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隧道开挖面预注浆加固稳定性理论计算模型

隧道工程；开挖面稳定性；开挖面预注浆；理论计算模型

采用预注浆加固隧道开挖面能有效提高其稳定性，是实现大断面软弱破碎围岩隧道安全施工的技术保障。为了支撑隧道开挖面预注浆参数的定量化设计，本文建立了考虑预注浆加固作用的开挖面稳定性计算模型，采用极限平衡法及强度折减法推导了开挖面稳定系数计算公式。研究表明：理论模型计算结果与数值模型、模型试验结果吻合较好，平均相对误差为4.3%；隧道开挖面稳定性随着围岩力学参数、粘聚力增强系数、预注浆范围的增加而提高；开挖面临界注浆范围约为0.4～0.8D，当预注浆范围超过临界注浆范围后，预注浆加固效果最佳，且开挖面稳定性不再受加固范围影响；给出了考虑隧道围岩强度参数、开挖方法、未支护段长度、粘聚力增强系数的开挖面预注浆参数设计参考表。研究成果对开挖面预注浆参数设计具有一定的参考价值。