随着客运专线整个技术标准的提高，隧道挖方高度受到限制，出现了大量的客运专线浅埋隧道。浅埋隧道围岩一般风化较重，具有大量的软弱破碎带，这些隧道工程施工难度大，风险大，施工中极易塌方和变形，特别是在围岩破碎的不良地层中。在浅埋隧道洞口段不稳定围岩中，特别是大断面隧道中，因开挖宽度和高度都大，隧道上部地层不能很好地形成承载拱，地层松弛将达到地表，为了控制围岩的松弛必须采取一定的工程措施。对此，国内外先后提出了许多预加固措施，并且开展了一些的研究，其中应用较广的有注浆加固、管棚加固和小导管加固。

原苏联全苏运输建筑工程科学研究所和莫斯科汽车公路学院采用物理模型试验[1]，研究了在管棚预加固支护下隧道周围土体的应力状态。日本米山秀树等[2]、足立纪尚等[3]通过模型试验对管棚超前支护效果及机制进行了研究。国内孔恒等[4－6]研究认为，小导管或管棚具有承载和传递荷载以及加固围岩力学参数的作用。此外，陈炜韬[7]对土质围岩隧道开挖过程中注浆、小导管、正面锚杆及其相互组合等预加固措施的支护效果进行了室内模型试验研究。

本文采用室内相似模型试验，通过分析隧道开挖过程中围岩应力和位移的变化规律，研究预加固措施对隧道开挖过程中围岩稳定性的影响，并且，对管棚和双排小导管预加固措施的加固机制进行探讨。

2 模型试验概况

2.1 物理力学参数的相似关系

以几何相似比和重度相似比为基础相似比，实现在弹性范围内控制各物理力学参数的相似性，根据相似准则[8]可得各物理力学参数原型值与模型值的相似比。

2.2 相似材料选取

本次试验以京沪高速铁路最大规模岩堆体的西渴马1 号隧道Ⅴ级围岩为依托工程。围岩原型、模型的物理参数按规范[9]取值，见表1。相似围岩材料由重晶石粉、粉煤灰、细砂以及机油按一定比例配置而成，含量百分比见表2。

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文章来源： 永年加固公司
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