胡濤濤, 高咸超, 王青松, 謝江勝, 涂鵬

(1.長安大學(xué)公路學(xué)院, 西安 710064; 2. 中鐵二十局集團有限公司, 西安 710016;3. 中國鐵建高原隧道施工技術(shù)及裝備研發(fā)中心, 西安 710016)

隨著中國路網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)持續(xù)快速推進,中西部特長隧道建設(shè)需求將不斷加大,越來越多的深埋長大隧道被提上建設(shè)日程。然而,隧道建設(shè)過程中面臨著嚴(yán)峻的地質(zhì)問題,高應(yīng)力、軟巖等地質(zhì)條件均會使圍巖產(chǎn)生大變形。尤其是炭質(zhì)板巖作為一種典型的軟巖,其結(jié)構(gòu)呈層片狀,膠結(jié)差、強度低,流變屬性明顯,該類巖體在開挖過程中圍巖易產(chǎn)生大變形,局部掉塊、坍塌、遇水易軟化等災(zāi)害[1-4]。因此,對隧道圍巖變形及其支護內(nèi)力變化規(guī)律進行較為準(zhǔn)確的預(yù)測顯得至關(guān)重要。

高地應(yīng)力軟巖大變形是隧道工程中常見的災(zāi)害,從圍巖大變形控制技術(shù)的角度研究。唐生炳等[5]分析了薄層炭質(zhì)板巖地層圍巖大變形特征,結(jié)合巖體結(jié)構(gòu)、施工工藝等主要因素,提出了超前預(yù)加固、初期支護壁厚脫空等控制措施,有效的控制圍巖的變形。張廣澤等[6]通過構(gòu)造軟巖大變形基本概念、主要影響因素、分級方法及結(jié)合實際案例,分析并驗證隧道圍巖大變形機理。楊木高[7]綜合考慮圍巖特性、支護技術(shù)、施工工法等手段,分析總結(jié)出木寨嶺隧道正洞大變形段支護結(jié)構(gòu)和控制技術(shù)。于家武等[8]分析了炭質(zhì)板巖隧道變形演化機制,根據(jù)應(yīng)力場、圍巖條件、支護理念與技術(shù)、施工技術(shù)等內(nèi)外在因素,提出了主動支護理論與復(fù)合型支護體系,對施工措施進行優(yōu)化。而對于軟巖隧道大變形段支護結(jié)構(gòu)受力的研究。王曉方等[9]對鋼拱架受力狀態(tài),初期支護應(yīng)力狀態(tài)分析,提出了相對不利的受力區(qū)域和合理的安全支護措施。郭亞斌等[10]對圍巖變形、壓力、鋼拱架受力狀態(tài)分析,研究了支護結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布規(guī)律和受力特征。鄒翀等[11]通過采用3層初期支護討論各監(jiān)測點圍巖應(yīng)力狀況,同時分析得出二次襯砌各監(jiān)測點的安全系數(shù)均大于規(guī)范要求。劉洋等[12]運用有限差分軟件分析圍巖施工期的應(yīng)力和變形特征,研究穿越斷層破碎帶隧道的支護結(jié)構(gòu)受力特性。特別是對炭質(zhì)板巖隧道支護結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究,Zhang等[13]對高度預(yù)緊恒阻(NPR)錨纜支撐進行評價研究,包括NPR錨纜軸向力、周圍巖石的收斂變形、鋼拱與周圍巖石之間的壓力監(jiān)測以及主支撐結(jié)構(gòu)與次要襯里之間的壓力監(jiān)測。Tao等[14]以木寨嶺隧道2號傾斜軸為工程背景,評估NPR錨纜支撐對不同深度地質(zhì)復(fù)雜碳?xì)さ男Ч?結(jié)果表明,通過NPR錨纜支撐方案,可以有效改善周圍巖石的大變形。陳秋南等[15]分析炭質(zhì)板巖的力學(xué)特性,考慮多種復(fù)雜因素對產(chǎn)生圍巖大變形的影響,并展開初期支護受力監(jiān)測,提出了合理的初期支護體系。陳炳光等[16]依托豹貍崗隧道,對Ⅳ級圍巖段進行現(xiàn)場監(jiān)測,分析了圍巖壓力、初期支護內(nèi)力,初期支護與二襯之間接觸壓力以及二襯壓力的演化規(guī)律,合理的評價支護結(jié)構(gòu)的安全性。孟慶彬等[17]通過數(shù)值模擬、現(xiàn)場動態(tài)監(jiān)測的方法,分析隧道支護結(jié)構(gòu)受力狀態(tài),得到了初步錨桿軸力、圍巖壓力等變化規(guī)律,提出支護技術(shù)方案,為后續(xù)優(yōu)化支護設(shè)計提供一定參考。周學(xué)清等[18]以金口河隧道為依托,監(jiān)測炭質(zhì)板巖斷面,分析支護結(jié)構(gòu)受力變化規(guī)律及特征,總結(jié)得出減小鋼拱架間距、增加錨桿長度等優(yōu)化措施。李玉平等[19]針對大草山炭質(zhì)板巖隧道的特殊地質(zhì)特征和力學(xué)特性,對支護結(jié)構(gòu)提出了“放抗結(jié)合,長錨圍壓,固結(jié)成拱,強支跟進”的設(shè)計理念。張海太等[20]針對隧道大變形特征和圍巖監(jiān)測數(shù)據(jù),并結(jié)合FLAC3D數(shù)值軟件,反演出圍巖參數(shù),對炭質(zhì)板巖隧道大變形特征分析和支護結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

