摘要：本文着重介绍了软围岩隧道施工的力学行为，并对其进行了计算机模拟和分析。在本文中，除了考虑隧道开挖面时空三维分析模型的影响外，还包括岩体流变老化，进行粘塑性数值计算。本文讨论了岩洞围岩与锚喷支护的相互作用，并讨论了建立二次衬砌的效果。提出的力学模型和程序软件，结合一个实际的项目，分别是腔上下台阶，整个截面法，分部开挖导洞开挖方法和墙等三个最常见的方法，扩大开挖隧道施工方法，模拟和分析，计算结果与现场实测数据验证。
关键词：软弱围岩隧洞；施工性态；力学模拟
1前言
生产过程安全很重要，因此，在某一特定行业或甚至一个国家不断引进的大量高新施工安全技术，随着安全标准的不断提高，有效地促进了国民经济的健康发展。然而，相比之下，已经有一个成熟的安全技术水平的施工安全技术提供了其他隧道工程安全技术水平仍处于上升阶段，特别是在软岩隧道施工安全技术，它的现状阻碍施工速度很明显，很难适应当前建筑安全与发展的需求，所以软岩隧道施工的安全技术讨论，这一步是非常必要的，可以很大程度上改善的安全建设和建设速度。
2软弱围岩隧洞施工的特征
2.1软弱围岩隧道施工面临的工程地质特征首先了解软弱围岩的概念，它指的结构破碎，节理裂隙发育，承载力低，软弱围岩，岩石，对应的工程地质特征的软岩隧道施工期间，主要包括：第一个是软弱岩体结构，容易产生滑动现象；二是围岩强度较低，在潮湿环境下容易软化；最后，它是松散破碎的岩体结构，较差的岩体内聚力。
2.2由变形引起的隧道软弱围岩的影响将导致隧道前方水平凸起，甚至水平位移。另一方面，它能引起手掌前方围岩的沉降，地表下沉发生在浅层隧道中，形成沉降槽。最后，有可能出现收敛变形，隧道壁会出现在边界墙和拱的沉降状态。
3软弱围岩隧洞施工性态模拟与分析
真实模拟软岩隧道不同施工过程的力学特征，不仅要考虑围岩介质的复杂特性，和各种各样的建设实践，包括分步开挖步骤，支承结构和应用时间一步一步，计划和空间约束效应的过程中挖掘的脸。需要进一步的工作将这些因素结合起来。使用“递归分析方法”（多个单元法）仿真分析围岩的开挖面推进的动态过程中，这种方法由于使用准三维计算模型，以更好地适应隧道轴和主地应力的不一致，但对分工的方式开挖模拟有明显的缺陷。本文针对不同施工实践中各向异性的水平和垂直方向的开挖面空间效应进行了研究，探讨了该过程对软弱岩石流变力学特性变化的影响，并进行了详细的讨论。
3.1隧道开挖面空间效应。
隧道开挖面沿孔轴线方向的空间几何效应如图所示为“半圆弧”约束，在洞的横向方向为“环形”约束。这的两个约束条件必须是在无支护的条件下，在无支护某一段时间的情况下，在与开挖的合作范围内相对稳定。在一定程度上对环形约束效应的开挖也受到虚拟支护剖面方向的影响，使围岩横截面上的孔和支撑结构共同构成承重环（拱）效应。
半圆弯曲是指从径向变形到开挖面的距离的弯曲形状，如图1所示。“半圆弧面积取决于空腔截面形状系数（纵横比）的大小，地应力大小（主要指侧压系数）、隧道埋深、岩性泊松比和施工方法等因素。下面是位移释放系数的观测，以测量开挖面的空间效应。
图 1
3.2隧道开挖过程中施工状态的模拟。
隧道开挖面不断前进的过程，这是后续开挖洞壁围岩卸荷过程逐渐在卸载过程中，软岩非线性粘塑性的状态逐渐由弹性状态进入屈服，洞穴围岩也逐渐从开挖面前方只与初始扰动的稳定状态到一定距离开挖面不稳定状态，因此，需要在地方和时间可以分别申请初次支护和二次支护。
4预防软弱围岩隧洞施工安全问题的相关技术
4.1约束阻止出现变形和崩溃现象的安全技术约束如果变形的程度太大，会让你在一种不稳定的状态，约束和崩溃现象很容易发生，因此造成隧道坍塌的占有比率是最高的，在很大程度上造成了人身和财产损失，因此，必须严格注意这一现象，应用控制技术来控制在允许的范围之内。首先，是先进的支持技术，也就是说，我们常说“先支后挖”技术，本质是沿着隧道开挖轮廓线以外的约束水平在一定范围内进行预加固，技术常用的有三种，分别是：领先的一大进步，推进小导管注浆锚。在软岩施工过程中，如果应用程序是一个铅管棚，为了更好地发挥的作用的组合钢屋顶和管道支持，钢框架应当与管焊接在一起的屋顶暴露部分，为了更好地发挥围岩加固的作用，在灌浆应严格按照设计的要求进行。其次，约束是锚技术，为了控制开挖后的围岩位移约束条件建立的领先位移和锚杆的约束，和优越的大截面开挖后围岩变形和支持提前和控制，一般来说，与10到20米长锚约束，主要是螺栓的使用玻璃纤维容易切割。第三，它是在棕榈表面喷浆密封技术。在维护棕面稳定性的支撑措施中，该技术在现场施工中使用频率较高。最后，约束是保留技术核心的土壤，为了防止不稳定和塌陷的约束，安全技术措施的现象是最经济、最简单的，因此，最广泛应用于隧道施工中的这种技术。
4.2控制落底开挖坍塌安全技术完成隧洞上台阶开挖支护后，因为暂停支持基础的上半部分，在缺乏支持很容易产生围岩和支持不稳定的现象，底部挖掘技术是关键，准备开挖之前建立一个永久或临时的基础上，以确保上层部分有足够的支持。为了防止支撑拱脚的快速沉降，可以采用以下的控制安全技术：一是锚固管道的安全技术。当锁脚锚管的承重结构，它的功能是将上部的压力主要的支持，所以，在现场设置，应该尽量完成切线方向沿拱脚，如果它不能做的好，锚管的影响将会大大减少。其次，它是一种临时的倒拱安全技术。该技术常用于软岩大断面隧洞的台阶法施工，可临时闭环实施步骤，在支护结构的上部支护效果非常有效，在开挖步骤下，安全可以得到有效的保证。最后，扩大了拱脚的安全技术。安全技术的本质是扩大基金会，该基金会的压力通过尽可能降到最低，安全技术的应用，可以实现和解的支持，有效控制施工关键是设置宽度应该是足够的，如果宽度不能满足要求，可以解决过度的现象发生，自然的设计要求和目标是难以实现的。
5结束语
围岩的应力分析及其支撑结构不应局限于工程的完成。从本文的讨论，根据不同的工作环境，一个接一个的建设过程中不同阶段分别不同围岩性态机械仿真和分析，是非常必要的数值方法和计算机技术有很大的发展今天，也是完全可能的。这更需要软岩洞。本文可以归因于类别的地下结构施工力学的研究，这使得力学分析，根据工程的施工组织，参与不同施工方案的综合比较和优化，相信这种分析方法来计算未来进一步推广领域的隧道和地下工程采用，前景很好。
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论文作者:刘金荣,李英全,李水彬
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/18
标签：围岩论文; 隧道论文; 隧洞论文; 技术论文; 软弱论文; 力学论文; 结构论文; 《基层建设》2018年第5期论文;