基于围岩稳定性的大断面隧道初期支护优化

文中依托郑州—万州(郑万)铁路客运专线的新庄岭隧道工程,采用现场实测、数值计算、理论分析等手段对隧道稳定性和初期支护各组成部分的支护效能进行了研究。首先,通过对初期支护中喷射混凝土、型钢钢架、锚杆三个组成部分的应力进行监测,分析测试数据发现各组成部分的强度未得到充分发挥,在此基础上基于经济性提出相应的初期支护优化对策。然后,采用有限元极限状态法对优化后初期支护的隧道稳定性进行了分析,借助位移、应力和塑性区等指标证明初期支护优化对策的可靠性。最后,基于隧道三度空间分布特征,确定了该隧道的D_Ⅰ-E-D_Ⅱ空间,发现本段新庄岭隧道的实际埋深处于E空间范围,从理论角度证明了现场测试和数值计算结果的合理性。初期支护的优化工作和方法可以在保证工程安全的基础上,提升其经济效益,以资类似工程提供借鉴。