12 / 2025-02-20 16:22:46

过断层隧洞围岩稳定性与支护参数优化研究

过断层隧洞；正交试验；围岩稳定性；结构安全性；支护参数优化

为研究多段断层对围岩变形和支护安全的影响，优化出安全经济的支护方案，故依托滇中引水工程大转弯隧洞，运用FLAC3D软件进行数值仿真，结合正交试验及分析方法，建立了以锚杆长度（因素A）、钢拱架间距（因素B）、喷射混凝土厚度（因素C）为影响因素的16个工况，采用极差法和方差法分析得到各因素的主次顺序，引入考虑安全性和经济性的综合评价系数确定了最优支护方案。结果表明：影响引水隧洞洞室拱顶沉降和初衬应力的主次因素顺序为钢拱架间距（B）、喷射混凝土厚度（C）、锚杆长度（A）；影响洞室底板隆起和初衬底板应力的主次因素顺序为因素C、B、A；影响洞室边墙位移和应力的影响因素主次顺序为A、C、B。计算得到综合评价系数最大的为试验4，其综合评价系数为2.154，优化后的支护方案为锚杆长度4 m、钢拱架间距100 cm、喷混凝土厚度28 cm。现场实践表明该方案下围岩稳定性良好，支护结构安全，实现了预期效果的同时节省了大量资金，进一步佐证了正交试验用以优化支护结构参数的可行性。