軟弱圍巖隧道變形控制主動(dòng)支護(hù)理念及技術(shù)

田四明，吳克非，劉大剛，王明年，王志龍

(1.中國(guó)鐵路經(jīng)濟(jì)規(guī)劃研究院有限公司， 北京 100038；2.西南交通大學(xué) 土木工程學(xué)院，四川 成都 610031；3.西南交通大學(xué) 隧道工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610031)

隧道支護(hù)對(duì)控制隧道變形、確保隧道施工安全至關(guān)重要。一個(gè)完整的隧道支護(hù)體系由圍巖和支護(hù)兩部分構(gòu)成，其中圍巖是主體，支護(hù)是輔助[1]。

從力學(xué)角度分析，隧道支護(hù)本質(zhì)是將圍巖由開挖后的二維應(yīng)力狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿S應(yīng)力狀態(tài)，從而抑制圍巖松弛發(fā)展、提升圍巖自穩(wěn)性[2]。從支護(hù)效能提升途徑看，主要有三種：①利用支護(hù)構(gòu)件支護(hù)作用，變“被動(dòng)支護(hù)”為“主動(dòng)支護(hù)”，充分調(diào)動(dòng)和發(fā)揮圍巖自支護(hù)能力，實(shí)現(xiàn)“由圍巖支護(hù)圍巖”的目標(biāo)，這一點(diǎn)在軟弱或特殊圍巖變形控制中尤為重要；②提升支護(hù)構(gòu)件本身的力學(xué)性能，如采用高性能支護(hù)材料或構(gòu)件類型，提升支護(hù)效能；③強(qiáng)調(diào)支護(hù)的及時(shí)性，盡量減少因支護(hù)滯后所造成的圍巖松弛發(fā)展。

然而現(xiàn)階段我國(guó)隧道施工在變形控制方面，特別是軟弱圍巖隧道變形問題仍較為突出，具體表現(xiàn)為支護(hù)變形速率高、變形總量大，支護(hù)開裂現(xiàn)象較為普遍，嚴(yán)重者更會(huì)導(dǎo)致支護(hù)構(gòu)件拆換現(xiàn)象發(fā)生，不僅大幅降低施工工效，且危及支護(hù)結(jié)構(gòu)安全。因此，軟弱圍巖隧道變形控制已成為困擾我國(guó)隧道正常修建的瓶頸問題之一，主要表現(xiàn)為三個(gè)方面：①理念上普遍重視和強(qiáng)調(diào)支護(hù)的被動(dòng)承載作用，忽視對(duì)圍巖自支護(hù)能力的調(diào)動(dòng)和發(fā)揮；②采用的支護(hù)材料或構(gòu)件力學(xué)性能普遍較低，不能很好地發(fā)揮支護(hù)受力效能；③受施工工法、作業(yè)方式等影響，支護(hù)力提供及時(shí)性不足，未能很好地抑制圍巖初期變形發(fā)展。

針對(duì)隧道變形控制的問題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者采用現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)方法[3-7]、數(shù)值計(jì)算[8]及理論分析[9-15]，對(duì)軟弱圍巖變形機(jī)制及控制技術(shù)進(jìn)行了較多的研究。而關(guān)于主動(dòng)控制變形概念則較少提及，其中肖廣智[16]從支護(hù)措施上給出了主動(dòng)控制變形概念，并對(duì)國(guó)內(nèi)外主動(dòng)變形控制技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，證明了采用主動(dòng)支護(hù)技術(shù)控制圍巖變形，調(diào)動(dòng)圍巖自承載作用在隧道修建中的重要性。

現(xiàn)有研究均未對(duì)軟弱圍巖變形機(jī)制及變形主動(dòng)支護(hù)控制原理進(jìn)行深入分析，鑒于此，本文在系統(tǒng)總結(jié)和歸納國(guó)內(nèi)外既有研究成果基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)內(nèi)外隧道成功實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出主動(dòng)支護(hù)控制隧道變形的理念，并系統(tǒng)研究分析了主動(dòng)支護(hù)作用原理、主動(dòng)支護(hù)構(gòu)件類型及主動(dòng)支護(hù)施工裝備等內(nèi)容，以期進(jìn)一步提升我國(guó)軟弱圍巖隧道變形主動(dòng)控制技術(shù)水平。