截至目前,學(xué)者們雖然對炭質(zhì)板巖隧道的支護結(jié)構(gòu)受力特性進行了廣泛的研究,同時取得較多的成果,但是對于炭質(zhì)板巖隧道在開挖條件下支護結(jié)構(gòu)受力特性發(fā)生變化的機理研究不夠深入。鑒于此,依托渭武高速木寨嶺隧道為工程背景,通過數(shù)值模擬分析的方法,建立隧道支護結(jié)構(gòu)模型,提出強、中、弱3種支護方案對開挖過程中圍巖斷面的位移和支護結(jié)構(gòu)內(nèi)力進行分析,并對支護設(shè)計參數(shù)合理性做出評價。為今后類似的軟巖隧道開挖和支護結(jié)構(gòu)設(shè)計提供一定的理論指導(dǎo)和借鑒。

1 工程概況

木寨嶺公路隧道是蘭海高速公路渭源—武都段的重點控制性工程。隧道左洞15.231 km,右洞 15.173 km,最大埋深 629 m。隧道整體穿越了近5條斷層,圍巖的巖性以炭質(zhì)板巖為主,伴隨少量的灰?guī)r或砂質(zhì)板巖,呈現(xiàn)炭質(zhì)板巖中具有砂質(zhì)板巖、硬巖夾層的軟硬互層結(jié)構(gòu)。炭質(zhì)板巖內(nèi)部存在大量的層理、片理、裂隙等軟弱結(jié)構(gòu)面,其層理結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 巖石層理結(jié)構(gòu)Fig.1 Rock bedding structure

隧址區(qū)主要受南北擠壓應(yīng)力的影響,主應(yīng)力最大為24.95 MPa,主應(yīng)力方向為NE39.6°～NE34.1°。隧道采用了水壓致裂法進行了現(xiàn)場地應(yīng)力測試,測試鉆孔均位于隧道主洞內(nèi),其中在鉆孔S-SK03和S-SK05處進行了測試,參考測試數(shù)據(jù)[21]顯示,鉆孔S-SK03測試結(jié)果是最小主應(yīng)力值為7.34～11.61 MPa,最大主應(yīng)力值為12.14～18.76 MPa;鉆孔S-SK05測試結(jié)果是最小主應(yīng)力值為6.80～10.06 MPa,最大主應(yīng)力值為11.37～17.98 MPa。隧址區(qū)地層巖性普遍較軟,巖石強度應(yīng)力比值均小于4,可判定測區(qū)地應(yīng)力量級為極高應(yīng)力水平。

2 數(shù)值模型和材料參數(shù)

