隧洞开挖过程中围岩安全系数演化特征与支护时机选择方法研究

通过数值模拟,提出一种确定初次支护施作时机的新方法。引入点安全系数评价监测断面开挖边界各点的稳定性,定义所有监测点的点安全系数的几何平均值为整体安全系数,用以评价该断面的整体稳定性,避免选择少数监测点带来的结果特异性。建立围岩整体安全系数与监测断面相对掌子面距离之间的对应关系,一旦围岩整体安全系数降低至允许值,则认为围岩稳定性进入临界状态,对应的相对掌子面位置即为推荐初期支护的施作位置。通过这一方法,可针对某一典型断面,快速确定其初期支护的施作时机,在施工中做到及时反馈。同时,结合不同岩性和地应力条件方案的计算结果,表明了所提出的支护时机选择方法具有较好的规律性,以期为实际工程提供参考。