隧道穿越软弱围岩大变形区段初支锁脚大管棚注浆加固效果数值分析

摘要

针对软弱围岩隧道初支沉降大变形问题,提出了初支锁脚大管棚注浆控制技术,依托江西萍莲高速莲花隧道工程,基于FLAC3D有限差分软件对该技术加固效果进行了数值模拟研究,研究了管棚直径、打设角度、长度、注浆半径等因素对大变形控制效果的影响规律,确定了与依托工程相匹配的锁脚大管棚最优设计参数,并将研究成果应用于依托工程中,验证该加固方法的可行性与数值计算结果的正确性。研究结果表明:该技术能有效减小隧道的沉降及水平收敛;管棚的注浆加固半径是影响锁脚管棚控制效果的最主要因素,注浆加固半径越大,其控制效果越好;管棚的打设角度与控制效果之间呈正相关,该值宜控制在10°~30°之间;管棚的长度越大,控制效果越明显,但是管棚打设长度受隧道尺寸和打设角度的影响;管棚管径对控制效果影响最小,改变管径隧道的沉降和水平收敛基本不变。