張付軍，趙元科，段 宇，胡 俊，朱才輝

(1.甘肅長(zhǎng)達(dá)路業(yè)有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730000；2.甘肅省橋梁隧道健康監(jiān)測(cè)與安全評(píng)估技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州 730000；3.甘肅省交通科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司，甘肅 蘭州 730000；4.西安理工大學(xué) 巖土工程研究所，陜西 西安 710048)

隧道發(fā)生涌水涌泥及不穩(wěn)定的形成機(jī)制較為復(fù)雜[1]，研究認(rèn)為非可溶巖隧道突涌的本質(zhì)是，開(kāi)挖擾動(dòng)觸發(fā)賦存在破碎帶或軟弱帶中的水和碎屑物在自身壓力作用下涌入隧道，其孕險(xiǎn)環(huán)境必須同時(shí)具備物質(zhì)條件、空間條件和觸發(fā)條件，三者缺一不可[2]。許多學(xué)者基于以往研究成果，針對(duì)隧道突水致災(zāi)構(gòu)造進(jìn)行了劃分：賀振宇等[3]將隧道突水致災(zāi)構(gòu)造分為五大類(lèi)，并提出六種突水破壞模式。其中，斷層引起隧道突水的案例逐漸引起重視，吳靜[4]將斷層破碎帶劃分為：富水?dāng)鄬?、?dǎo)水?dāng)鄬?、?chǔ)水?dāng)鄬?、阻水?dāng)鄬印o(wú)水?dāng)鄬游宕箢?lèi)，并基于數(shù)值方法研究了斷層不同因素對(duì)隧道涌水量的影響規(guī)律。李曉昭等[5]通過(guò)已有隧道突水突泥歸納分析，提出了2類(lèi)5種隧道突水突泥致災(zāi)構(gòu)造：富水夾泥斷裂帶(富水?dāng)嗔哑扑閹?、夾泥斷裂帶)與充水充泥巖溶體(深部充水巖溶、表層裂隙巖溶帶、充填巖溶洞穴)，提出了不同突水突泥致災(zāi)構(gòu)造的判別理論方法。李術(shù)才等[6]對(duì)我國(guó)200多例隧道突水突泥致災(zāi)構(gòu)造精心歸納劃分為3 類(lèi)11型。

近年來(lái)，關(guān)于隧道的突水涌泥多場(chǎng)耦合理論及其評(píng)價(jià)方法的研究也取得了不少進(jìn)展，任文峰[7]基于應(yīng)力-應(yīng)變-滲流耦合原理，開(kāi)展了隧道注漿防突的理論研究；張志成等[8]采用改進(jìn)層次分析法，建立了深長(zhǎng)隧道突涌水災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)模型。蔡俊華[9]提出了基于涌水量預(yù)測(cè)、地質(zhì)預(yù)報(bào)、封堵加固措施、開(kāi)挖方法、施工組織管理和綜合評(píng)價(jià)的風(fēng)險(xiǎn)控制機(jī)制，認(rèn)為當(dāng)許可評(píng)價(jià)的風(fēng)險(xiǎn)在可接受的范疇內(nèi)才可以施工，避免災(zāi)害的發(fā)生。成帥等[10]通過(guò)隧道突水全過(guò)程監(jiān)測(cè)認(rèn)為，突水災(zāi)害可分為：平靜期、發(fā)展期、突變期和災(zāi)后期4個(gè)時(shí)期，并提出了基于多元監(jiān)測(cè)信息融合分析的突水災(zāi)害狀態(tài)判識(shí)方法。此外，針對(duì)隧道滲漏及治理措施方面，相關(guān)學(xué)者也開(kāi)展了不少研究[11-13]，從隧道開(kāi)挖、初期支護(hù)及襯砌等不同工況角度研究了地下水滲流對(duì)圍巖穩(wěn)定性的影響。上述針對(duì)隧道突水涌泥的形成機(jī)制、致災(zāi)構(gòu)造類(lèi)型、理論預(yù)測(cè)模型及治理措施方面的研究，為隧道突水、圍巖穩(wěn)定性預(yù)警和治理技術(shù)提供了寶貴的研究基礎(chǔ)。本文以武九高樓山公路隧道為例，針對(duì)其以斷層破碎帶為主控因素的隧道圍巖穩(wěn)定性及涌水問(wèn)題展開(kāi)數(shù)值分析研究，基于FLAC3D有限差分法，對(duì)本工程中隧道發(fā)生突涌水的影響因素進(jìn)行流固耦合分析，探索各因素對(duì)隧道圍巖穩(wěn)定性及涌水量影響的敏感程度，從而為隧道防突措施的制定提供科學(xué)參考。

