基于大管棚支护的大断面黄土隧道穿越冲沟地貌控制效果分析

黄土隧道浅埋段遇冲沟等不良地貌,开挖时对隧道的稳定性不利,为探究管棚预支护和反压回填对黄土隧道的作用,以陕西省境内某黄土隧道为工程依托,对其进行有限元分析。分析结果表明:随掌子面的开挖,隧道地表山坡沉降加大,至开挖完毕,最大沉降稳定在54.4mm左右,隧道开挖仅对距隧道中轴线两侧35m范围内的地表产生影响,并在距隧道中轴线为15m范围内时地表位移急剧增加;掌子面开挖里程在10～30m范围内,塑性区只向上延伸至坡脚,说明管棚可以抑制围岩塑性区的向上发展;回填土两侧塑性区呈对称分布,说明回填土可以消除冲沟造成的偏压,但回填土会受到隧道开挖的影响;现场测试数据与计算结果有相似的分布规律,但由于支护结构对提高围岩稳定的滞后性导致计算值略大。