软弱围岩隧道机械化全断面施工超前支护体系设计方法研究

• 作者: 刘大刚 张霄 王志龙 王明年 童建军 赵思光
• 来源期刊: 铁道学报
• 学科: 工学
• 关键词: 全断面法 掌子面稳定性 超前支护体系 超前管棚 掌子面喷射混凝土 掌子面锚杆 掌子面预注浆
• 年，卷（期）: 2020,（8）
• 所属期刊栏目: 铁道工程、工程管理
• 页码范围: 146-154
• 页数: 9页
• 分类号: TU457
• 字数: 5489字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-8360.2020.08.019

摘要

保证掌子面的稳定是实现软弱围岩隧道机械化全断面施工的前提,合理的超前支护措施及参数是控制掌子面稳定性的有力手段.针对目前隧道超前支护设计方法不完善且多依赖于工程经验的现状,提出隧道超前支护体系定量化设计方法.基于经典楔形体模型,推导了考虑四种常用超前支护措施(掌子面喷混凝土、超前管棚、掌子面锚杆、掌子面预注浆)时掌子面稳定系数K的计算公式,提出了掌子面喷混凝土支护力P1、掌子面锚杆支护力P2、管棚支护下围岩压力折减系数α1、掌子面预注浆加固后围岩黏聚力增大系数α2的计算方法,制定了隧道超前支护体系设计流程,并以郑万高速铁路荣家湾隧道为背景验证了该计算方法的合理性.研究成果可以为软弱围岩隧道超前支护体系设计、优化提供理论支撑.