华坪隧道是丽攀高速公路仅有的穿越于攀西地区昔格达地层的隧道,也是所有昔格达地层中仅有的高速公路隧道。华坪隧道围岩稳定性研究不仅可以对隧道施工设计提供参考,同时其研究成果也可应用到其他昔格达地层中的公路隧道。因此,课题组有必要对华坪隧道的围岩稳定性进行深入的分析和研究。本文以丽攀高速公路华坪隧道为研究对象,首先通过收集资料、野外勘查及室内土工试验,掌握了隧道的工程地质背景,进而开展了对昔格达地层隧道围岩稳定性的离心模型试验研究。课题采用模型试验方法,用离心力代替山体应力,模拟隧道开挖后可能出现的围岩变形破坏及地质病害。本课题共进行了三组对比试验,通过布设观测点、应变数据曲线分析、数据插值分析,研究不同岩性、岩层结构、节理发育情况及支护措施对围岩稳定性的影响,进而探索围岩变形破坏规律,预测隧道变形情况和可能产生的地质病害,为在施工过程中及时采取措施应对地质病害提供了理论支持。主要研究内容及成果如下：(1)离心力模拟山体自重应力作用于模型洞室围岩,当洞室开挖后,围岩原有应力平衡状态被打破,形成围岩应力重分布,在新的围岩应力状态下,围岩产生松胀变形。(2)隧道模型围岩聚集大量能量,呈向内挤压趋势；且愈向自由表面(洞室周边)接近,能量愈集中,至洞室周边处达到最大值；其中洞壁拱顶位置能量最为集中,应变最大。(3)主应力分异效应使得拱顶表现为拉应力集中,边墙表现为切向压应力集中围岩应力释放,使围岩各质点向洞室内部回弹变形。当拱顶围岩应力大于抗拉强度时,产生张裂塌落现象。(4)由于洞壁围岩应力集中,当隧道围岩发育软弱结构面时,不利于围岩的稳定性,易发生坍塌。特别在断层影响带,岩体发育有倾向于掌子面外的结构面时,易沿结构面产生掌子面滑塌,发育为结构面控制型的围岩变形破坏。(5)锚杆加固围岩使其整体性增强,层间摩阻力增大,抗拉强度增大,从而增加围岩稳定性,缩小围岩塑性区范围,减小围岩应变。实验结果表明现场锚杆参数以取长度4.5m,间距0.75cm为宜。(6)昔格达地层华坪隧道围岩范围为2倍洞径,超过2倍洞径应变很小。洞室间距为2倍洞径时,围岩之间无明显的相互影响。(7)由于采用钢拱架支护可以起到环形封闭的作用,避免出现掉拱等拱架失稳现象的发生。因此,在施工工程中,建议采用钢拱架支护围岩,根据实验中围岩掉块的结果,说明钢拱架间距设置应取0.5米为宜。