2.1 數(shù)值模型合理性假定和建立

在實際工程應(yīng)用中,所得輪廓形狀復(fù)雜,圍巖分布及施工過程是十分復(fù)雜的。鑒于木寨嶺隧道全線穿越不同地層,且埋深不盡相同,目前尚無法真實模擬所有情況,因此在建立模型分析圍巖特征時需要對實際情況作如下合理性假定:①炭質(zhì)板巖考慮蠕變特性,采用Burgers黏彈性蠕變模型;砂質(zhì)板巖不考慮蠕變特性,采用摩爾庫倫彈塑性模型;②噴射混凝土、鋼架等材料是各向同性、均質(zhì)連續(xù)的;③圍巖初始應(yīng)力場僅考慮豎向自重應(yīng)力;④軟硬巖呈60°傾斜互層,軟巖(炭質(zhì)板巖)寬120 cm,硬巖(砂板巖)寬30 cm。結(jié)構(gòu)面強度遵循彈塑性屈服準(zhǔn)則;⑤僅考慮巖層傾角對隧道開挖的影響,忽略巖層走向等影響;⑥炭質(zhì)板巖蠕變隨隧道開挖同步發(fā)生,采用臺階法開挖時每開挖1 m對應(yīng)時間1 d。

采用CAD建立平面模型、Midas建成三維模型并劃分網(wǎng)格,使用FLAC3D 6.0進行數(shù)值模擬計算。在建立巖土體模型時,如圖2(a),模型x方向尺寸取100 m;模型z方向下邊界至隧道中心取40 m,為簡化計算,豎直方向上邊界至隧道中心距離取40 m,取隧道埋深300 m,其余上覆巖層換算成自重產(chǎn)生的等效均布荷載施加在模型上邊界;模型y方向尺寸取60 m。本文隧道為深埋隧道,軟硬互層,圍巖呈各向異性,結(jié)構(gòu)面考慮剪切與摩擦行為,服從彈塑性屈服準(zhǔn)則,建立模型如圖2(b)所示,黃色區(qū)域為軟硬巖接觸的結(jié)構(gòu)面模型。

圖2 數(shù)值模型Fig.2 Numerical model

通過以上模型的建立,再施加支護結(jié)構(gòu)和邊界條件后得到三臺階七步開挖法施工下的開挖模型和錨噴支護結(jié)構(gòu)模型。如圖3所示。

圖3 隧道支護結(jié)構(gòu)與開挖模型Fig.3 Tunnel supporting structure and excavation model

2.2 圍巖及支護結(jié)構(gòu)力學(xué)參數(shù)選取

2.2.1 圍巖力學(xué)參數(shù)

在建立模型后進行數(shù)值模擬計算前需要選取所研究圍巖的力學(xué)參數(shù),數(shù)值模擬選取的炭質(zhì)板巖和砂板巖力學(xué)參數(shù)如表1[22]所示。

表1 圍巖強度參數(shù)[22]Table 1 Strength parameters of surrounding rock[22]

2.2.2 支護結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)

初期支護采用殼單元模擬,鋼架和噴射混凝土的物理參數(shù)按照《鋼管混凝土統(tǒng)一理論》進行等效折減,等效折減后的物理參數(shù)作為初期支護的建模參數(shù),鋼架混凝土彈性模量折減計算公式如式(1)所示,重度折減計算公式如式(2)所示。

(1)

式(1)中:E為鋼架混凝土等效彈性模量;Ec為混凝土彈性模量;Es為鋼架彈性模量;Ac為鋼架橫截面;A為總截面積。

(2)

式(2)中:γ為鋼架混凝土等效重度;γc為混凝土重度;Sg為鋼架截面面積;S為支護截面面積;γg為鋼架重度。

支護材料力學(xué)參數(shù)如表2所示。

表2 支護材料力學(xué)參數(shù)Table 2 Mechanical parameters of supporting materials

3 開挖計算結(jié)果分析

根據(jù)隧道工程最新的監(jiān)控量測項目,主要對圍巖的拱頂沉降、水平收斂和支護結(jié)構(gòu)內(nèi)力進行監(jiān)測,為此需要選取監(jiān)測斷面并在每個斷面上布置測點。在每個斷面共布設(shè)了7個測點,布置位置如圖4所示。

1～7為隧道開挖步驟其中6-1、6-2、6-3分別為核心土開挖步驟。圖4 監(jiān)控量測測點布置示意圖Fig.4 Schematic layout of monitoring points

監(jiān)測位移時,為減小邊界效應(yīng)對位移監(jiān)測的影響,將監(jiān)測斷面選取在縱向y=10 m處。記錄監(jiān)測斷面各監(jiān)測點的豎直沉降及水平收斂位移。