1 武九高樓山隧道工程背景

武九隧道處于甘肅平?jīng)鲋辆d陽(yáng)國(guó)家高速公路武都至九寨溝(甘川界)段，本項(xiàng)目路線起點(diǎn)位于武都區(qū)桔柑鄉(xiāng)，與武都至罐子溝高速公路以樞紐立交相接，隧道路線全長(zhǎng)12.48 km。武九高樓山隧道的地質(zhì)構(gòu)造區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造復(fù)雜，由一系列褶皺和斷裂組成。主干斷裂有石坊-范家壩-尖山-臨江斷裂，高峰壩-凡昌-明鏡寺斷裂帶。斷裂帶一般較寬，斷層面兩側(cè)擠壓破碎強(qiáng)烈，角礫巖化、糜棱巖化明顯，伴生的次級(jí)斷裂及構(gòu)造裂隙發(fā)育，斷層和構(gòu)造裂隙的相互交切構(gòu)成了較為復(fù)雜的構(gòu)造格局，造成區(qū)內(nèi)巖體嚴(yán)重破碎。隧道通過(guò)地層的巖性主要以頁(yè)巖、片巖、砂質(zhì)、碳質(zhì)板巖為主，巖體大多破碎，部分洞段圍巖較為完整，圍巖級(jí)別主要以Ⅲ(占隧道總長(zhǎng)36.4%～37.4%)、Ⅳ(占隧道總長(zhǎng)54.4%～55.7%)、Ⅴ級(jí)(占隧道總長(zhǎng)7.9%～8.2%)為主，部分洞段通過(guò)斷層破碎帶及斷裂帶，隧道通過(guò)該地段可能會(huì)產(chǎn)生大變形及塌方危險(xiǎn)，該區(qū)域褶皺十分發(fā)育，地下水類(lèi)型較多，主要有基巖裂隙水，受地表水及大氣降水的補(bǔ)給，局部地段接受溝流滲漏補(bǔ)給，深層基巖裂隙水同時(shí)接受表層風(fēng)化裂隙水補(bǔ)給?？赡軙?huì)對(duì)局部洞段有滲水及涌水現(xiàn)象(ZK49+245處掌子面斷層涌水，見(jiàn)圖1)。

圖1 ZK49+245處掌子面斷層涌水

2 隧道涌水影響因素?cái)?shù)值分析

2.1 數(shù)值分析方案

隧道施工必然會(huì)造成圍巖中滲流場(chǎng)的改變，使巖體有效應(yīng)力重新分布，有效應(yīng)力改變又反作用來(lái)影響地下水的滲流，這種應(yīng)力場(chǎng)與滲流場(chǎng)相互作用的現(xiàn)象被稱(chēng)為流固耦合效應(yīng)，因此，有必要采用流固耦合分析方法來(lái)研究隧道開(kāi)挖誘發(fā)的涌水與圍巖穩(wěn)定性耦合問(wèn)題。FLAC3D中提供了流固耦合分析模型，其理論基于達(dá)西定律的運(yùn)動(dòng)方程，微元體小變形平衡方程，土體滲流本構(gòu)方程，應(yīng)變速率與速度梯度滿足的相容方程建立基本微分平衡方程，進(jìn)而得出不同方向位移及孔壓值，來(lái)實(shí)現(xiàn)應(yīng)力場(chǎng)與滲流場(chǎng)相互作用，隧道涌水本身就是地下水在地下巖體中破壞隧道周?chē)鷰r體造成集中性的流動(dòng)問(wèn)題，本質(zhì)也是一種開(kāi)挖造成滲流場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)的耦合問(wèn)題。為研究隧道開(kāi)挖期間，隧道滲流場(chǎng)與變形量對(duì)隧道穩(wěn)定性的影響，本文采用FLAC3D流固耦合分析中Config Fluid模塊，來(lái)分析隧道在流固耦合作用下圍巖的穩(wěn)定性及涌水量。

