随着我国西南地区交通基础设施的大力开发,越来越多的“长、大、深”的山岭隧道不断涌现,隧址区域复杂的地质环境条件经常诱发各类地质灾害问题。本文以滇西在建大-临铁路绢云母片岩白石头隧道为工程背景,对该隧道大变形预测理论及施工控制技术进行研究。根据大变形预测结果提出控制技术措施,对类似隧道工程施工具有重要意义。本文的研究工作和成果主要分为以下几个方面:(1)调查了隧址区域内的地质、水文条件,通过现场掌子面揭示该隧道围岩为绢云母片岩,由X射线及电镜描发现,岩石呈片状粒状变晶结构,片状构造,其矿物主要有粒状变晶石英、绢云母组成含;采用水压致裂法进行地应力测试,得出其最大水平主应力为8.07～8.77MPa,最小水平主应力为5.72～6.36MPa,垂直主应力为7.98～8.34MPa,隧道轴线方向与最大水平主应力呈大角度相交,对隧道开挖后的稳定不利;由现场针贯入试验测定,岩石强度在2MPa左右,属于极软岩。根据以上检测结果认为BQ法围岩分级对白石头隧道具有较强的适用性,白石头隧道围岩分级整体划分为Ⅴ级。(2)根据对现场的跟踪调查,得出了白石头隧道的主要地质灾害类型为:边墙内鼓、突泥涌水全断面挤出变形、拱顶沉降、拱脚收敛;从DK163+700、DK163+800、DK163+940三个断面的洞周位移监测上,揭示了白石头隧道变形规律,其具有变形速率大、变形持续时间长、累计位移量大、拱顶沉降显著及隧道左右变形不对称的特点。(3)结合对该隧道的地质调查、矿物成分及含量分析、地应力测试、岩石针贯入检测、围岩分级、围岩大变形破坏特征等,把白石头软岩隧道大变形机制归结为是在相对高地应力条件下多种机制共同作用下的大变形。其主要表现为:软岩塑性流动机制、结构偏压机制、人工扰动机制。(4)在分析该隧道地质灾害特征、洞周位移变化规律及大变形机制之上,提出基于粘弹性力学提出7种蠕变模型,通过算例得出H-K-N模型作为大变形预测模型精确较高,再通过白石头隧道的相关参数代入,得到了白石头隧道DK163+700、DK163+940两断面拱顶位移与拱顶监测位移较为接近。(5)根据对白石头隧道各洞段的大变形预测结果,在将要发生大变形洞段采取的处置措施,包括:(1)加强地质超前预报,实施掌握围岩地质情况。(2)加强监测数据管理,严格执行监测预警制度;(3)微台阶法预留核心土开挖、超前支护、及时衬砌。(4)加强围岩变形侵限处置。(5)加强锁脚锚杆连接;(6)优化支护锚杆的类型。(6)为进一步分析树脂锚杆对控制大变形的效果,将传统的砂浆锚杆替换为树脂锚杆,并对砂浆锚杆与树脂锚杆在原设计工况下、锚杆加密到0.7m、0.4m工况下及锚杆加长到6.0m、7.5m工况下,进行围岩位移与锚杆应力分析,认为树脂锚杆较传统的砂浆锚杆对大变形的控制效果较好,当树脂锚杆间距加密到0.4m、加长到7.5m时,其加固效果可达到施工要求。