監(jiān)測支護結(jié)構(gòu)內(nèi)力時,考慮最不利情況確保災(zāi)變提前預(yù)警,將監(jiān)測斷面選取在靠近掌子面的縱向y=1 m處。記錄監(jiān)測斷面各監(jiān)測點處支護結(jié)構(gòu)的軸力、彎矩等內(nèi)力。

3.1 監(jiān)測斷面圍巖位移分析

3.1.1 圍巖沉降

圖5給出了圍巖各監(jiān)測點隨開挖過程的累計沉降變化趨勢圖。從圖5可以看出,隧道采用三臺階七步開挖法開挖隧道,在不同支護方案下,隨著開挖步數(shù)增加,圍巖具有相同的沉降變形規(guī)律,均經(jīng)歷了初始變形、急劇變形、緩慢變形、穩(wěn)定變形4個階段,同時各監(jiān)測點沉降變形也有規(guī)律。三臺階七步開挖法開挖10 m后,圍巖沉降變化不大,開挖50 m結(jié)束后,最大沉降均出現(xiàn)在#5上臺階右拱腳處。其中采用方案一、方案二、方案三的最大沉降分別為39.7、54.7、46.3 cm。表明了同一種支護類型下,隨著開挖步數(shù)的增加,圍巖沉降變形也在逐步累積增加,從而隧道在開挖過程中圍巖擾動逐漸在增大;同時開挖相同步數(shù)下,隨著支護結(jié)構(gòu)強度上升,給圍巖提供的彈性抗力越強,圍巖相對沉降變形減小。

圖5 三臺階七步開挖法開挖隧道圍巖累計沉降變形曲線Fig.5 Cumulative settlement deformation curve of surrounding rock of tunnel excavated by three steps and seven steps excavation method

3.1.2 圍巖收斂

圖6給出了圍巖各監(jiān)測點隨開挖過程的累計收斂變化趨勢圖。從圖6可以看出,采用3種支護方案下,隧道圍巖收斂變形沿邊墻向隧道內(nèi)部擠壓變形。三臺階七步開挖法開挖10 m后,圍巖收斂變化不大,開挖50 m結(jié)束后,最大相對變形發(fā)生在#6中臺階左拱腳與#7中臺階右拱腳處。其中采用方案一、方案二、方案三的最大收斂分別為59.3、80.6、68.8 cm。表明三臺階七步開挖法開挖隧道,左右邊墻處圍巖水平位移較大,圍巖應(yīng)力比較集中,容易發(fā)生擠壓變形;同一種支護類型下,隨著開挖步數(shù)的增加,圍巖收斂變形也在逐步累積增加;同時開挖相同步數(shù)下,隨著支護結(jié)構(gòu)強度上升,圍巖在邊墻處的相對收斂變形減小。

圖6 三臺階七步開挖法開挖隧道圍巖累計收斂變形曲線Fig.6 Cumulative convergence deformation curve of surrounding rock of tunnel excavated by three steps and seven steps excavation method

3.2 監(jiān)測斷面支護結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析

考慮到最不利情況具有災(zāi)變提前預(yù)警作用,將內(nèi)力監(jiān)測斷面選取在靠近掌子面的縱向y=1 m處,記錄不同支護方案下監(jiān)測斷面如圖4所示,布置測點處支護結(jié)構(gòu)的軸力Nx,彎矩My等內(nèi)力。在計算鋼架和噴射混凝土承擔(dān)的軸力和彎矩時,將初期支護承擔(dān)的總軸力和總彎矩按式(3)～式(6)分擔(dān)給鋼架和噴射混凝土的方法。

(3)

Mh=0

(4)

(5)

Mg=M

(6)

式中:Nh、Ng分別為噴射混凝土及鋼架承擔(dān)的軸力,kN;Mh、Mg分別為噴射混凝土及鋼架承擔(dān)的彎矩, kN·m;N為單位長度內(nèi)驗算截面的總軸力,kN;M為單位長度內(nèi)驗算截面的總彎矩,kN·m;Ah、Ag分別為噴射混凝土及鋼架計算截面的面積,m2;Eh、Eg為噴射混凝土及鋼架的彈性模量,kPa。

由于是研究不同支護方案下監(jiān)測斷面各監(jiān)測點在不同開挖步數(shù)時的內(nèi)力變化,監(jiān)測數(shù)據(jù)較多,限于篇幅,僅列出了方案一 #1拱頂處的支護結(jié)構(gòu)內(nèi)力在不同開挖步數(shù)下的計算結(jié)果,如表3所示。

