隧道围岩稳定性影响因素及分析

围岩又称主岩、容矿岩。矿体周围的和岩体周围的岩石均称围岩。

一、在 工程地质学中，把 重分布应力影响范围内的岩体 称为围岩 。绝大部分为6r（r为洞室半径）。 常见的有岩浆的围岩和矿体的围岩。

二、在岩石地下工程中，指由于受开挖影响而发生应力状态改变的周围岩体。 围岩是洞室四周围绕的岩石，这个洞室可以是人工开凿的（例如各种隧道、地下仓库等等），也可以是天然形成的（例如山洞、溶洞等等）。

围岩的工程性质，—般包括三个方面： 物理性质、水理性质和力学性质 。而对围岩稳定性最有影响的则是力学性质，即围岩抵抗变形和破坏的性能。 围岩既可以是岩体、也可以是土体。

岩体是在漫长的地质历史中，经过岩石建造、构造形变和次生蜕变而形成的地质体。它被许许多多不同方向、不同规模的断层面、层理面、节理面和裂隙面等各种地质界面切割为大小不等，形状各异的各种块体。

工程地质学中将这些地质界面称之为结构面或不连续面，将这些块体称之为结构体，并将岩体看作是由结构面和结构体组合而成的具有结构特征的地质体。

所以，岩体的力学性质性质主要取决于岩体的结构特征、结构体岩石的特征以及结构面的特性。

环境因素尤其是地下水和地温对岩体的力学性质影响也很大。在众多的因素中，哪个起主导作用需视具体条件而定。

对隧道工程来说，最关心的问题则是地层被挖成隧道后的稳定程度。这是不言而喻的，因为地层稳定就意味着开挖隧道所引起的地层向隧道内的变形很小，而且在较短的时间内就可基本停止，这对施工过程和支护结构都是非常有利的。

地层被挖成隧道后的稳定程度称为隧道围岩的稳定性，这是一个反映地质环境的综合指标。 其稳定程度与 岩体的岩性、风化程度、地质构造、地下水活动、地应力作用、洞室内有无内水压力、洞室跨度大小、断面形状以及施工方法等因素有关。

围岩在开挖隧道时的稳定程度乃是岩体力学性质的一种表现形式。因此，影响岩体力学性质的各种因素在这里同样起作用，只是各自的重要性有所不同。

1、岩体结构特征

岩体的结构特征是长时间地质构造运动的产物，是控制岩体破坏形态的关键。从稳定性分类的角度来看， 岩体的结构特征可以简单地用岩体的破碎程度或完整性来表示。 在某种程度上它反映了岩体受地质构造作用严重的程度。实践证明，围岩的破碎程度对坑道的稳定与否起主导作用， 在相同岩性的条件下，岩体愈破碎，坑道就愈容易失稳。 因此，在近代围岩分类法中，都已将岩体的破碎或完整状态作为分类的基本指标之一。

2、结构面性质和空间的组合

在块状或层状结构的岩体中，控制岩体破坏的主要因素是软弱结构面的性质，以及它们在空间的组合状态。对于隧道来说， 围岩中存在单一的软弱面，一般并不会影响坑道的稳定性。 只有 当结构面与隧道轴线相互关系不利时，或者出现两组或两组以上的结构面时，才能构成容易堕落的分离岩块。 例如有两组平行但倾问相反的结构面和一组与之垂直或斜交的陡倾结构面，就可能构成屋脊形分离岩块。至于分离岩块是否会塌落或滑动，还与结构面的抗剪强度以及岩块之间的相互联锁作用有关。

3、岩石的力学性质

在整体结构的岩体中，控制围岩稳定性的主要因素是岩石的力学性质，尤其是岩石的强度。 一般来说，岩石强度越高坑道越稳定 。在围岩分类中所说的岩石强度指标，都是指岩石的单轴饱和极限抗压强度。因为这种强度的试验方法简便，数据离散性小，而且与其它物理力学指标有良好的换算关系。

4、围岩的初始应力场

围岩的初始应力场是隧道围岩变形、破坏的根本作用力，它直接影响围岩的稳定性。

5、地下水状况

隧道施工的实践证明， 地下水是造成施工坍方，使隧道围岩丧失稳定的最重要因素之— ，因此，在围岩分类中切不可忽视。

1、坑道尺寸和形状

实践证明，在同—类围岩中， 坑道跨度愈大，坑道围岩的稳定性就愈差 ，因为岩体的破碎程度相对加大了。

2、施工中所采用的开挖方法

从施工技术水平来看，开挖方法对隧道围岩稳定性的影响较为明显，在分类中必须予以考虑。例如，在同一类岩体中，采用普通的爆破法和采用控制爆破法，采用矿山法和采用掘进机法，采用全断面一次开挖和采用小断面分部开挖，对隧道围岩的影响都各不相同。所以，大多数围岩分类法都是建立在相应的施工方法的基础上的。