刘永明

(中铁十七局集团城市建设有限公司 贵州贵安 550025)

1 引言

二十一世纪以来，我国的公路隧道建设进入了快速发展阶段，截至2016年底，我国公路隧道总长14 039.7 km(不包括港澳台地区)，其中长度在1～3 km的长公路隧道3 520处，长度达到6 045.5 km；大于3 km的特长公路隧道81处，达到3 622.7 km[1－3]。随着公路隧道工程的不断发展，关于隧道开挖后围岩与支护结构稳定性的研究得到大力发展，李晓红等[4]结合渝沙公路隧道位移监测数据与理论解认为初期支护在一定程度上减少了围岩的变形量与变形速率。陈远志等[5]通过对开挖隧道的围岩压力、锚杆轴力以及围岩位移进行监测，认为初期支护结构对围岩压力起到了协调变形与共同支撑的作用。一些学者[6－8]通过对开挖隧道围岩与支护结构的应力进行监测，结合数值计算对位移与应力变化规律进行了研究，得出了初期支护在隧道开挖过程中的受力特征。黄海昀等[9]依托九岭山隧道开挖过程进行现场监测，基于初期支护的受力特征对锚杆进行优化，并应用于现场。陈峥等[10]建立了基于超前支护与对数螺线的破坏模型，同时考虑了初期支护未支护段的影响，推导了围岩安全系数的函数并进行求解。一些学者[11－12]利用数值模拟软件对开挖隧道支护结构进行模拟，分析隧道在开挖过程中围岩发生变形以及支护结构的受力情况，通过室内试验对初期支护结构进行优化。张顶立[13]建立了支护结构协同工作的力学模型，揭示了初期支护加固的圈层与二次衬砌加固圈层的协同工作原理，对隧道工程的定量化设计有着重要意义。……