隨著客運專線整個技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的提高，隧道挖方高度受到限制，出現(xiàn)了大量的客運專線淺埋隧道。淺埋隧道圍巖一般風(fēng)化較重，具有大量的軟弱破碎帶，這些隧道工程施工難度大，風(fēng)險大，施工中極易塌方和變形，特別是在圍巖破碎的不良地層中。在淺埋隧道洞口段不穩(wěn)定圍巖中，特別是大斷面隧道中，因開挖寬度和高度都大，隧道上部地層不能很好地形成承載拱，地層松弛將達到地表，為了控制圍巖的松弛必須采取一定的工程措施。對此，國內(nèi)外先后提出了許多預(yù)加固措施，并且開展了一些的研究，其中應(yīng)用較廣的有注漿加固、管棚加固和小導(dǎo)管加固。

原蘇聯(lián)全蘇運輸建筑工程科學(xué)研究所和莫斯科汽車公路學(xué)院采用物理模型試驗[1]，研究了在管棚預(yù)加固支護下隧道周圍土體的應(yīng)力狀態(tài)。日本米山秀樹等[2]、足立紀(jì)尚等[3]通過模型試驗對管棚超前支護效果及機制進行了研究。國內(nèi)孔恒等[4－6]研究認(rèn)為，小導(dǎo)管或管棚具有承載和傳遞荷載以及加固圍巖力學(xué)參數(shù)的作用。此外，陳煒韜[7]對土質(zhì)圍巖隧道開挖過程中注漿、小導(dǎo)管、正面錨桿及其相互組合等預(yù)加固措施的支護效果進行了室內(nèi)模型試驗研究。

本文采用室內(nèi)相似模型試驗，通過分析隧道開挖過程中圍巖應(yīng)力和位移的變化規(guī)律，研究預(yù)加固措施對隧道開挖過程中圍巖穩(wěn)定性的影響，并且，對管棚和雙排小導(dǎo)管預(yù)加固措施的加固機制進行探討。

2 模型試驗概況

2.1 物理力學(xué)參數(shù)的相似關(guān)系

以幾何相似比和重度相似比為基礎(chǔ)相似比，實現(xiàn)在彈性范圍內(nèi)控制各物理力學(xué)參數(shù)的相似性，根據(jù)相似準(zhǔn)則[8]可得各物理力學(xué)參數(shù)原型值與模型值的相似比。

2.2 相似材料選取

本次試驗以京滬高速鐵路最大規(guī)模巖堆體的西渴馬1 號隧道Ⅴ級圍巖為依托工程。圍巖原型、模型的物理參數(shù)按規(guī)范[9]取值，見表1。相似圍巖材料由重晶石粉、粉煤灰、細砂以及機油按一定比例配置而成，含量百分比見表2。

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文章來源： 永年加固公司
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