隨著客運專線整個技術標準的提高，隧道挖方高度受到限制，出現(xiàn)了大量的客運專線淺埋隧道。淺埋隧道圍巖一般風化較重，具有大量的軟弱破碎帶，這些隧道工程施工難度大，風險大，施工中極易塌方和變形，特別是在圍巖破碎的不良地層中。在淺埋隧道洞口段不穩(wěn)定圍巖中，特別是大斷面隧道中，因開挖寬度和高度都大，隧道上部地層不能很好地形成承載拱，地層松弛將達到地表，為了控制圍巖的松弛必須采取一定的工程措施。對此，國內外先后提出了許多預加固措施，并且開展了一些的研究，其中應用較廣的有注漿加固、管棚加固和小導管加固。

原蘇聯(lián)全蘇運輸建筑工程科學研究所和莫斯科汽車公路學院采用物理模型試驗[1]，研究了在管棚預加固支護下隧道周圍土體的應力狀態(tài)。日本米山秀樹等[2]、足立紀尚等[3]通過模型試驗對管棚超前支護效果及機制進行了研究。國內孔恒等[4－6]研究認為，小導管或管棚具有承載和傳遞荷載以及加固圍巖力學參數(shù)的作用。此外，陳煒韜[7]對土質圍巖隧道開挖過程中注漿、小導管、正面錨桿及其相互組合等預加固措施的支護效果進行了室內模型試驗研究。

本文采用室內相似模型試驗，通過分析隧道開挖過程中圍巖應力和位移的變化規(guī)律，研究預加固措施對隧道開挖過程中圍巖穩(wěn)定性的影響，并且，對管棚和雙排小導管預加固措施的加固機制進行探討。

2 模型試驗概況

2.1 物理力學參數(shù)的相似關系

以幾何相似比和重度相似比為基礎相似比，實現(xiàn)在彈性范圍內控制各物理力學參數(shù)的相似性，根據(jù)相似準則[8]可得各物理力學參數(shù)原型值與模型值的相似比。

2.2 相似材料選取

本次試驗以京滬高速鐵路最大規(guī)模巖堆體的西渴馬1 號隧道Ⅴ級圍巖為依托工程。圍巖原型、模型的物理參數(shù)按規(guī)范[9]取值，見表1。相似圍巖材料由重晶石粉、粉煤灰、細砂以及機油按一定比例配置而成，含量百分比見表2。

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文章來源： 永年加固公司
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