1 軟弱圍巖隧道變形機(jī)制及主動(dòng)控制原理

1.1 軟弱圍巖隧道變形機(jī)制

軟弱圍巖隧道開挖引起的圍巖應(yīng)力狀態(tài)調(diào)整是造成圍巖變形的主要原因，而圍巖應(yīng)力狀態(tài)與圍巖力學(xué)參數(shù)、支護(hù)力提供的及時(shí)與否存在極大的相關(guān)性。目前，較多隧道施工中普遍重視以鋼拱架(型鋼、格柵)和噴射混凝土組成的初期支護(hù)及二次襯砌的被動(dòng)支護(hù)作用，而對(duì)于主動(dòng)加固圍巖(提高圍巖力學(xué)參數(shù))、主動(dòng)提供支護(hù)力方面不夠重視，導(dǎo)致不能充分發(fā)揮圍巖自身承載能力，圍巖變形較大，施工安全隱患較多[16]。

引起軟弱圍巖應(yīng)力調(diào)整的因素較多，如圍巖本身物理力學(xué)特性、開挖施工工法及支護(hù)類型等，且各因素間具有一定的交互作用，故軟弱圍巖變形是一個(gè)極其復(fù)雜的力學(xué)演化過程[17]，見圖1，隨著隧道爆破開挖的擾動(dòng)，圍巖應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生調(diào)整，弱化了圍巖物理力學(xué)參數(shù)，進(jìn)而致使圍巖變形。圍巖的變形導(dǎo)致圍巖裂隙擴(kuò)張，加之地下水的影響，進(jìn)一步加速了圍巖物理力學(xué)參數(shù)的弱化。對(duì)圍巖變形量進(jìn)行概化表示為

圖1 軟弱圍巖隧道變形機(jī)制

u=f(αr,αη,αx,αs,αe,αp,αt,αD)

(1)

式中：u為圍巖變形量；αr為圍巖物理力學(xué)參數(shù)；αx為開挖面距離；αη為圍巖軟化系數(shù)；αs為支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)；αe為開挖方法參數(shù)；αp為圍巖應(yīng)力參數(shù)；αt為時(shí)間參數(shù)；αD為施工擾動(dòng)參數(shù)。

通過對(duì)軟弱圍巖變形機(jī)制的分析，可將引起軟弱圍巖變形的主要因素概括為兩點(diǎn)，即

(1)開挖后圍巖力學(xué)參數(shù)的降低；

(2)開挖后支護(hù)力提供不及時(shí)。

下面將從這兩方面展開對(duì)軟弱圍巖隧道變形主動(dòng)控制原理的分析。

1.2 軟弱圍巖隧道變形主動(dòng)控制原理

1.2.1 圍巖力學(xué)參數(shù)

隧道開挖后，圍巖力學(xué)參數(shù)的降低受多種因素影響，如開挖擾動(dòng)、圍巖裂隙的擴(kuò)展(遇水軟化)等，圍巖的應(yīng)力狀態(tài)及變形受圍巖力學(xué)參數(shù)影響較大[18]，見圖2、圖3，隨著圍巖力學(xué)參數(shù)的變化，圍巖處于不同的應(yīng)力狀態(tài)，且圍巖力學(xué)參數(shù)越弱，塑性區(qū)范圍及變形越大?？梢?，主動(dòng)加固圍巖自身力學(xué)參數(shù)，可有效的減小圍巖變形，提高圍巖的穩(wěn)定性。

圖2 圍巖參數(shù)與圍巖應(yīng)力狀態(tài)關(guān)系曲線

圖3 圍巖參數(shù)與洞周變形關(guān)系曲線

(1)開挖擾動(dòng)

山嶺隧道通常使用鉆爆法施工，而爆破對(duì)圍巖穩(wěn)定性的影響表現(xiàn)為原巖應(yīng)力發(fā)生變化，物理力學(xué)性能劣化及產(chǎn)生新的爆破裂紋或原有裂紋的擴(kuò)展，從而使圍巖產(chǎn)生較大變形，嚴(yán)重影響圍巖的穩(wěn)定性。較多學(xué)者關(guān)于爆破對(duì)圍巖的擾動(dòng)進(jìn)行了相關(guān)研究，其中楊小林等[19]基于損傷力學(xué)推導(dǎo)了爆破對(duì)巖體質(zhì)量指標(biāo)BQ影響系數(shù)的表達(dá)式，定量分析了爆破對(duì)圍巖質(zhì)量的影響及損傷程度，表達(dá)式為

η=1-(3ΔR+250D)/BQ0

(2)

