中外高地应力软岩隧道大变形工程技术措施对比分析——以兰渝铁路木寨岭隧道与瑞士圣哥达基线隧道为例

，

(西安科技大学建筑与土木工程学院， 陕西 西安 710054)

0 引言

随着我国铁路建设实力的不断增强，铁路修建标准也不断提高，出现了越来越多施工风险大、成本高、建设周期长的长大深埋隧道，如何贯通高地应力复杂地质条件下的软岩隧道已经成为特长隧道建设中的一个不可回避的难题[1-3]。针对高地应力软岩隧道大变形问题，国内外研究者已进行了深入的理论研究。陈宗基[4]认为，围岩收敛机制应包括塑性楔体、流动变形、围岩膨胀、扩容、挠曲5个方面。王成虎等[5]将隧道围岩大变形重新定义为发生在地下空间开挖面周边的一种与时间相关的变形行为，并将隧道围岩大变形产生的原因分为3类: 1)高地应力作用下的岩体剪切破坏； 2)开挖引起的岩体结构面失稳； 3)特殊围岩开挖后发生的水化学反应造成的体积膨胀，这种变形可能会在开挖期间停止，也可能持续很长时间，按成因不同可分为应力型、材料型和结构型3种类型如表1所示。赵勇[6]提出了软弱围岩隧道变形控制的方法和支护结构设计原则。关岩鹏等[7]基于新意法对大断面软岩隧道加固参数进行了研究。Barla Giovanni[8]应用新意法理论研究了在困难条件下大断面隧道的全断面开挖。

表1隧道围岩大变形类型及成因[5]

Table 1 Types and causes for large deformation of tunnel surrounding rock[5]

变形类型成因变形特征应力型 岩体强度过低,在高应力作用下发生剪切破裂,进而失稳,发生整体大变形 具有明显的优势部位和方向材料型 黏土矿物(如高岭石、蒙脱石、云母等)遇水发生化学反应,产生体积膨胀引起大变形 无明显的优势部位和方向结构型 由于岩体结构面强度较弱,在地下空间开挖后,岩体沿结构面(如层理、节理等)发生滑移、松动产生的大变形 大变形沿岩体结构面发生,一般具有突发性

目前，对于埋深大、高地应力软岩隧道的开挖与变形控制来说，国内多以台阶法为主，国外则广泛采用新意法。国内兰渝铁路木寨岭特长隧道与瑞士圣哥达基线特长隧道正是这2种施工工法的典型代表，2个隧道具有典型的共同特征: 1)属于软弱地层中的深埋长大隧道； 2)地质情况极为复杂； 3)施工风险高，其采取的针对软岩大变形隧道的控制变形措施均代表了目前隧道建设的先进水平。本文对2个隧道从大变形影响因素、围岩分级、变形控制技术3个方面进行综合对比，以期研究结果为类似工程提供借鉴。

1 工程概况

1.1 兰渝铁路木寨岭隧道

兰渝铁路木寨岭隧道是兰渝线中仅次于西秦岭隧道的第2长隧道，位于甘肃省定西市漳县与岷县交界处、青藏高原隆升区边缘。受多期构造影响，区域断裂、褶皱发育，海拔高，地势起伏大，初始地应力复杂，实测水平地应力最大为27.16 MPa，岩石强度应力比为0.49，处于极高地应力状态。主隧道为双洞单线分离式特长隧道，全长19.020 km，线间距为22.5～50.0 m，纵向地质剖面如图1所示。隧道洞身最大埋深约715 m，最小埋深约30 m，共发育11个断裂带，最大带宽约1 km，总长4.5 km。受祁连褶皱带和昆仑—秦岭褶皱带的影响，施工区域大部分地区地质条件十分复杂，多为压碎岩，又以软质板岩为主，夹及软岩、炭质板岩，占全隧道长度的46.53%。其中，炭质板岩属于典型层理化软岩，岩体层理裂隙发育，浸水后强度降低一半，是导致木寨岭隧道围岩稳定性差、极易产生大变形和局部垮塌的重要因素之一。

兰渝铁路木寨岭隧道岭脊段与一般段相比埋深大，地质条件复杂，尤其是岭脊核心段F14断层带。F14断层带北起DK179+900，南至DK182+500，上、下盘岩性均为板岩夹砂岩夹炭质板岩，破碎带由压碎岩组成，宽度约170 m，断层带影响左右线长度合计1 876 m。2014年，隧道穿越岭脊核心段F14断层带后，拱架扭曲，底部隆起，初期支护结构向洞身方向径向变形开裂，施工进展极为艰难。