表3 #1拱頂處支護結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算結(jié)果Table 3 # 1 vault supporting structure internal force calculation results

以方案一(強支護)為例,模擬隧道開挖結(jié)束后,得到了初期支護的軸力與彎矩內(nèi)力云圖,如圖7所示。當(dāng)監(jiān)測斷面處初期支護封閉成環(huán)后,支護結(jié)構(gòu)的軸力呈現(xiàn)出偏壓狀態(tài),隧道斷面右側(cè)由于圍巖變形較大,釋放應(yīng)力較左側(cè)多,使得初期支護給左側(cè)圍巖提供彈性抗力較大,相互作用較強,從而導(dǎo)致左側(cè)支護結(jié)構(gòu)軸力較左側(cè)大;支護結(jié)構(gòu)上的彎矩呈現(xiàn)出拱頂為正彎矩,而拱腰至邊墻處為負(fù)彎矩,仰拱處也經(jīng)歷了正負(fù)彎矩的交替分布。

圖7 支護結(jié)構(gòu)內(nèi)力云圖Fig.7 Internal force nephogram of supporting structure

通過將方案一(強支護)下的各監(jiān)測點處的支護結(jié)構(gòu)內(nèi)力隨開挖過程的變化匯總,繪制支護結(jié)構(gòu)軸力變化曲線如圖8所示。對于支護結(jié)構(gòu)來說,軸力更具有參考意義,僅分析支護軸力變化規(guī)律。由圖8可知,對于監(jiān)測斷面各點處的軸力變化,均存在下臺階開挖后至仰拱開挖前期間的先增大后減小的趨勢。其主要是前期襯砌結(jié)構(gòu)在流變應(yīng)力作用下,結(jié)構(gòu)整體位移為向內(nèi)擠壓變形,均向凈空位移,隨著應(yīng)力增大由于斷面形狀原因,后期結(jié)構(gòu)變形調(diào)整為邊墻處向內(nèi)收斂變形,而拱頂向外擠出,造成襯砌應(yīng)力作用方向發(fā)生了一定的變化,從而產(chǎn)生中間有減小的趨勢,但隨著襯砌的封閉成環(huán),應(yīng)力發(fā)生調(diào)整,后期應(yīng)力逐漸增大且趨勢變緩。故這與實際襯砌開裂現(xiàn)象亦較符合。

圖8 方案一的支護結(jié)構(gòu)軸力變化曲線Fig.8 Variation curve of axial force of one support structure

4 支護設(shè)計參數(shù)合理性評價

通過分析了炭質(zhì)板巖隧道發(fā)生大變形下的圍巖位移與支護內(nèi)力的變化規(guī)律,隨著大變形隨時間的持續(xù)進行,支護結(jié)構(gòu)也不斷承受著圍巖變形帶來的壓力,并最終發(fā)生潰敗。因此需要對災(zāi)變的發(fā)生進行一個定量的評價,即分別對3種方案的噴射砼、鋼架受壓的安全系數(shù)進行評價。

采用《公路隧道設(shè)計細(xì)則》(JTG/TD 70—2010)中的綜合安全系數(shù)法對木寨嶺公路隧道初期支護進行強度校核與評價。噴射混凝土及鋼架強度采用綜合安全系數(shù)法進行校核時,其強度應(yīng)符合式規(guī)定,式(7)～式(9)如下。

KhyNh≤αRhyAh

(7)

(8)

(9)

式中:Khy為噴射混凝土的抗壓強度綜合安全系數(shù);Kg為鋼架的抗壓、抗拉強度綜合安全系數(shù);Rhy為噴射混凝土的抗壓強度,kPa;Rgy為鋼架鋼材的抗壓極限強度,kPa;Rgl為鋼架鋼材的抗拉極限強度,kPa;Wg為鋼架驗算截面抗彎剛度,m3;α為偏心影響系數(shù)。