根據(jù)本工程的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)信息勘察資料發(fā)現(xiàn)，富水?dāng)鄬悠扑閹У拇嬖趯?duì)隧道的影響主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：隧道埋深H、地下水位高度h、斷層與隧道不同空間距離d(與隧道外邊界垂直距離，按照與隧道等效洞徑D來(lái)估算)、斷層破碎帶寬度W、斷層破碎帶與水平方向夾角θ、不同地應(yīng)力條件(側(cè)壓力系數(shù)K0)、圍巖級(jí)別(S)等。本文試圖通過(guò)上述7個(gè)影響因素，開(kāi)展數(shù)值仿真分析，其中各因素的取值范圍，根據(jù)高樓山隧道的實(shí)際情況進(jìn)行選取，具體試驗(yàn)方案如表1所示。通過(guò)上述數(shù)值試驗(yàn)方案，針對(duì)不同影響因素下對(duì)隧道涌水及圍巖穩(wěn)定性進(jìn)行流固耦合分析，確定各影響因素下隧道洞周的單寬涌水量q，收斂變形量Ux(水平位移)和Uy(豎向位移)，塑性區(qū)面積A等特征，以此來(lái)綜合評(píng)價(jià)隧道發(fā)生突水等級(jí)和圍巖穩(wěn)定性。

表1 數(shù)值分析方案

2.2 數(shù)值模型的建立及模擬方法

數(shù)值模擬步驟如下：

(1) 模型左右邊界法向約束，底部雙向約束，頂部為自由面，隧道開(kāi)挖邊界為零水頭邊界，基于流固耦合理論，模擬初始自重場(chǎng)和滲流場(chǎng)。

(2) 基于應(yīng)力釋放原理，模擬施工期隧道全斷面一次性開(kāi)挖，考慮圍巖荷載分擔(dān)比為60%～80%，計(jì)算圍巖在施工期間的收斂變形、塑性區(qū)及洞周所有節(jié)點(diǎn)的滲流量。

(3) 為了單獨(dú)考察工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件對(duì)隧道開(kāi)挖期間圍巖穩(wěn)定性及涌水量的影響，不考慮初期支護(hù)和二次支護(hù)產(chǎn)生的支護(hù)反力作用，僅進(jìn)行施工期開(kāi)挖作用下的圍巖力學(xué)響應(yīng)及滲流量的分析。

(4) 巖層按理想彈塑性材料處理，且遵循M-C(摩爾-庫(kù)侖)屈服準(zhǔn)則。

隧道斷面形式為三圓心馬蹄形，開(kāi)挖輪廓寬度為11.3 m，高度為8.8 m，其數(shù)值分析模型如圖2所示。

圖2 數(shù)值分析模型的建立

2.3 分析參數(shù)的取值

本文關(guān)于不同圍巖級(jí)別的建議參數(shù)(見(jiàn)表2)，參考《武九公路高樓山隧道地質(zhì)勘察報(bào)告》和《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范 第一冊(cè) 土建工程》[14](JTG 3370.1—2018)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《規(guī)范》)，關(guān)于圍巖變形和修正涌水等級(jí)(見(jiàn)表3、表4)，本文根據(jù)隧道單寬涌水量為指標(biāo)，將《規(guī)范》中涌水等級(jí)及定性描述細(xì)化為4級(jí)，即A、B、C、D四級(jí))。

表2 數(shù)值分析模型參數(shù)取值

表3 洞周相對(duì)收斂值允許值U/D 單位:%

表4 隧道涌水等級(jí)

2.4 數(shù)值分析結(jié)果

2.4.1 隧道埋深H對(duì)圍巖穩(wěn)定性及涌水量影響分析

圖3為隧道埋深不同情況下，圍巖的相對(duì)收斂變形Uy/D(%)、Ux/D(%)、單位涌水量q(m3/(d·m))及等效塑性區(qū)厚度Tp(m)隨埋深H的變化規(guī)律。其中，Uy為隧道開(kāi)挖斷面最大豎向位移(拱肩斷層部位)，Ux為隧道凈空水平方向最大收斂位移(側(cè)墻斷層部位與另一側(cè)側(cè)墻部位水平位移之和)，D為隧道等效洞徑，則D和Tp的關(guān)系可表示如下：

(1)

(2)

式中:A為隧道開(kāi)挖輪廓外側(cè)塑性區(qū)面積,m2;A0為隧道開(kāi)挖斷面面積,m2。

通過(guò)上述計(jì)算可得：隨著埋深H的增大，圍巖的相對(duì)收斂變形Uy/D、Ux/D呈線性增大，且均低于最大許可值(U/D)max=[2.0%]；圍巖塑性圈的等效厚度Tp隨隧道埋深H呈非線性減小趨勢(shì)，當(dāng)100 m≤H<200 m時(shí)，8.9 m