1.2 圣哥达基线隧道

圣哥达基线隧道位于欧洲中南部，全线贯穿阿尔卑斯山脉，主隧道为2条平行的单线隧道，长度超过57 km，净空直径为7.9 m，隧道系统总长度达到151.8 km，是世界上最长的隧道(包含铁路隧道与公路隧道)。圣哥达基线隧道纵向地质剖面如图2所示。隧道主构造单元垂直穿过阿尔卑斯山核部，从北向南依次通过3个地块，即北部的Aar地块、中部的Gotthard地块和南部的Penninic Gneiss Zone，其中，90%以上的隧道所处地质构造主要由高强度的火成岩和变质岩组成，在施工期间不太可能造成任何重大技术困难。但在25—65百万年前的阿尔卑斯山地质运动中，受长期挤压、构造应力增大和温度升高作用，致使3个地块连接部的岩石力学特性恶化。

圣哥达基线隧道Sedrun车站所处的TZM地块正是地块连接部的典型代表。Sedrun车站地质详图如图3所示。覆土厚度约1 600 m，根据三维初始应力场反演回归分析[9]可知，垂直地应力为27 MPa。从结构的角度来看，TZM地块可分为2个部分: 北部是由云母片麻岩和片岩在延性与脆性条件下经过极其强烈的阿尔卑斯山构造运动叠加所形成；南部由只有局部脆性剪切变形的岩石组成，主要部分为华力西早期片麻岩，包含伟晶岩脉、滑石片岩、蛇纹岩、角闪岩等，在邻近Urseren-Gavera地块部分岩石极其糜棱岩化。

图2 圣哥达基线隧道纵向地质剖面图

图3 圣哥达基线隧道Sedrun车站地质详图

Fig. 3 Geological detail of Sedrun Station of Saint Gotthard Base Tunnel

2 大变形影响因素对比分析

2.1 岩性条件

兰渝铁路木寨岭隧道岭脊段主要以二叠系板岩及炭质板岩为主，是典型的软岩地层，受断层带影响，岩体层理裂缝发育，部分地段泥化严重。隧道开挖后引起围岩应力重分布，在大埋深及高地应力条件下，软岩和破碎岩体强度不足以承受重分布后的围岩应力，岩体将发生塑性变形和剪切滑移破坏。

圣哥达基线隧道受阿尔卑斯山构造运动的影响，变形量大，TZM地块北部地层由厚度不等的片麻岩、千枚岩和片岩组成的倾斜岩层交替生成，其中，具有延性破坏的角砾破碎岩(kakiritic rocks，kakiritic rocks为已经失去很大一部分初始能量的破碎岩石或被密集剪切的岩石)占70%，其余30%为脆性断裂性质的硬岩。TZM地块的隧道初期变形量大、变形速度快，若不加以控制或控制不及时，会造成严重的后果。

按工程软岩分类，兰渝铁路木寨岭隧道岭脊段属于高应力挤压性软岩，圣哥达基线隧道TZM段属于高应力-节理化复合型软岩，两者均属于挤压性变形类型。围岩变形虽有一定韧性，但大变形侵限会导致初期支护破坏，对工程安全影响极大，因此有必要对挤压变形的预留量和变形控制技术进行研究。

2.2 地应力条件

兰渝铁路木寨岭隧道处于两大山系交汇处，隧道埋深大，地应力高，区域内应力场以水平构造应力为主。现场地应力测试表明，地应力方向为N34°，最大水平主应力为27.16 MPa，炭质板岩地段经开挖爆破后应力重新分布，径向围岩压力小于起始膨胀压力，而切向围岩压力大于膨胀压力，极易造成隧道围岩大变形和局部坍塌破坏。

圣哥达基线隧道具有覆土厚度大的特征: 覆土厚度超过1 000 m的有30 km，超过1 500 m的有20 km，超过2 000 m的约有5 km，最大覆土厚度约为 2 400 m。虽然隧道开挖后的监测结果表明边墙水平位移大于拱顶沉降，但发生挤压变形的围岩岩性软弱，地应力主要取决于岩体自重应力，大主应力在垂直方向。

