硅藻土地层隧道初期支护力学行为现场试验研究

以杭州经绍兴至台州高铁飞凤山隧道工程为依托,对隧道穿越典型硅藻土地段期间的初期支护结构力学行为进行现场试验研究.测试项目主要包括围岩与初期支护之间、初期支护与二次衬砌之间的接触压力,初期支护钢架应力、初期支护喷射混凝土应变等.测试结果表明:管棚适用于洞口段硅藻土地层,能有效控制洞口段拱顶沉降;而超前小导管适用于洞身段自稳时间短的软弱硅藻土地层,能够改善围岩,控制拱顶沉降.初期支护安全系数随着隧道施工推进而逐渐降低并趋于稳定,此过程可被划分为急剧降低阶段(掌子面通过后0~20 d或0~20 m内)、缓慢降低阶段(掌子面通过后20~40 d或20~30 m内)、稳定阶段(掌子面通过后40 d或30 m以后)3个阶段.型钢钢架及格栅钢架均能适用于硅藻土地层隧道,但型钢钢架有更强的控制拱顶沉降能力,尤其是控制隧道开挖早期较大变形.型钢钢架与围岩之间的接触压力基本在10 d内达到峰值,而格栅钢架在30~40 d达到受力峰值,而后趋稳.相关研究成果可为依托工程及今后类似工程提供参考.