超前小導管提高隧道圍巖強度的依據

由于隧道所處的地層都是處于砂土范圍之內， 相對來說圍巖的強度和穩定性都不是很高， 所以在數值模擬時只把頂層雜填土層按彈性分析， 其它地層都按塑性分析。

此區間段隧道采取的是臺階法開挖， 開挖過程為：

第 1 步：開挖前的初始狀態。

第 2 步：開挖前小導管預注漿。

第 3 步：上分層開挖并保留核心土。

第 4 步：上分層隧道周邊錨噴支護。

第 5 步：核心土、下分層和仰拱開挖。

第 6 步：新開挖斷面錨噴支護，整個斷面初期支 護完成。

第 7 步：全斷面模筑混凝土二次支護。 利用 FISH 語言編制程序， 按開挖過程進行模 擬，得到開挖完畢后的應力和位移。

通過觀察分析可知， 隨著超前小導管分布范圍的擴大，圍巖應力值不斷減?。ó敓o小導管時，隧道圍巖發生塑性破壞），小導管分布范圍的增加能夠減少圍巖的受力，有利于開挖面的穩定。 在施工中難免要考慮到經濟條件的因素， 必須要合理布置小導管的位置。

小導管布置范圍影響最大的區域是 0°~100°，120°以后小導管注漿無論是對拱頂的影響、還是對拱腰的影響基本相差無幾。但是從 圖中縱坐標的數值可以看出， 小導管注漿對拱頂的影響遠大于對拱腰的影響。由此可以得出一下結論：

（1） 超前小導管注漿可以減少掌子面圍巖的受力，把一定范圍內土層結成整體，提高圍巖剛度和強 度，利于隧道開挖穩定。

（2） 對于超前小導管的分布范圍，在比 120°小 的角度時， 無論是圍巖周圍的應力或是監測點的位 移變化幅度都相當大；而在大于 120°時，各種模擬 參數變化都比較平穩， 說明超前小導管達到一定的分布范圍后，對隧道圍巖的影響甚微。

（3） 在特有的地質條件下，從以上的分析可以得出， 超前小導管注漿分布范圍在 120°時，是地鐵超前小導管最佳的注漿范圍。

（4） 從監測點的豎向位移可以判斷，小導管注 漿對隧道的豎向位移有一定影響， 隨著小導管分布 范圍增加，監測點的豎向位移逐漸減小，有利于維護 隧道后期的穩定。

（5） 分析數據可知，超前小導管注漿范圍的大小對拱頂的影響要遠大于對拱腰的影響。