综上所述，兰渝铁路木寨岭隧道与圣哥达基线隧道均属于高地应力隧道，但兰渝铁路木寨岭隧道以水平构造应力为主，圣哥达基线隧道以自重应力为主。

2.3 地下水条件

兰渝铁路木寨岭隧道地下水位相对较低，围岩地下水丰富。在构造作用下，隧道内的断层破碎带、褶皱带、节理密集带、岩性接触带为地下水的贮存运移创造了良好的内部条件。由于炭质板岩含有较多的黏土矿物，岩石遇水后易膨胀，水在岩石裂隙中流动，增大了岩石的裂隙，部分矿物质被溶解，因此，岩石强度降低是必然的结果。另外，部分岩样发生软化现象。

通过过去130年间在Aar和Gotthard地块上建造的隧道和水电站的地质信息可知，圣哥达基线隧道穿过的陡峭倾斜断层具有非常高的渗透性，隧道初始涌水量高达100～1 000 L/s。大多数渗流都发生在靠近剪切面的密集节理区和断层碎裂带，碎裂带总厚度从几dm到几m不等，迹长可达几km。而通过超前钻孔探测出贯穿隧道面的所有破碎带的方法既不可行也不够高效，同样仅仅通过地表观测很难对破碎区的渗透性进行可靠的评估，这就使隧道在开挖的过程中必须有能抵抗高水压的支护结构。

综上所述，能否解决地下水问题是隧道成功开挖与否的关键性因素之一。另外，在含水岩层中开挖时，围岩会受到地下水泄出的影响，涌出的地下水作为一种动水压力使支护难度增大；且地下水的泄出还增加了周围泥质软岩与水接触的机会，会使泥质软岩中有膨胀潜能的矿物急剧膨胀。

3 隧道围岩分级对比

隧道工程中的软岩通常是指软弱、破碎、富水等不良地质条件下的围岩，通常具有岩石强度低、岩体破碎、围岩赋存环境差的特点。隧道软弱围岩就是用通常的初期支护及简易小导管支护不能控制开挖后的围岩变形，而需要采用有针对性控制变形措施的围岩。

3.1 兰渝铁路木寨岭隧道围岩分级

根据TB 10003—2016《铁路隧道设计规范》，按强度应力比、围岩基本分级、初始地应力影响对兰渝铁路高地应力软弱围岩进行分级，将Ⅳ级围岩划分成Ⅳa、Ⅳb、Ⅳc级围岩，Ⅴ级围岩划分为Ⅴa、Ⅴb级围岩，并制定了相应的支护参数。但实际应用效果不佳，究其原因主要是隧道大变形是多种因素共同作用的结果，不仅仅是围岩级别的影响，在现有围岩分级的基础上进行设计，往往造成下一级支护参数要比上一级强，因此采用合理的高地应力软岩隧道围岩分级方法十分必要。张梅等[10]根据岩石类别、岩层厚度、地质构造、岩层走向与隧道洞轴线的夹角等，按钢架为I20、初期支护为C25喷射混凝土预测变形量，将高地应力软岩隧道围岩分为4级(见表2)，并验证了该分级方法能满足现场要求。

表2 兰渝铁路木寨岭隧道高地应力围岩分级[10]

3.2 圣哥达基线隧道围岩分级

圣哥达基线隧道主要从岩石的岩性和构造特征(剪切程度、片理)方面对软弱围岩进行分级。根据围岩破坏试验得到的岩粉形态，可将围岩的剪切程度分为6级(见表3)；根据围岩的完整性可将围岩分为9级(见表4)，围岩的完整性从种类1(以闪长岩、石英岩为标准)到种类9(完全破碎的角砾岩、细粒物料)递减，种类8、9不代表狭义范围内的围岩完整性，因为在强烈剪切作用下岩石所表现出来的力学性质，可以在某种程度上被视作另一种岩性。同时，在开挖的过程中也发现，围岩的剪切程度与完整性之间有明显的关系，样本完整性越好，剪切程度越小。大部分软岩可以通过剪切程度与岩性这2个因素进行定性描述，但在Sedrun车站北部破碎区存在强烈剪切变形的软岩，而剪切变形并没有使破碎区岩体均质化，旧的岩石结构依然存在于这些剪切区域之间，因此，在密集剪切区段片理影响也是决定围岩分级的重要因素之一。

表3基于剪切程度的TZM段围岩分级[11]

Table 3 Classification of surrounding rock based on shearing degree in section TZM[11]

围岩等级描述1无2零星剪切破坏、滑擦面3片状、薄板状岩石、糜棱岩、千枚岩4 剪切、破裂的岩石(岩粉比例<10%,对隧道开挖面的扰动<25%)5 剪切、脆性的岩石(岩粉比例10%～30%,对隧道开挖面的扰动>25%)6 岩石岩粉比例>30%,具有可塑稠度,对隧道开挖面绝大部分都有扰动