式中：ΔR為爆破前后巖石的單軸抗壓強(qiáng)度之差；D為根據(jù)彈性波速定義的損傷變量，D=1-(VPB/VPO)2，VPB、VPO分別為爆破前后巖體的彈性縱波波速；BQ0為爆破前巖體BQ指標(biāo)，研究成果表明爆破可使巖體基本質(zhì)量指標(biāo)BQ值減小10%～30%。

我國(guó)目前對(duì)于軟弱圍巖的開挖方法已逐步由傳統(tǒng)的小型機(jī)械分部開挖法轉(zhuǎn)變?yōu)榇笮蜋C(jī)械化全斷面開挖，一次性爆破成型，有效地控制了爆破對(duì)圍巖的擾動(dòng)，見圖4。因此，為減弱爆破對(duì)圍巖的擾動(dòng)影響，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)大型機(jī)械化全斷面開挖方法的推廣。

圖4 不同開挖方法爆破擾動(dòng)示意

(2)裂隙擴(kuò)張，遇水軟化

軟弱圍巖一般由固體相、液體相、氣體相等兩相或三相組成的多相體系，自身裂隙較多，且開挖后裂隙進(jìn)一步擴(kuò)張?jiān)龆?，體積增大，加之地下水的軟化作用，導(dǎo)致巖體劣化嚴(yán)重，圍巖變形增大，穩(wěn)定性難以保證[17]。地下水對(duì)軟弱圍巖的軟化程度可用軟化系數(shù)來表征，大量文獻(xiàn)對(duì)其進(jìn)行了研究[20]，見表1。由表1可知，軟質(zhì)巖石軟化程度較大，硬質(zhì)巖石則基本不存在軟化作用。

表1 部分巖石軟化系數(shù)

另外，相關(guān)文獻(xiàn)證明，巖石的飽水程度與巖石的吸水率相關(guān)，即巖石的飽水程度是一個(gè)與時(shí)間相關(guān)的量，巖石軟化具有一定的時(shí)間效應(yīng)，計(jì)算式為

W=f(w,t)

(3)

式中：W為圍巖力學(xué)參數(shù)；w為含水率；t為浸水時(shí)間。

因此，及時(shí)有效的控制巖體裂隙的擴(kuò)張及地下水的滲流侵蝕，可起到控制圍巖變形，提高圍巖穩(wěn)定的作用。

我國(guó)隧道超前支護(hù)構(gòu)件主要有超前注漿、超前管棚等，但由于我國(guó)隧道建設(shè)受成本控制，大型施工裝備的限制，以及對(duì)超前支護(hù)設(shè)計(jì)理念的認(rèn)識(shí)不足，對(duì)于超前支護(hù)的應(yīng)用較少。而較多的工程實(shí)例證明，采用超前支護(hù)對(duì)圍巖進(jìn)行加固，通過提高圍巖物理力學(xué)參數(shù)，形成承載加固圈，同時(shí)減小圍巖裂隙的發(fā)展，有效的減弱了圍巖變形，提高了圍巖的整體穩(wěn)定性。故為實(shí)現(xiàn)對(duì)圍巖變形的主動(dòng)控制，可加大對(duì)超前支護(hù)的推廣及應(yīng)用。

1.2.2 支護(hù)力提供

隧道開挖后，圍巖的應(yīng)力狀態(tài)及變形與支護(hù)力存在相關(guān)性見圖5。及時(shí)有效的提供支護(hù)力，可改善圍巖的應(yīng)力狀態(tài)及控制圍巖塑性區(qū)的發(fā)展。

