铁路隧道掌子面极限支护力计算模型研究

成 威

(中铁十八局集团 第五工程有限公司，天津 300450)

摘　要：为探究铁路隧道施工过程中掌子面支护力变化规律，根据铁路隧道掌子面的失稳模式，利用极限分析上限定理，建立了铁路隧道掌子面极限支护力计算模型;利用外力功率和内能耗散率计算得到掌子面的极限支护力，并通过实际工程验证了该计算模型在不同工况下的工程适用性。将极限支护力计算模型所得数据与现场实测数据进行对比分析，结果表明：该模型计算数据与现场实测数据接近，且在变化规律上呈一致性，有效地证明了极限支护力计算模型在工程应用中是合理可靠的。铁路隧道掌子面极限最小支护力的变化规律为：随地层复合角的增大而增大、随土体内摩擦角的增大而减小和随土体黏聚力的增大而减小。该研究成果为隧道开挖过程中的掌子面稳定性分析提供了理论指导与参考。

关键词：铁路隧道;掌子面稳定性;极限支护力;计算模型