带及岩溶的综合地质作用,对长基岭隧道围岩稳定性产生极大影响,并有可能诱发突涌水灾害；
(2)综合分析岩性及厚度、岩层产状、地质构造、岩溶形态及空间分布、充填情况以及水文地质条件对长基岭隧道的影响,并运用定性评价方法对隧道YK91+120～YK91+680段进行稳定性评价,评价结果见表3-9；
(3)利用FLAC3D有限差分数值模拟软件,以长基岭隧道右线YK91+550～YK91+650段位研究对象,通过对侧部含有溶洞的情况进行定量评价,指出开挖后围岩主要呈现出拉张破坏机理,应力集中容易出现在岩溶与隧道间的围岩区域,特别是在拱腰位置,从而引起围岩的变形、破坏直至失稳。通过运用应力评价、相对位移评价方法,指出隧道开挖后在初期支护作用下是稳定的；
(4)结合涌水量经验公式及涌水评判系统,对隧道右线YK90+125～YK94+065进行评判,指出强岩溶段有涌水的可能且涌水量较大,断层破碎带附近有涌水的可能,但涌水量相对较小,具体评价结果见表4-8；
(5)结合稳定性评价结果及岩溶隧道处治原则,对YK91+105段进行处治措施设计。设计方案为盖板跨越YK91+105段底部溶洞,设计尺寸为23.2m×28.2m×1.2,并对两个方向截面进行配筋计算,构造配筋结果见图5-3和图5-5。