太古代片麻状花岗岩浅埋隧道变形破坏及地面塌陷分析——以集宁隧道为例

浅表古老花岗中浅埋隧道常处于拉张应力状态而拱顶下沉，波及地表产生地面塌陷，影响工程稳定及人员安全。以集宁隧道为例，采用工程地质调查、室内力学试验、围岩稳定计算相结合的方法，从太古代集宁片麻状花岗岩风化壳分带、岩体结构控制和岩体质量分级方面研究围岩变形破坏特征。花岗岩中-微风化特性、大部分隧道位于地下水位以下，节理裂隙夹泥，变形破坏以多组节理切割下块体掉落和塌方为主要形式。在花岗岩古风化壳与上第三系泥岩交界处出现差异变形和不均匀沉降。浅埋隧道段塌方发展到地表形成4个长轴与隧道轴线一致的椭圆形塌陷坑。现场应力监测结果显示顶拱接触压力小于自重应力，侧压力更小，对顶拱稳定不利。为保证施工人员和机械设备安全，在此区段采取针对块体稳定和塌方的加强支护措施，取得较好效果。