梅州东环高速公路其古顶隧道炭质泥岩大变形成因分析

梅州东环高速公路其古顶隧道围岩主要以炭质泥岩为主,隧道开挖过程中出现了显著的大变形,严重影响施工进度和安全。为找到其大变形的成因,进行了试验分析。结果表明,其古顶隧道炭质泥岩粘土矿物含量超过50%,遇水易软化,是隧道开挖后围岩变形增加迅速的重要原因之一。点荷载试验表明,炭质泥岩的强度具有明显的方向性,其垂直层面方向强度为26MPa,平行层面方向强度为16.9MPa,总体强度较低,隧道开挖后容易产生弹塑性变形和流变变形。现场扰动区范围测试表明,隧道开挖后边墙位置中风化炭质泥岩段边墙扰动区范围为9~10m,部分强风化段可以达到14m,而现有的锚固支护范围一般为3~4m,远小于炭质泥岩的开挖影响区,可能会进一步加剧隧道大变形的发生。