圖3 Uy/D、Ux/D、q、Tp與H關(guān)系

2.4.2 地下水位高度h對(duì)圍巖穩(wěn)定性及涌水量影響

圖4為地下水位高度h不同情況下，圍巖的相對(duì)收斂變形Uy/D、Ux/D，單位涌水量q及等效塑性區(qū)厚度Tp的變化規(guī)律。

圖4 Uy/D、Ux/D、q、Tp與h關(guān)系

通過(guò)上述計(jì)算可知：隨著地下水位高度h的增大，Uy/D、Ux/D基本呈線性增大，且Uy/D>Ux/D。且低于規(guī)范最大許可值(U/D)max=[2.0%]；圍巖塑性圈的等效厚度Tp隨地下水位h增大呈緩慢增大趨勢(shì)；隧道涌水量q呈直線增長(zhǎng)趨勢(shì)，且q<3.6 m3/(d·m)，涌水級(jí)別為D級(jí)。表明：地下水位增加，水頭壓力增大，造成隧道涌水量增加和圍巖變形增大，其主要原因是：隨著地下水位高度的增大，導(dǎo)致隧道圍巖承擔(dān)的外水壓力和總滲流量的增大，必然導(dǎo)致圍巖單寬上的滲流量、變形及塑性區(qū)的增大，因此降低斷層內(nèi)部的地下水位是保證隧洞不發(fā)生涌水和圍巖穩(wěn)定性重要手段。

2.4.3 隧道圍巖級(jí)別S對(duì)突涌水及圍巖穩(wěn)定性影響

圖5為不同圍巖級(jí)別下，圍巖的相對(duì)收斂變形Uy/D、Ux/D，單位涌水量q及等效塑性區(qū)厚度Tp隨圍巖級(jí)別S的變化規(guī)律，本算例中考慮了有斷層和無(wú)斷層影響情況下的計(jì)算結(jié)果對(duì)比。通過(guò)上述計(jì)算可知：

(1) 當(dāng)不考慮斷層破碎帶影響時(shí)，隨著圍巖級(jí)別S的降低，圍巖的相對(duì)收斂變形Uy/D、Ux/D呈快速增大趨勢(shì)，當(dāng)圍巖級(jí)別較好時(shí)(S=Ⅲ級(jí))，Uy/D=0.2%<[1.2%]；當(dāng)圍巖較差時(shí)(S=Ⅳ級(jí))，平均值Uy/D=5.37%>(U/D)max=[2.0%]，圍巖變形超過(guò)許可值；當(dāng)考慮斷層破碎帶影響時(shí)，S=Ⅲ級(jí)時(shí)，Uy/D=0.20%<[1.2%]，S=Ⅳ級(jí)時(shí)，Uy/D=10.38%>(U/D)max=[2.0%]，表明：隧道周?chē)鷶鄬悠扑閹?duì)圍巖較差的隧道穩(wěn)定性會(huì)產(chǎn)生較大的影響。

(2) 圍巖塑性圈的等效厚度Tp隨圍巖級(jí)別S呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，無(wú)斷層影響時(shí)1.18 m

(3) 圍巖變差時(shí)，隧道單寬涌水量q呈指數(shù)增加趨勢(shì)，且斷層破碎帶的存在使得相對(duì)收斂變形Uy/D、塑性區(qū)等效厚度Tp、涌水量q分別平均增加了約1.7、0.3、0.41倍。表明：圍巖較差情況下，隧道 單寬涌水量q=16.1 m3/(d·m)～23.0 m3/(d·m)，容易發(fā)生較為嚴(yán)重的B級(jí)及以上的涌水風(fēng)險(xiǎn)。

由此可見(jiàn)，圍巖級(jí)別對(duì)隧洞涌水及圍巖穩(wěn)定性起著控制作用，圍巖性質(zhì)越差，隧洞的整體滲透性增強(qiáng)、成洞條件減弱，且在斷層的影響下，隧洞發(fā)生涌水及失穩(wěn)的可能性更為顯著，對(duì)于富水?dāng)鄬铀矶炊?，?duì)圍巖進(jìn)行超前預(yù)支護(hù)和斷層導(dǎo)水措施是保證施工安全的前提。

