高地应力软岩大变形隧道洞型及双层初期支护支护时机研究

为优化高地应力软岩隧道支护结构受力以及控制围岩变形，开展隧道洞型与双层初期支护支护时机研究。首先，通过现场监测数据分析高地应力软岩隧道单、双层初期支护的支护效果及围岩变形规律；然后，采用FLAC3D软件对比分析马蹄形（高跨比0.80）、类圆形（高跨比0.90）、圆形（高跨比1.00）3种洞型下以及第1层初期支护变形达300、350、400 mm时施作第2层初期支护时隧道的受力与变形情况。研究结果表明： 1）对于高地应力Ⅲ级大变形围岩2车道隧道，采用双层初期支护较单层初期支护虽有效控制了围岩变形，但在施工过程中仍出现了拱肩破坏、仰拱开裂等现象； 2）适当增大隧道高跨比可有效降低围岩变形与支护结构受力，高跨比为1.00时效果最好； 3）适当增大第1层初期支护的预留变形量，推迟第2层初期支护的支护时间，支护应力大幅降低，因此，建议第1层初期支护变形达400 mm时施作第2层初期支护。