超前支护隧道掌子面的稳定性分析

摘要

保持掌子面稳定是隧道施工的重要内容。基于温克尔地基模型和刚体极限平衡法,对超前小导管下的隧道掌子面围岩稳定性进行了分析。并通过数值模拟,分析了隧道掌子面变形特征,进而讨论了各参数对管棚挠度和掌子面稳定性的影响。结果表明:增大小导管的管径,减小小导管支座处的初始位移,采用短进尺、小开挖高度可提高掌子面的稳定性。随着隧道埋深的增加,掌子面稳定性安全系数先减小后增大,然后保持不变。隧道掌子面中心的变形量大于周边和转角处的变形量。水平位移随管长的增加变化不大。掌子面中心的水平位移随着管环间距和管长的增大而增大间隔。超前小导管存在一个最优的外插角度。