圖5 Uy/D、Ux/D、q、Tp與S關(guān)系

2.4.4 斷層寬度W對(duì)圍巖穩(wěn)定性及突水影響

圖6為不同斷層寬度W情況下，圍巖的相對(duì)收斂變形Uy/D、Ux/D，單位涌水量q及等效塑性區(qū)厚度Tp的變化規(guī)律。

圖6 Uy/D、Ux/D、q、Tp與W關(guān)系

通過(guò)上述計(jì)算可知：隨著斷層寬度W的增大，圍巖的相對(duì)收斂變形Uy/D、Ux/D呈緩慢增大趨勢(shì)后區(qū)域平緩；圍巖塑性圈的等效厚度Tp呈線性增大趨勢(shì)；隧道單寬涌水量q先增加后趨于平穩(wěn)?？梢?jiàn)，臨近隧洞的斷層在一定寬度范圍內(nèi)(W≤3D)會(huì)對(duì)隧洞的涌水及穩(wěn)定性會(huì)產(chǎn)生顯著的影響，超過(guò)此范圍將對(duì)隧洞施工期安全影響不大。

2.4.5 相對(duì)間距d/D對(duì)圍巖穩(wěn)定性及突水影響

圖7為斷層不同相對(duì)間距d/D情況下，圍巖的相對(duì)收斂變形Uy/D、Ux/D，單位涌水量q及等效塑性區(qū)厚度Tp的變化規(guī)律。

通過(guò)上述計(jì)算可知：當(dāng)斷層相對(duì)間距0.5

圖7 Uy/D、Ux/D、q、Tp與d/D關(guān)系

2.4.6 夾角θ對(duì)圍巖穩(wěn)定性及突水影響

圖8為斷層夾角θ不同情況下，圍巖的相對(duì)收斂變形Uy/D、Ux/D，單位涌水量q及等效塑性區(qū)厚度Tp的變化規(guī)律。

圖8 Uy/D、Ux/D、q、Tp與θ關(guān)系

通過(guò)上述計(jì)算可知：隨著斷層與水平方向夾角θ的增大，Uy/D呈緩慢減小趨勢(shì)、Ux/D呈緩慢增大趨勢(shì)，當(dāng)θ<45°時(shí)，Uy/D=2.07%>(U/D)max=[2.0%]，圍巖變形大于許可值；當(dāng)θ>45°時(shí)，Uy/D=1.34%<(U/D)max=[2.0%]；Tp隨θ的增大也呈上凸的拋物線型，當(dāng)0°≤θ≤60°時(shí)，6.0 m≤Tp≤7.7 m，當(dāng)60°<θ≤90°時(shí)，6.7 m≤Tp≤7.7 m，表明隨著θ的增大，塑性區(qū)擴(kuò)展深度會(huì)存在一個(gè)峰值，當(dāng)θ接近45°時(shí)，洞周?chē)鷰r最容易發(fā)生破壞，塑性區(qū)達(dá)到最大，且單位涌水量q也達(dá)到峰值q=3.7 m3/(d·m)。表明：在θ接近45°時(shí)，隧道與斷層破碎帶之間最容易形成裂隙貫通渠道，隧道發(fā)生失穩(wěn)和涌水概率最大，其主要原因是，斷層的走向與隧道的軸線夾角越接近45°～60°，隧洞圍巖沿著斷層發(fā)生剪切滑移破壞的可能性越大，隧洞發(fā)生涌水和失穩(wěn)的趨勢(shì)越明顯。

2.4.7 側(cè)壓力系數(shù)K0對(duì)圍巖穩(wěn)定性及突水影響

圖9為不同側(cè)壓力系數(shù)K0情況下，圍巖的相對(duì)收斂變形Uy/D、Ux/D，單位涌水量q及等效塑性區(qū)厚度Tp的變化規(guī)律。

圖9 Uy/D、Ux/D、q、Tp與 K0關(guān)系

通過(guò)上述計(jì)算可知：

隨著側(cè)壓力系數(shù)K0的增大，Uy/D、Ux/D均呈線性增大，當(dāng)K0=1.0～1.6時(shí)，Ux/D=0.95%～1.84%<(U/D)max=[2.0%]，圍巖變形低于許可值。

圍巖塑性圈的等效厚度Tp呈非線性增大趨勢(shì)，表明洞周?chē)鷰r的應(yīng)力集中現(xiàn)象增強(qiáng)，塑性區(qū)擴(kuò)展深度增大。