圖5 支護(hù)力與圍巖應(yīng)力狀態(tài)關(guān)系曲線

我國(guó)洞身支護(hù)主要由鋼拱架(型鋼、格柵)和錨噴構(gòu)件(預(yù)應(yīng)力錨(索)桿、早高強(qiáng)噴射混凝土)等構(gòu)成的初期支護(hù)及由模筑鋼筋混凝土構(gòu)成的二次襯砌組成。其中，錨噴支護(hù)可通過直接與圍巖相互作用，形成錨巖組合體，進(jìn)而改善圍巖應(yīng)力狀態(tài)，提高圍巖力學(xué)參數(shù)。但鋼拱架支護(hù)和模筑鋼筋混凝土(考慮承載情況下)并不能直接改變圍巖性質(zhì)，見圖6。而是由于圍巖開挖變形對(duì)圍巖產(chǎn)生的被動(dòng)反力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)支護(hù)功能。從時(shí)間角度上分析，鋼拱架及傳統(tǒng)砂漿錨桿并不能及時(shí)有效的對(duì)圍巖提供支護(hù)作用，而預(yù)應(yīng)錨桿(索)及早高強(qiáng)噴射混凝土支護(hù)則可以實(shí)現(xiàn)。從支護(hù)力角度分析，開挖初期，同一時(shí)間條件下，預(yù)應(yīng)錨桿(索)及早高強(qiáng)噴射混凝土支護(hù)組合體能夠主動(dòng)提供較大且及時(shí)的支護(hù)力，見圖7。預(yù)應(yīng)力錨桿施加后及時(shí)主動(dòng)的提供了支護(hù)力，有效的控制了圍巖的變形，而實(shí)際工程中施作的系統(tǒng)錨桿，是隨圍巖變形被動(dòng)受力，進(jìn)而對(duì)圍巖變形起到控制作用，控制效果滯后且支護(hù)力提供不及時(shí)，導(dǎo)致圍巖變形相對(duì)較大。

圖6 洞身支護(hù)構(gòu)件概化圖

圖7 圍巖-支護(hù)相互作用機(jī)制(不同支護(hù)類型)

綜上分析可知，引起軟弱圍巖隧道變形的因素較多，力學(xué)機(jī)制較為復(fù)雜，僅采用常規(guī)的被動(dòng)提供支護(hù)功能的支護(hù)構(gòu)件是無法有效的提高軟弱圍巖穩(wěn)定性。通過對(duì)軟弱圍巖隧道變形主動(dòng)控制原理的分析可知，若減小軟弱圍巖變形，提高圍巖穩(wěn)定性，需主動(dòng)提高圍巖力學(xué)參數(shù)并及時(shí)有效的提供支護(hù)力，進(jìn)而主動(dòng)改善軟弱圍巖的應(yīng)力狀態(tài)。

隨著我國(guó)施工裝備的快速發(fā)展，用于軟弱圍巖隧道開挖的全斷面施工工法，以及超前支護(hù)、預(yù)應(yīng)力錨桿(索)、早高強(qiáng)噴射混凝土施工工藝的逐漸成熟，具備了實(shí)現(xiàn)對(duì)軟弱圍巖變形主動(dòng)控制、提高圍巖承載能力。

2 軟弱圍巖隧道變形控制主動(dòng)支護(hù)設(shè)計(jì)理念及主動(dòng)支護(hù)技術(shù)

2.1 隧道變形控制主動(dòng)支護(hù)設(shè)計(jì)理念

本文給出隧道變形控制主動(dòng)支護(hù)設(shè)計(jì)理念，即以超前支護(hù)、早高強(qiáng)噴射混凝土及預(yù)應(yīng)力錨桿(索)為主要支護(hù)手段，以主動(dòng)改善圍巖應(yīng)力狀態(tài)為中心，通過主動(dòng)提高圍巖力學(xué)參數(shù)或降低施工對(duì)圍巖力學(xué)參數(shù)的損傷影響，主動(dòng)及時(shí)有效地提供支護(hù)力，充分調(diào)動(dòng)和發(fā)揮圍巖的自穩(wěn)能力，真正實(shí)現(xiàn)圍巖在支護(hù)中的主體地位，并利用圍巖-支護(hù)協(xié)同承載體系達(dá)到控制隧道變形的目的。

將基于現(xiàn)有的主動(dòng)支護(hù)技術(shù)-超前注漿、預(yù)應(yīng)力錨桿(索)及早高強(qiáng)噴射混凝土展開分析，并對(duì)其作用機(jī)制進(jìn)行論述。

2.2 隧道變形控制主動(dòng)支護(hù)技術(shù)

2.2.1 超前注漿

注漿作為一種改善不良地層的特殊施工技術(shù)，是處理軟弱地層的重要手段之一，目前在注漿理論方面的探索取得了巨大的進(jìn)展。袁敬強(qiáng)等[21]通過對(duì)全風(fēng)化花崗巖注漿加固特性試驗(yàn)研究，證明了注漿可有效地提高圍巖力學(xué)參數(shù)，見圖8。

