大断面隧道机械化施工支护结构设计方法
——以郑万高铁湖北段隧道为例

童建军, 刘大刚, 张 霄, *, 王志龙, 赵思光, 李佳旺

(1. 西南交通大学 交通隧道工程教育部重点实验室， 四川 成都 610031； 2. 西南交通大学土木工程学院， 四川 成都 610031)

0 引言

21世纪以来，随着经济的快速发展及综合国力的日益提高，我国隧道建造技术发展迅猛。当前，我国已经成为世界上隧道工程建设规模最大、建设速度最快、地质条件最复杂的国家。至2019年底，中国运营铁路隧道总长达18 041 km，在建铁路隧道总长约6 419 km，规划铁路隧道长约16 326 km[1]。然而，目前我国隧道施工的机械化程度较低，主要采用人工分部法施工，其开挖次数多、施工效率低、劳动力需求量大、劳动强度高，且难以适应高海拔、高地温、高寒、缺氧等极端环境。

为推动我国隧道施工技术的发展，提高隧道施工机械化，2017年5月，中国国家铁路集团有限公司批准了《郑万高铁大断面隧道安全快速标准化建设关键技术研究》科研立项，对大断面隧道机械化施工系列装备、隧道支护设计方法、大断面隧道施工工法及工艺等关键技术开展系统、深入的研究，目前已在18座隧道(47个工区)实现了机械化全断面法施工[2-7]。大断面隧道机械化施工主要采用全断面法[5]，该工法与传统分部法相比，在掌子面围岩及洞身围岩稳定性2方面存在较大的差异： 1)隧道掌子面围岩稳定性。全断面法与分部法相比[2]，掌子面面积大，导致掌子面挤出变形大、围岩稳定性差，合理的超前支护措施是控制掌子面稳定性的有效手段，因此，需研究适应于软弱围岩隧道全断面法的超前支护设计方法。……