洞周單位寬度涌水量q呈線性增大趨勢(shì)，表明隧道圍巖側(cè)壓力系數(shù)的增大一定程度上不利于隧道的穩(wěn)定性，且有涌水隱患。其主要原因是：側(cè)壓力系數(shù)直接反映了初始應(yīng)力場(chǎng)的大小，側(cè)壓力系數(shù)越大反映了圍巖處于高地應(yīng)力的不利狀態(tài)越顯著，對(duì)圍巖的穩(wěn)定性影響越劇烈，隨著高地應(yīng)力場(chǎng)的出現(xiàn)，隧道圍巖可能會(huì)發(fā)生巖爆現(xiàn)象，此時(shí)地下水將難以在高地應(yīng)力狀態(tài)下發(fā)生滲流現(xiàn)象，涌水與巖爆往往不可能在同一種地質(zhì)災(zāi)害環(huán)境中發(fā)生，因而側(cè)壓力系數(shù)的增大對(duì)隧道涌水量幾乎無(wú)影響。在實(shí)際工程中，選線期間盡量避開(kāi)這類(lèi)不良地質(zhì)條件。

2.5 敏感性分析

為了對(duì)比分析不同影響因素對(duì)圍巖穩(wěn)定性及涌水量的影響程度，采用敏感度系數(shù)Q定量描述各影響因素對(duì)隧道相對(duì)收斂位移U、塑性圈等效厚度Tp、單寬涌水量q的影響[15]。其中：

(3)

(4)

(5)

式中:ΔU/U為隧道相對(duì)收斂位移變化率;ΔTp/Tp為隧道塑性圈等效厚度變化率;Δq/q為隧道單寬涌水量變化率；Δx/x為影響因素的變化率；Q>0表示隧道變化量與影響因素變化趨勢(shì)相同，Q<0表示隧道變化量與影響因素變化趨勢(shì)相反。根據(jù)式(3)—式(5)計(jì)算得到各敏感度系數(shù)見(jiàn)表5。

為了分析各影響因素對(duì)圍巖穩(wěn)定性及突水的影響程度，將隧道位移、塑性圈厚度、涌水量對(duì)應(yīng)的敏感度指標(biāo)Q來(lái)綜合分析各因素的敏感程度:

(6)

根據(jù)式(6)計(jì)算得到上述不同影響因素下，圍巖穩(wěn)定性及涌水量對(duì)其綜合敏感程度，并對(duì)其進(jìn)行排序見(jiàn)圖10。

由表5和圖10可見(jiàn)：富水?dāng)鄬訔l件下隧道開(kāi)挖施工期間，圍巖級(jí)別S對(duì)隧道變形、塑性區(qū)、涌水量影響最大，其次為側(cè)壓力系數(shù)K0，再次為斷層與隧道相對(duì)間距d/D和斷層寬度W；不敏感的影響因素為：隧道埋深H、地下水位高度h及斷層與水平面夾角θ。由此可見(jiàn)：對(duì)于受近距離、大傾角斷層和受高地應(yīng)力影響的圍巖條件較差的隧道，其整體穩(wěn)定性與涌水災(zāi)害較為明顯，應(yīng)采取合適的排水和圍巖加固措施，適當(dāng)降低水頭壓力的同時(shí)，改善圍巖條件，提高圍巖的自穩(wěn)能力，才能降低涌水災(zāi)害和圍巖大變形效應(yīng)。

表5 敏感度系數(shù)

圖10 綜合性敏感性指標(biāo)排序

3 結(jié) 論

(1) 隧道相對(duì)收斂位移隨著隧道的埋深H、地下水位高度h、圍巖級(jí)別S、斷層破碎帶寬度W、側(cè)壓力系數(shù)K0的增大而增大，隨斷層相對(duì)間距d/D的增大而減小，隨斷層傾角θ的增大拱頂位移Uy逐漸減小，邊墻處水平位移Ux逐漸增大。隧道整體穩(wěn)定性及涌水等級(jí)受?chē)鷰r級(jí)別影響最大，其次為側(cè)壓力系數(shù)，再次為斷層相對(duì)間距和寬度，而隧道埋深、地下水位高度和斷層夾角對(duì)隧道整體穩(wěn)定性及涌水量等級(jí)敏感程度相對(duì)較低。

(2) 對(duì)于受近距離、大傾角斷層和高地應(yīng)力影響的圍巖條件較差的隧道，其整體穩(wěn)定性與涌水災(zāi)害較為明顯，應(yīng)采取相應(yīng)的排水和注漿措施，適當(dāng)降低水頭壓力的同時(shí)，改善圍巖條件，提高圍巖的自穩(wěn)能力，才能降低涌水災(zāi)害和圍巖大變形效應(yīng)。