高铁隧道超前支护力学特征对比分析

以京沪高铁某隧道为工程背景,采用有限元数值分析软件ANSYS10.0分别对隧道断面不同超前支护条件下的开挖与支护进行动态模拟,选取纵向弯矩为评价指标对比不同方案的支护效果,可得以下结论:①单层小导管、长管棚及双层小导管等超前加固措施表现出显著的"梁效应";②长管棚的梁效应表现得最为明显,主要原因在于长管棚钢管的刚度与纵向长度远大于小导管;③在支护过程中,小导管主要依靠注浆效果对围岩进行改良;④双层小导管超前支护的刚度大于单层小导管,同时工程造价远小于长管棚。在一定围岩条件下,双层小导管具有安全性与经济性双赢的支护效果。