围岩稳定性是隧道工程建设中的重要研究内容。对围岩稳定性的准确认识,是岩体工程设计和制定施工方案、采取合理的工程处理措施以及保障施工安全的基础。国内外学者已建立一套关于围岩稳定性评价较为成熟的理论体系,但对于具体工程,特别是在地质条件复杂的西部山区,由于稳定性影响因素及其权重的差异,评价方法体系的建立以及评价结果的筛选、分析等需要视具体情况做有针对性的研究。本文以在建的西攀、攀田高速公路隧道群为研究对象,结合前人的研究成果,采用定性分析与定量评价相结合的方法,对隧道围岩的整体变形稳定性及断层、水平层状岩体结构与结构面组合等对围岩稳定性的影响进行了分析与评价,取得了如下成果。(1)查清了隧址区工程地质条件,通过大量现场地质跟踪调研,系统研究了西攀、攀田高速公路隧道围岩变形及破裂特征,概括出工程区围岩主要有塑性变形、坍塌、剥落、掉块四种变形破坏模式。(2)对西攀、攀田高速公路典型隧道洞段围岩的岩体质量进行了分级,在此基础上对各级围岩的稳定性进行了定性评价。并根据监测资料,反演分析了岩体的力学参数。(3)在对工程区岩体结构模型进行概化的基础上,利用岩体建模的基本理论和方法,采用FLAC3D模拟了隧道开挖后不同等级围岩的应力、变形、塑性区的分布和动态变化特征,并对开挖顺序以及衬砌结构的支护效用进行了模拟分析,为围岩稳定性评价和施工方案设计提供了基础资料和理论依据。分析结果表明:①Ⅲ级围岩开挖之后自稳能力强,围岩以弹性变形为主。施工方式宜采用全段面开挖,喷射混凝土+锚杆做初期支护。②Ⅳ级围岩开挖之后具有一定的自稳能力,围岩以弹塑性变形为主。施工方式宜采用全断面或者台阶式开挖,喷射混凝土+锚杆+钢筋网+格栅钢架(选用)做初期支护。③Ⅴ级围岩开挖之后自稳能力差,围岩变形包括弹塑性变形、松弛变形甚至会产生一定程度的流变。开挖前宜对围岩进行超前预支护或预加固,施工方式宜采用台阶式或台阶分步开挖,喷射混凝土+锚杆+钢筋网+格栅钢架或型钢拱架做初期支护。(4)运用快速拉格郎日差分分析法(FLAC3D)、离散元(3DEC)及关键块体理论(Unwedge)等方法(软件),对围岩稳定性的结构效应进行了探讨。重点讨论了断层对围岩稳定性的影响、隧道开挖过程中水平层状结构围岩的稳定性以及围岩的块体稳定性等工程区较为突出的隧道围岩稳定性问题。分析结果表明:①断层对隧道围岩的稳定性有明显的影响,断层产状、产出部位等的不同对围岩稳定性的影响程度也具有一定的差异。施工中应重点对断层带进行加固。②水平层状结构围岩的稳定性主要受其层状结构控制。岩层面的剪切、滑移、拉张变形是该类围岩变形的主导因素。因此,施工中宜从改善岩体结构的角度对围岩进行支护与加固。③Ⅲ级及以上等级围岩,以及部分完整性较好的Ⅳ级围岩易在2～4组结构面与开挖临空面组合作用下,在拱顶等部位产生不利于围岩稳定的关键块体。施工中应根据结构面产出特征对关键块体进行预测,并在支护设计上予以重视。