采用3種支護設(shè)計方案,為驗證在實際工程中是否適用以及在大變形下的應(yīng)用狀況,分別對3種方案下噴射砼、鋼架受壓的安全系數(shù)進行評價。

由圖9可知,3種方案隨開挖步數(shù)的增加均呈先減小后增大再減小的趨勢,其中方案一、方案二、方案三開挖結(jié)束(50 m)后鋼架受壓安全系數(shù)最小值分別為3.903、3.264、3.718,且3種支護方案鋼架受壓安全系數(shù)最小值均出現(xiàn)在#1拱頂處。根據(jù)《公路隧道設(shè)計細(xì)則》(JTG/TD 70—2010),在QZH-Ⅱ基本可變組合下,鋼架安全系數(shù)分別為2.0(拉壓),3種方案鋼架受壓安全系數(shù)均大于規(guī)范規(guī)定值,滿足結(jié)構(gòu)安全。

圖9 3種方案下鋼架受壓安全系數(shù)變化趨勢圖Fig.9 Change trend of steel frame compression safety factor under three schemes

3種方案下支護結(jié)構(gòu)隨開挖過程的混凝土安全系數(shù)變化趨勢如圖10所示。

從圖10可以看出,3種方案的混凝土安全系數(shù)隨開挖步數(shù)的增加均呈不斷減小但減小速率逐漸放緩的趨勢,其中方案一(強支護)開挖結(jié)束(50 m)后,混凝土安全系數(shù)最小值為3.491,出現(xiàn)在#4上臺階左拱腳處;方案二(弱支護)的噴射混凝土安全系數(shù)最小值為2.666,出現(xiàn)在#4上臺階左拱腳處;方案三(中支護)噴射混凝土安全系數(shù)的最小值為2.987,出現(xiàn)在#2左拱腰處。根據(jù)《公路隧道設(shè)計細(xì)則》(JTG/TD 70—2010),在QZH-Ⅱ基本可變組合下,噴射混凝土安全系數(shù)為2.4(拉壓),故3種方案的混凝土安全系數(shù)均大于規(guī)定值,滿足結(jié)構(gòu)安全。

綜合上述3種方案材料安全系數(shù)的變化趨勢,方案一的最小鋼架受壓系數(shù)為3.903較接近于規(guī)定值,方案二的最小噴射混凝土安全系數(shù)為2.666較接近于規(guī)定值。但由于炭質(zhì)板巖隧道在開挖后會繼續(xù)發(fā)生蠕變現(xiàn)象,導(dǎo)致大變形不斷累積給支護不斷造成壓力,材料安全系數(shù)不斷下降直至達到規(guī)定最小值處于危險狀態(tài)。因此,大致判斷出在后續(xù)蠕變過程中方案一的鋼架會最先比較危險,而方案二的噴射混凝土?xí)钕缺容^危險。故選擇中支護方案,材料I25b×C25、初襯厚度26 cm、鋼架距離0.8 m。

5 結(jié)論

(1) 隧道開挖過程中3種支護方案下圍巖累計沉降和收斂變形量比較:強支護<中支護<弱支護;同一種支護類型下,隨著開挖步數(shù)的增加,圍巖沉降變形和收斂變形在逐步累積增加,即隧道在開挖過程中圍巖擾動逐漸在增大;開挖相同距離下,隨著支護結(jié)構(gòu)強度上升,提供給圍巖的彈性抗力越強,圍巖沉降變形和邊墻處的相對收斂變形減小。

(2) 圍巖開挖過程中,支護結(jié)構(gòu)內(nèi)力存在先增大后減小的現(xiàn)象,這是由于襯砌結(jié)構(gòu)在流變應(yīng)力作用下,結(jié)構(gòu)整體位移為向內(nèi)擠壓變形,但由于斷面形狀原因造成襯砌應(yīng)力作用方向發(fā)生了一定的變化,隨著流變應(yīng)力增加,最終呈現(xiàn)內(nèi)力不斷上升但趨勢變緩的特征。

(3) 通過圍巖開挖支護方案比較和支護結(jié)構(gòu)安全系數(shù)分析,開挖距離(50 m)結(jié)束,強、中、弱3種方案鋼架受壓安全系數(shù)最小值分別為3.903、3.718、3.264,#1拱頂處強支護鋼架較噴射混凝土先破壞,混凝土安全系數(shù)最小值分別為3.491、2.987、2.666,#2左拱腰處噴射混凝土較鋼架先破壞,故選擇中支護方案,材料I25b×C25、初襯厚度26 cm、鋼架距離0.8 m。研究結(jié)果可為類似軟巖隧道開挖和支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計提供一定參考