表4基于完整性的TZM段围岩性分级[11]

Table 4 Surrounding rock classification based on integrity in section TZM[11]

围岩等级描述1结晶花岗岩、闪岩、石英岩2富含长石和部分石英的片麻岩、混合岩3条纹片麻岩4富含云母和白云石的片麻岩5富含片岩的片麻岩6片岩7千枚岩8角砾破碎岩(断层泥)9塑性程度高、细粒比例大的角砾破碎岩

综合对比兰渝铁路木寨岭隧道和圣哥达基线隧道的围岩分级，发现二者虽然分级标准不一样，但本质有较好的对应关系。兰渝铁路木寨岭隧道根据TB 10003—2016《铁路隧道设计规范》按岩石类别、地质构造、节理面倾角等因素进行围岩分级，实则是以《工程岩体分级标准》中的BQ法为基础蓝本，如式(1)所示，并依据岩石单轴饱和抗压强度及完整性程度指标进行分级； 而圣哥达基线隧道依据围岩的剪切程度与围岩完整性程度进行分级，其分级方法与BQ法相比大同小异。此外，国内BQ分级方法还考虑了地下水、主要软弱结构面、初始地应力等影响。将圣哥达基线隧道围岩分级方法、兰渝铁路木寨岭隧道围岩分级方法与国内BQ法比较，从式(2)中可知，两者均未考虑地下水的影响。兰渝铁路木寨岭隧道围岩分级影响因素更多，适用性更强； 圣哥达基线隧道分级缺少对主要软弱结构面与初始地应力影响的研究，但分级标准更加细化，且对特殊地段围岩进行了考虑，针对性更强。

BQ=90+3Rc+250Kv

。

(1)

[BQ]=BQ-100(K1+K2+K3)

。

(2)

式(1)—(2)中: BQ为岩体基本质量指标； [BQ]为岩体基本质量指标修正值；Rc为岩石单轴饱和抗压强度，MPa；Kv为完整性程度指标；K1为地下水影响修正系数；K2为软弱结构面产状影响修正系数；K3为初始地应力状态影响修正系数。

4 变形控制技术对比

在目前的软岩大变形隧道施工中，“先柔后刚、先放后抗”的支护方式优于“强支硬顶”已经成为了一种共识。但在当前的工程实践中，按“强支硬顶”理念施工的工程仍有不少，其中，最常见的病害为设计较厚钢筋衬砌的隧道发生了开裂，严重影响了运营安全。而“先柔后刚、先放后抗”是否可以有效控制变形则取决于预留变形量设置是否合理，若预留变形量过大，则易造成地层过度松散，产生更大的松散围岩围压，软弱围岩变形就更加难以控制；若预留变形量过小，则会造成隧道初期支护侵限，被迫更换。所以预留变形量的大小、初期支护程度和开挖工法成为变形控制的关键。

4.1 预留变形量

张梅等[10]推荐预留变形量按式(3)计算，并根据兰渝铁路高地应力软岩隧道现场试验设计预留变形量，如表5所示。

U预留=U初期支护+U补偿。

(3)

式中:U预留为预留变形量，cm；U初期支护为初期支护变形量，cm；U补偿为初期支护补强空间，cm。

表5兰渝铁路木寨岭高地应力软岩隧道设计预留变形量

Table 5 Design reserved deformation of Muzhailing Tunnel on Lanzhou-Chongqing Railway with soft rock under high ground stress cm

国外Mezger等[11]首先基于节理面倾角和节理面与洞轴线之间的夹角研究得到片理影响因子，如式(4)所示； 然后，结合表3确定围岩所处剪切程度的级别，得到岩体影响因子，如式(5)所示； 再引入比例常数β得到高地应力软岩大变形隧道收敛经验公式，见式(6)； 最后在Sedrun车站北部覆土厚度达到1 600 m 的情况下进行试验，将实测收敛结果与经验公式预测的收敛值进行对比(如图4所示)，对比结果表明，两者具有较好的一致性，其中，平均位移差为 2.0 cm，最大位移差为2.4 cm。在超前钻探时，可以钻探得到岩体剪切程度和节理面倾角这2个重要参数。

图4 Sedrun车站北部收敛监测值与计算值对比

Fig. 4 Comparison between calculated values and monitoring values of convergence deformation in north of Sedrun Station

