超大跨扁平地下洞庫錨噴支護受力特征研究

洪開榮， 劉永勝， 楊朝帥， 3， 潘 岳

(1. 中鐵隧道局集團有限公司， 廣東 廣州 511458； 2. 廣東省隧道結構智能監(jiān)控與維護企業(yè)重點實驗室，廣東 廣州 511458； 3. 中鐵隧道勘察設計研究院有限公司， 廣東 廣州 511458)

0 引言

隨著大斷面隧道建造技術的快速發(fā)展，國內外大力開發(fā)大跨度地下工程，如單向4車道隧道、大型地下車站、地下能源儲藏室、地下公共設施及其他特殊用途的人防工程等。洞庫跨度的增大必然使斷面擴大，因此巨跨洞庫在施工過程中常面臨技術難度大、易產生災害事故、工程風險高等實際問題[1-2]；而扁平洞庫的扁平率低，應力重分布情況更復雜[3]。從目前的研究來看，大跨度洞庫在開挖過程中圍巖荷載分布和支護力學特性較常規(guī)洞庫更為復雜，結構穩(wěn)定性差，極易發(fā)生圍巖失穩(wěn)[4-5]，而扁平大跨度洞庫由于洞形特殊，拱頂穩(wěn)定性更差，施工難度更大，安全系數更低，需要采用特殊的施工方法并及時采取針對性的支護措施，以保證施工安全[6-7]。

在開挖方面，大跨度地下工程多采用分部開挖，即把隧道開挖大斷面分割為小斷面，以確保開挖面自穩(wěn)[8-9]。在支護方面，錨噴支護結構(主要包括系統(tǒng)錨桿、預應力錨索和鋼筋網噴射混凝土)自20世紀50年代問世以來，隨著現代支護結構原理尤其是新奧法的發(fā)展，已在世界各國礦山、建筑、鐵道、水工及軍工等領域廣泛應用[10]。錨噴支護具有支護及時、柔性、圍巖與支護密貼、封閉、施工靈活等工藝特點，因此，既能充分發(fā)揮圍巖的自承作用和材料的承載作用[10-13]，也可以在不同巖類、不同跨度、不同用途的地下工程中承受靜載或動載，用作臨時支護、永久支護或用于結構補強以及冒落修復等[14-15]。此外，錨噴支護結構還能與其他結構形式結合組成復合式支護。

目前，已有案例采用分部開挖和錨噴支護措施施工70 m級地下洞庫且建造成功[16]。但是，已有的規(guī)范和計算方法主要是針對跨度在30 m以下的地下工程，跨度超過60 m的已經超出了已有計算方法的適用范圍。對支護結構和圍巖受力特征的準確認知，是充分發(fā)揮支護結構支護效能的前提。

針對支護結構的力學機制，國內外學者開展了大量研究。劉宇鵬等[17]通過基于應變軟化特性的深埋隧道彈塑性解，采用錨桿中性點理論，系統(tǒng)地分析高地應力軟巖隧道短錨桿支護失效機制，并論證高地應力軟巖隧道中對錨桿進行加長的必要性。陶文斌等[18]針對深部巷道采用加長或全長錨固錨桿支護時，錨桿的錨固段整體受力不均、抗剪切承載能力低以及無法適應大變形等問題，提出高預緊力后張法全長錨固支護方法。朱家道[19]基于巖體破壞準則和Hoek-Brown曲線分析了軟巖巷道圍巖的受力特征。羅基偉等[20]將預應力錨桿-錨索協(xié)同支護體系應用于32.7 m跨度的隧道中，結果表明預應力錨索可調動深層圍巖的承載力承擔圍巖荷載，并提高錨桿組合拱的穩(wěn)定性。袁偉澤等[21]研究了大跨度扁平地下洞室支護效果的影響因素，結果表明隨著錨索預應力值的增加，洞庫圍巖拱頂各監(jiān)測點的位移、最大剪應變、錨桿拉力以及襯砌最大主應力均呈現減小的趨勢。總的來說，目前針對跨度超過50 m的超大跨扁平地下洞庫支護結構受力特征的研究較少，研究方法也是以數值模擬為主，因此，對此類地下洞庫工程的支護結構受力特征開展深入研究并在施工過程中進行長期監(jiān)測是十分必要的。

本文依托某巨跨洞庫工程開展巨跨超扁平地下洞庫開挖過程中的支護技術研究。該洞庫跨度遠超50 m，屬巨跨超扁平結構地下暗挖洞庫，是世界人工洞室第一大跨。鑒于目前施工實踐方面無成熟經驗可借鑒，基于FLAC3D軟件對巨跨洞庫錨噴支護進行數值模擬研究，得到不同支護結構的受力情況，并對不同支護結構的支護效果進行對比分析，以期為巨跨洞庫施工過程中支護工藝的選取提供理論依據。