圖8 注漿加固效果

鄭(州)—萬(州)鐵路黃家溝隧道[22]橫洞大里程D1K472+320—D1K472+350段進(jìn)行了超前高壓注漿預(yù)加固，在保證隧道施工安全的同時(shí)，提高了圍巖的整體穩(wěn)定性?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果表明，采用超前注漿加固可控制隧道超挖量、減少噴射混凝土用量、節(jié)省隧道開挖和噴射混凝土作業(yè)時(shí)間，從而加快了隧道整體施工進(jìn)度。通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)Ⅴ級(jí)圍巖的統(tǒng)計(jì)分析，開挖進(jìn)度由注漿前每月45 m提高到注漿后每月50～60 m，施工效率提高約22%，且滲水量明顯減少。

2.2.2 預(yù)應(yīng)力錨桿(索)

長(zhǎng)期以來我國(guó)隧道施工慣用普通砂漿錨桿，由于其注漿質(zhì)量難以保證、錨固力受砂漿材料齡期影響不能及時(shí)達(dá)到早期強(qiáng)度，且我國(guó)隧道支護(hù)施工以人工方式為主，總體機(jī)械化水平不高，導(dǎo)致錨桿(索)、噴射混凝土等主動(dòng)支護(hù)施做質(zhì)量難以保證，故在抑制隧道圍巖早期變形方面往往效果欠佳。近些年，為適應(yīng)不同工程支護(hù)需求，錨桿(索)已發(fā)展有多種類型[23-24]，如低預(yù)應(yīng)力中空錨桿、自進(jìn)式中空錨桿、恒阻變形錨桿(索)等，為隧道主動(dòng)支護(hù)構(gòu)件選擇提供了良好的條件。

周輝等[25]通過室內(nèi)試驗(yàn)及有限元數(shù)值計(jì)算對(duì)預(yù)應(yīng)力錨桿對(duì)板巖劣化的控制機(jī)制進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，預(yù)應(yīng)力錨桿削弱了裂隙尖端應(yīng)力集中現(xiàn)象，有效地抑制了巖體內(nèi)裂隙的擴(kuò)展與貫通、板裂化破壞的形成，且能在一定程度上控制板裂化破壞的范圍。

鄭(州)—萬(州)鐵路隧道[22]通過設(shè)置試驗(yàn)段，分析了漲殼式預(yù)應(yīng)力中空錨桿控制圍巖變形的效果。漲殼式預(yù)應(yīng)力中空錨桿布設(shè)在隧道拱部150°范圍內(nèi)，施做采用鑿巖臺(tái)車或錨桿鉆注一體機(jī)機(jī)械化作業(yè)，施加40 kN以上初始張拉力，注漿材料水灰比0.3∶1～0.4∶1，注漿壓力控制0.5～1.2 MPa，可保證錨桿桿體注漿飽滿。通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，荷載值與臨空面位移關(guān)系曲線見圖9。由圖9可見，較之同參數(shù)下普通砂漿錨桿，漲殼式預(yù)應(yīng)力中空錨桿可有效降低圍巖變形20%～40%。

圖9 荷載值與臨空面位移關(guān)系曲線

2.2.3 早高強(qiáng)(纖維)噴射混凝土

隨著混凝土材料技術(shù)的發(fā)展，噴射混凝土逐漸進(jìn)入高性能時(shí)代[26]。軟巖隧道承載能力低、變形速率快，普通噴混凝土早期強(qiáng)度低，作為傳統(tǒng)支護(hù)對(duì)策已無法應(yīng)對(duì)，故對(duì)于軟巖隧道，初期支護(hù)設(shè)計(jì)需要盡快提高噴混凝土的早齡期強(qiáng)度，以利于圍巖初期變形速率的控制。從主動(dòng)支護(hù)對(duì)噴射混凝土力學(xué)需求角度分析，早高強(qiáng)噴射混凝土、纖維噴射混凝土的發(fā)展為主動(dòng)支護(hù)構(gòu)件選擇提供了良好條件。相應(yīng)地，作為初期支護(hù)重要組成部分的噴射混凝土，其噴射后的強(qiáng)度變化規(guī)律及硬化速度也極大地影響圍巖的變形及應(yīng)力重分布。

