拉西瓦水电站左岸低线公路隧洞开挖方式与支护参数优化数值仿真分析研究

【摘要】：本文运用大型数值仿真分析软件FINAL模拟隧洞施工开挖、支护过程，采用Hoek-Brown准则确定围岩体力学参数，同时通过对围岩开挖、爆破后围岩表面起伏程度的观测确定围岩扰动系数以反应开挖、爆破因素对围岩强度的弱化作用，借此对原设计条件下的三个典型围岩洞段进行仿真分析，对围岩的变形、稳定性及支护措施的效果做出了较准确的评价。同时，结合作者多年来的现场施工经验，运用新奥法理论的相关知识，对现有支护参数和支护时机进行了优化，并进一步对优化前后支护效果进行了对比和评价。 对比分析优化支护设计前后的数值仿真分析结果可以发现，优化后(衬砌减薄)围岩变形、塑性区范围与优化前差别不大，均能满足围岩稳定性要求；采用优化后支护设计方案明显减少了衬砌厚度，其中K1+115m桩号断面处衬砌厚度由1.0m减为0.60m，K1+010m桩号断面处衬砌厚度由0.6 m减为0.40m；同时，优化支护设计时机及参数后衬砌和锚杆受力更合理，充分发挥了衬砌及锚杆抵抗外荷载的作用。可见，采用优化支护设计的方案是合理、可靠的。