隧道开挖方法也是影响预留变形量的因素之一，例如: 采用三台阶开挖法施工必然会造成台阶拱脚变形内移，特别是在高地应力条件下，每开挖一个台阶就会向内移动一定距离，最终造成下台阶施工后变形侵限。因此，应采取不均匀预留变形量，在拱脚处适当加大预留变形量。针对高地应力软岩隧道，可以在勘察设计阶段根据超前地探得到的数据，采用式(6)对隧道收敛量进行预估，确定隧道开挖半径与临时支护，在实际施工时，再根据开挖方法的特点，采取不均匀预留变形量。

4.2 支护方法与参数

以往对高地应力软岩隧道大变形的控制通常不考虑高地应力释放与支护之间的平衡，这就使得当加大预留变形量强调应力释放时，往往由于应力释放过度导致隧道净空侵限；而通过增大初期支护刚度来抑制大变形时，效果也不好，因为软岩自稳时间短，不仅要求支护及时，还需要较大的支护阻力，所以对于高地应力软岩隧道应采用既有足够支护阻力又有一定可让性的支护方式，使支护不仅能限制围岩塑性区的发展，还能适应围岩变形。

兰渝铁路木寨岭隧道遵循“边放边抗”的支护原则，提出了圆形断面导洞扩挖与多重支护相结合的方案。采用先开挖超前导洞，再在开挖正洞时将小导洞回填，然后采用台阶法分上、中、下三部分开挖的方法，如图5所示。与直接使用三台阶法开挖相比，采用导洞扩挖法能将总变形潜能分2次释放(导坑承担一部分，隧道初期支护承担一部分)，可减小初期支护开裂破坏发生的可能性，且由文献[12]可知，导洞扩挖法可显著降低正洞扩挖时的变形速率，加快围岩施工应力场的平衡趋势。兰渝铁路木寨岭隧道采用“超前小导管注浆+3层初期支护+锚注支护+ 二次衬砌”的支护方式(如图6所示)，首先，通过超前小导管注浆对前方掌子面进行超前预支护和超前预加固； 然后，开挖上台阶，施作第1次支护时，容许围岩有一定量的变形，释放部分地应力；开挖中台阶时，施作第2次支护，平衡围岩压力与支护抗力，进而控制隧道大变形；开挖下台阶时，进行第3次支护与注浆加固，提高围岩整体性，减少地下水渗流隐患； 最后，再施作二次衬砌。对于部分变形严重的洞段，锚注后可采用自进式锚杆进一步加固，提高围岩的整体力学性能，控制塑性变形。由现场实测表明[12]，第1层初期支护拱顶沉降量为308.33 mm，第2层初期支护拱顶沉降量为104.2 mm，第3层初期支护拱顶沉降量为76 mm，拱顶总沉降量为488.53 mm，3层支护对变形的控制效果明显，支护参数见表6。

图5 兰渝铁路木寨岭隧道开挖示意图

Fig. 5 Sketch of excavation of Muzhailing Tunnel on Lanzhou-Chongqing Railway

图6 兰渝铁路木寨岭隧道导洞扩挖支护结构断面示意图

Fig. 6 Cross-section of supporting structure of pilot tunnel enlarging of Muzhailing Tunnel on Lanzhou-Chongqing Railway

表6 兰渝铁路木寨岭隧道与圣哥达基线隧道支护参数

在极为困难的应力-应变条件下，圣哥达基线隧道采用超前加固掌子面的全断面开挖的“新意法”，通过可缩式支护系统(如图7所示)加固掌子面超前核心围岩，控制掌子面超前核心土变形，从而控制隧道围岩的收敛变形。通过监测得到径向位移平均值为 20～30 cm，最大值为75 cm，说明挤压性变形控制方法很成功，日进度为1.3 m，造价低于预期造价。基于新意法的全断面开挖技术不仅能缩短隧道掌子面封闭时间，还能有效减少隧道开挖对围岩的扰动。可缩式支护系统采用摩擦型可缩性U型钢支架，其具有塑性破坏特征，能抵抗初始大变形，对可能产生的松散压力荷载有一定的承载能力，同时也让围岩变形得到一定程度的释放。与兰渝铁路木寨岭隧道采用的H型钢和工字钢不同，U型钢钢架可以通过接头的滑移缩短钢架的周长，避免或减少因扭转和翘曲破坏引起的钢架失效。除了可缩性钢架外，配合使用喷射混凝土与掌子面锚杆对限制变形也有较好的效果，掌子面锚杆可以和核心土形成加固复合体，提高承载能力，但在施工中需要注意，在实际变形结束后才能施加喷射混凝土等适用于破坏准则的支护材料，否则支护抗力将提升不到稳定平衡的必要水平。采取的主要措施如下: 1)隧道全断面开挖，一次开挖80～135 m2； 2)为了适应收敛而不侵限隧道净空，需预先超挖0.1～0.7 m； 3)使用TH44/70 U型钢可缩性钢架，在严重挤压的岩石中，型钢间距为0.33～0.67 m，钢铁量为9.4 t/m； 4)采用长度为12 m的径向锚杆，使用钢纤维增强喷浆混凝土，每次开挖后立即施作； 5)掌子面采用自进式锚杆，长18 m，每开挖6 m打设一次，加固后全断面开挖； 6)收敛速度减慢后，即钢架接头滑移到位时，立即喷射混凝土覆盖，防止钢架在轴向压力下发生翘曲，保证钢架承载能力的完全发挥。