(1)早高強(qiáng)噴射混凝土

張德華等[27]為探明噴射混凝土的強(qiáng)度增長(zhǎng)規(guī)律及其硬化速度對(duì)初期支護(hù)性能的影響，結(jié)合隧道工程實(shí)踐，進(jìn)行了一系列噴射混凝土現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，建立了噴射混凝土強(qiáng)度和彈性模量增長(zhǎng)規(guī)律，確定了噴射混凝土硬化速度對(duì)初期支護(hù)性能的影響規(guī)律，見圖10。由圖10可見，在軟弱圍巖中提高噴混凝土的早期強(qiáng)度十分重要，是控制圍巖變形和穩(wěn)定的關(guān)鍵，噴混凝土早期強(qiáng)度越大，對(duì)控制拱頂沉降變形效果越顯著。

圖10 不同硬化條件下拱頂沉降值

蘭(州)— 渝(重慶)鐵路木寨嶺隧道大戰(zhàn)溝斜井變形控制中，采用早高強(qiáng)噴射混凝土替代原C25普通混凝土，噴層厚度25 cm，其余支護(hù)參數(shù)不變，開展了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究。早高強(qiáng)噴射混凝土與普通噴射混凝土支護(hù)效果對(duì)比見圖11。由圖11可知，早高強(qiáng)噴混凝土技術(shù)能夠有效遏制圍巖早期變形發(fā)展，與普通噴射混凝土段支護(hù)效果相比，拱頂沉降減小了54%，水平收斂減小了42%。

圖11 早高強(qiáng)噴射混凝土與普通噴射混凝土支護(hù)效果對(duì)比

(2)纖維噴射混凝土

纖維可改善混凝土的韌性、抗沖擊性以及其他性能。通過在混凝土中摻合一定比例的纖維，形成纖維噴射混凝土，可顯著提升混凝土的抗拉強(qiáng)度和變形能力，阻止原有缺陷擴(kuò)展并延緩新裂縫形成。現(xiàn)階段采用的纖維類型主要包括鋼纖維、合成纖維及纖維素纖維等，評(píng)價(jià)纖維噴混凝土的指標(biāo)主要包括兩個(gè)方面:①纖維特征參數(shù);②纖維噴混凝土韌性指標(biāo)。試驗(yàn)證明，纖維(鋼纖維、聚丙烯纖維)噴射混凝土具有防止混凝土剝落的效果，同時(shí)可有效提高噴射混凝土承載能力。

隧道工程中采用噴射鋼纖維混凝土在世界多國(guó)家已得到了較為廣泛的應(yīng)用，我國(guó)雖起步較晚，但近些年已在鐵路和公路隧道以及其他領(lǐng)域開始使用，并取得了較好的效果。其中，秦嶺隧道部分地段按設(shè)計(jì)要求施作了摻鋼纖維噴射混凝土作為永久支護(hù)，并通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)噴射鋼纖維混凝土力學(xué)特性的測(cè)試，表明支護(hù)結(jié)構(gòu)具有較高的穩(wěn)定性，保證了秦嶺隧道的施工質(zhì)量。

3 結(jié)論

本文針對(duì)軟弱圍巖隧道變形控制難題，結(jié)合我國(guó)隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)研究成果，對(duì)隧道變形控制主動(dòng)支護(hù)設(shè)計(jì)理念進(jìn)行了詳細(xì)介紹，主要結(jié)論如下：

(1)通過對(duì)軟弱圍巖隧道變形機(jī)制及主動(dòng)支護(hù)原理的分析，明確了改善圍巖應(yīng)力狀態(tài)、提高圍巖力學(xué)參數(shù)(降低對(duì)圍巖力學(xué)參數(shù)的損傷)、及時(shí)提供支護(hù)力等是減弱軟弱圍巖隧道變形、提高軟弱圍巖穩(wěn)定性的有效途徑，并給出了軟弱圍巖隧道變形控制主動(dòng)支護(hù)設(shè)計(jì)理念。

(2)結(jié)合現(xiàn)有成果，對(duì)主動(dòng)支護(hù)構(gòu)件包括超前注漿、預(yù)應(yīng)力錨桿(索)及早高強(qiáng)(纖維)噴射混凝土的主動(dòng)支護(hù)效果進(jìn)行了分析，并結(jié)合典型工程實(shí)例證明了主動(dòng)支護(hù)在設(shè)計(jì)中的重要作用。

雖然我國(guó)在隧道主動(dòng)設(shè)計(jì)理論上取得了較大的進(jìn)步，但我國(guó)軟弱圍巖變形控制主動(dòng)支護(hù)定量設(shè)計(jì)方法仍需完善，需進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)主動(dòng)支護(hù)參數(shù)的定量化設(shè)計(jì)并加強(qiáng)實(shí)踐應(yīng)用。