深埋高应力隧道软岩大变形开挖补偿控制研究

摘要

随着中国西部地区隧道工程建设的蓬勃发展，深埋、高应力、高海拔隧道的软岩大变形灾害愈发严重，已经成为隧道灾害控制领域的研究重点和难点。位于横断山脉的大亮山公路隧道因其埋深大、断层多、突涌水、围岩强度低、地应力高等特点，隧道围岩大变形现象十分严重。为了探索这种类型隧道围岩大变形控制策略，提出了一种基于NPR材料的深埋隧道软岩大变形开挖补偿控制对策，为了验证其可行性和科学性，通过现场观测、室内物理模型试验与数值模拟进行深入研究。结果表明：NPR锚索可承受的最大动力冲击荷载为284.811 kN,抗冲击性能最高约为Q235锚杆的2倍，非线性吸能效果显著；NPR锚索开挖补偿控制体系能够有效调节围岩应力分布特征，及时为受开挖扰动的围岩提供补偿支护力，约束围岩塑性区扩展并吸收围岩释放的变形能；在正常与超载条件下，分别将软岩隧道围岩变形量控制在3 mm与5.8 mm以内，且无明显应力集中区域；NPR锚索开挖补偿支护体系可有效约束隧道围岩位移，最大水平位移量控制在3.35 mm以内，最大竖向位移量控制在15.21 mm以内。NPR锚索补偿开挖支护体系能够有效控制深埋高应力隧道软岩大变形灾害。

关键词

NPR锚索 / 软岩隧道 / 大变形灾害 / 物理模型试验