2026年 04期

摘要(Abstract)：

为了解决软岩隧道中初期支护结构大变形引发的侵限问题，减少换拱对已侵限围岩造成的扰动，以瑞丽至孟连高速公路西盟段2号隧道为工程背景，依据围岩-结构共同作用原则，提出一种嵌入式背肋梁二次衬砌结构；利用ANSYS软件建立二维嵌入式背肋梁二次衬砌结构模型，通过设定不同的截面尺寸、布置间距，模拟所提出的结构在6种工况时的变形和内力分布特性，确定该结构截面配筋的最优设计参数，并应用于西盟段2号隧道。结果表明：在所建立的模型中，当所提出结构的截面尺寸从边长为400 mm增至高度、宽度分别为600、400 mm且布置间距分别为1.0、1.5、2.0 m时，拱顶处的最大位移分别约从35.6、53.8、71.9 mm减至28.3、42.6、57 mm，该结构在较大截面尺寸时能有效抑制围岩与既有支护结构的变形发展；轴力在布置间距相同时受截面尺寸影响较小，而与布置间距呈正相关；弯矩与所提出结构的截面尺寸、布置间距均呈显著正相关；后期围岩压力监测数据逐步趋于稳定，围岩变形进入稳定阶段，表明所提出的结构在现场应用中效果良好，能有效避免软岩隧道换拱导致的安全风险，保障软岩隧道的结构与施工安全。

关键词(KeyWords)：软岩隧道; 嵌入式背肋梁二次衬砌结构; 数值模拟; 初期支护侵限; 力学特性

基金项目(Foundation):国家自然科学基金项目(52379102)

作者(Author): 马超越，陈铁虎，冯现大

DOI: 10.13349/j.cnki.jdxbn.20260311.001

参考文献(References)：

[1] 中华人民共和国交通运输部. 2024年交通运输行业发展统计公报[EB/OL]. (2025-06-12) [2025-11-01]. https://xxgk.mot.gov.cn/2020/jigou/zhghs/ 202506 / t20250610_4170228.html.

[2] 熊小华, 赵军云, 翁贤杰, 等. 隧道穿越软弱围岩大变形区段初支锁脚大管棚注浆加固效果数值分析[J]. 公 路, 2023,68(4): 392.

[3] 马殷军. 新乌鞘岭隧道岭脊段高地应力软岩大变形控制技术[J]. 中国铁路, 2023(11): 1.

[4] 刘伟. 家竹箐隧道煤系地层段病害特征及成因分析[J]. 隧道建设, 2014, 34(10): 921.

[5] 陈晓军. 西成客专阜川隧道软岩大变形段处理措施及控变对策[J]. 工程技术研究, 2019, 4(18): 144.

[6] 陈建勋, 陈丽俊, 罗彦斌, 等. 大跨度绿泥石片岩隧道大变形机理与控制方法[J]. 交通运输工程学报, 2021, 21(2): 93.

[7] 靳亚峰, 周杰彬, 周威锦. 川西地区极破碎软岩隧道大变形机制分析及控制技术: 以查针梁子隧道工程为例[J]. 隧道建设(中英文), 2024, 44(增刊 1): 344.

[8] 吴小波. 富水黄土隧道初期支护拆换施工技术[J]. 现代隧道技术, 2020, 57(增刊 1): 1118.

[9] 李红君, 朱兴前, 李祝文, 等. 山岭隧道初支侵限原因及换拱技术[J]. 中外公路, 2020, 40(6): 228.

[10] 谭忠盛, 赵金鹏, 张宝瑾. 超大埋深软岩隧道大变形机理及控制技术研究: 以滇藏铁路丽香线哈巴雪山隧道为例[J].隧道建设(中英文), 2024, 44(12): 2307.

[11] Sun Zhenyu, Zhang Dingli, Hou Yanjuan, et al. Support countermeasures for large deformation in a deep tunnel in layered shale with high geostresses[J]. Rock Mechanics and Rock Engineering, 2023, 56(6): 4463.

[12] Zhao Chenyang, Lei Mingfeng, Jia Chaojun, et al. Asymmetric large deformation of tunnel induced by groundwater in carbonaceous shale [J]. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 2022, 81(7): 260.

[13] 李建敦, 肖靖, 江鸿, 等. 浅埋软岩隧道大变形特征及控制措施[J]. 科学技术与工程, 2022, 22(3): 1243.

[14] Chen Andong, Li Zhiqiang, Nie Lichao, et al. Deformation identification and treatment measures for a TBM tunnel crossing a fault zone: a case study[J]. Tunnelling and Underground Space Technology, 2025, 162: 106681.

[15] 王萌伟, 潘屹, 李涛, 等. 大法郎隧道大变形处治方案研究[J]. 公路, 2022, 67(5): 264.

[16] 张帆舸, 黄昌富, 李文兵, 等. 新乌鞘岭隧道穿越断层破碎带施工关键技术研究[J]. 现代隧道技术, 2024, 61(增刊1): 1027.

[17] Liu Weiwei, Chen Jianxun, Luo Yanbin, et al. Deformation behaviors and mechanical mechanisms of double primary linings for large-span tunnels in squeezing rock: a case study[J]. Rock Mechanics and Rock Engineering, 2021, 54(5): 2291.

[18] 王少宏, 杜凌坤, 王令朝. 两水隧道衬砌全断面拆换施工技术与风险控制[J]. 铁道建筑, 2016(12): 57.

[19] JTG 3370. 1—2018 公路隧道设计规范 第一册 土建工程[S].

[20] 李爱群. 混凝土结构设计原理[M] 北京: 中国建筑工业出版社, 2020.

[21] 房倩, 张顶立, 王毅远, 等. 高速铁路隧道初支、 二衬间接触压力研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2011, 30(增刊 2):3377.