公路隧道初期支护参数优化下安全储备分析

初期支护参数的可靠性是确保隧道工程施工安全的关键因素之一,在解决工程类比法存在的结构受荷特征与现场实效匹配不足的问题上,初期支护参数优化理论研究中存在多对象的单一简单等效与安全储备量化不明晰的局限性。为提高优化的精准性,文中依托江玉(江口—玉屏)高速公路香树坳隧道,基于初期支护材料的极限状态指标和初期支护预留变形量,明晰系统锚杆、拱架设计参数优化下的安全储备特征。现场测试和数值计算分析结果表明,依据工程类比法设计,隧道初期支护构件安全储备最低为63.5%;对于弱风化钙质页岩隧道,单独取消系统锚杆、拱架间距增加87.5%和单独将钢架尺寸减小17.7%,对隧道初期支护安全储备的影响均不足3%,而减少初期支护预留变形量对初期支护安全储备的影响大;隧道初期支护系统锚杆横向间距增加25%,隧道实际受荷特征变化小于9%,验证了数值计算的可靠性。