(a) 纵断面 (b)A-A剖面

支护安装顺序: ①掘进； ②封闭作业区； ③安装钢拱架； ④安装径向锚杆； ⑤喷射混凝土。

图7可缩式支护系统的纵断面和剖面图

Fig. 7 Longitudinal profile and cross-section of yielding support system

4.3 支护机械化施工及经济性对比

从施工方面来看，兰渝铁路木寨岭隧道施工工序较多，组织难度大，虽然在第3层支护施作后，基本将平均变形速率控制在1 mm/d以下[13]，但在二次衬砌施作前围岩变形并未完全收敛稳定。在高地应力软岩环境下，二次衬砌还要承受岩石流变引发的荷载，使支护系统的刚度加大，支护系统的受力条件恶化，二次衬砌结构的长期安全性受到威胁。圣哥达基线隧道在距掌子面70 m处进行二次衬砌支护，虽然时间间隔较长，但围岩的自承能力和支架承载能力已经达到了一个最佳平衡点，能保证隧道的长期稳定性。

从费用控制及经济性方面来看，兰渝铁路木寨岭隧道采用的相对保守和繁琐的施工方法与工期和费用控制相矛盾，其在工期与费用控制上都有一定的不可预见性。圣哥达基线隧道采用的全断面开挖的新意法在软岩大断面施工中有利于施工管理，同时也为机械化施工开挖提供了更好的施工环境，减小了原岩应力重分布的波及范围及塑性区范围，更好地保持了原岩状态，降低了运营期隧道病害发生的可能性。由文献[14]可知: 在软岩大断面隧道中，采用新意法施工每延米成洞成本约为29万元，而传统分部开挖法每延米成洞成本约为42万元，成本对比如表7所示。新意法虽然在超前支护阶段成本较高，但与分部开挖法相比，开挖和初期支护成本较低。

表7新意法和分部开挖法施工成本对比

Table 7 Comparison of construction cost of Pietro Lunardi method and bench excavation method 万元

5 结论与讨论

兰渝铁路木寨岭隧道与圣哥达基线隧道工程建设难度相当，在地下工程领域内均为世界级难度，且均处于高地应力、埋深大、地质复杂的环境中。本文针对中外2个典型的高地应力、深埋大、地质复杂的特长隧道工程进行了分析和总结。

1)高地应力软岩隧道围岩大变形是在岩性、地下水、地应力场、围岩地质构造等多种因素共同作用下，因开挖卸荷、应力重分布、围岩发生塑性剪切滑移所致。兰渝铁路木寨岭隧道岭脊段属于H型软岩，圣哥达基线隧道TZM段属于HJ型软岩。

2)在高地应力软弱围岩分级上，圣哥达基线隧道与兰渝铁路木寨岭隧道均以BQ法为基础蓝本，但兰渝铁路木寨岭隧道围岩分级更全面，圣哥达基线隧道围岩分级针对性更强。

3) 针对高地应力软岩区开挖后易发生强烈变形和坍塌的问题，兰渝铁路木寨岭隧道采用台阶法兼超前管棚、小导管注浆等施工控制措施；圣哥达基线隧道采用新意法约束超前核心土的方法以及预加固措施来予以控制。

4)从机械化施工的角度来看，目前我国仍以中小型机械的半机械化施工为主，但随着我国经济增长及施工水平的提高，隧道施工机械化程度将逐渐提高，未来如何将新意法“中国化”是今后重要的研究方向。