李树繁 王小明 蒋鹤 李昌洲

摘要：文章采用数值模拟方法对云南某公路隧道利用装配式波纹钢作为初期支护时单独承载和锚杆联合承载两种工况下波纹钢的力学性能进行了分析。结果表明：V级围岩深埋条件下，380 mm×140 mm×5 mm型号装配式波纹钢单独承载不能满足要求，但联合锚杆可以提升波纹钢初支的承载能力。装配式波纹钢未来可以作为一种新型的隧道初期支护结构形式。

关键词：装配式波纹钢;初期支护;数值分析

0 引言

近年来，随着我国国民经济水平的持续提高与西部山区交通建设的不断实施，山区公路隧道建设获得了飞速发展[1-5]。隧道开挖时需及时完成初期支护以控制围岩变形，目前我国山区公路隧道普遍采用的初期支护形式为型钢+锚喷，此种结构虽可迅速承载并控制围岩变形，但也存在型钢背后喷混凝土不易密实、结合处易开裂等缺陷。因此，有必要寻找新型的支护结构形式和施工方法以克服上述问题。波纹钢具有刚度大、抗变形能力强、施工便捷等优点，其已在我国桥涵、明洞、城市综合管廊等工程中广泛应用[2]，但其作为初期支护在隧道工程中的研究和应用尚处于空白，有必要探讨其可行性。本文以云南某高速公路隧道工程为对象，采用MIDAS/GTS-NX有限元软件，对装配式波纹钢结构用作隧道初期支护结构进行数值模拟，从力学角度分析了其工程可行性。

1 工程概况

隧道为双洞四车道，净宽为11 m，净高为7.1 m，全长为2 475 m，纵坡为1.11%，洞口局部地段采用小净距隧道形式布置，洞身段按分离式布设。……