1 依托工程概況

國內某巨跨地下洞庫工程跨度遠超50 m、矢跨比0.20，是單跨最大、扁平率最小、覆巖最薄、建設難度最大的地下洞庫工程。工程的開挖跨度大大超出了常規(guī)跨度，挑戰(zhàn)了現有人工地下洞庫的跨度、規(guī)模及建設水平，突破了現有地下工程建設理論的應用范疇和相關規(guī)范的適用范圍，無論是從理論上還是實踐上，均有一定的探索性。

研究區(qū)內巖石強度普遍較高，巖石風化作用微弱，基本不存在強風化巖體。巖石節(jié)理裂隙不發(fā)育，完整性較好。

此洞庫采用鉆爆法施工，施工期間需分部開挖，形成群洞效應。為了保證施工過程中圍巖的穩(wěn)定性，開挖預留中間巖柱。現場采用雙巖柱開挖方法進行施工，其斷面分塊形式如圖1所示。

圖1 斷面分塊形式

2 數值模擬分析

2.1 計算方法和計算模型

對于洞室群開挖過程中圍巖及支護結構應力應變特性的研究，目前主要思路是通過數值模擬計算得到圍巖及支護結構的力學響應及變形特性[22]。為驗證數值模擬分析的結果，需選擇典型里程斷面，埋設變形受力測試元器件，對現場施工過程中錨噴結構的實際受力過程進行測量分析，并與數值模擬計算結果進行對比。結合現場實測數據和數值模擬計算結果，分析巨跨洞庫錨噴支護受力特征規(guī)律，并得出相應的結論。

基于FLAC3D數值模擬軟件建立三維模型，如圖2所示。模型高140 m，寬350 m，縱向長120 m。單元數量363 300個，節(jié)點數量763 800個，采用摩爾-庫侖本構模型。采用殼單元(shell)模擬噴射混凝土，錨桿單元(cable)模擬預應力錨索。

圖2 數值模擬模型示意圖

根據地質勘察資料，按Ⅲ級圍巖確定計算參數，如表1所示。錨索為預應力錨索，長25 m，間距3.6 m，彈性模量為20 600 MPa，極限抗拉強度標準值為1 860 MPa，軸拉力設計值為1 500 kN，預應力為1 200 kN；錨桿為中空砂漿錨桿，長6 m，間距1.2 m，彈性模量為20 600 MPa，抗拉強度設計值為400 MPa，直徑為36 mm。

表1 圍巖力學參數

在垂直方向上限制模型底部的位移，在水平方向上限制模型兩側的位移，頂部承受初始地應力。根據地質勘察資料，最大地應力為7.93 MPa，最小地應力為4.9 MPa，取平均值6.42 MPa； 側壓力系數取2.0。模擬步驟為： 施加初始應力場后，依次開挖第①部、②左和②右、③左和③右、④左和④右、第⑤部圍巖，分塊形式如圖1所示，并跟進支護結構，直至計算平衡。

2.2 巨跨洞庫錨桿支護受力特征研究

2.2.1 計算工況和模型參數

本節(jié)主要研究分析系統(tǒng)錨桿支護受力特征，計算模型如圖2所示，分步開挖步驟如圖1所示，系統(tǒng)錨桿的計算模型如圖3所示。

2.2.2 計算結果分析

通過數值模擬分析得到開挖過程中系統(tǒng)錨桿軸力，如圖4所示。

圖4(a)示出第①部導洞開挖后特征斷面處的系統(tǒng)錨桿軸力。導洞開挖后，及時跟進支護手段。從計算結果可以看到，系統(tǒng)錨桿產生一定的軸向拉力，但錨桿軸力很小，最大值在錨桿2～3 m處，僅為344 N，表明錨桿對圍巖的支護作用很小。

圖3 系統(tǒng)錨桿計算模型

圖4(b)示出第②部左側導洞開挖后特征斷面處的系統(tǒng)錨桿軸力。②部左側導洞開挖后，及時跟進支護手段。從計算結果可以看到，由于圍巖卸荷作用，系統(tǒng)錨桿出現軸向拉力。其中，①部導洞拱部的錨桿拉力也進一步增大，但總體上錨桿軸力很小，最大值在錨桿2～3 m處；②部左側導洞開挖后①部錨桿軸力最大值僅為482 N，②部左側導洞錨桿軸力最大值僅為323 N，錨桿對圍巖的支護作用很小。

圖4(c)示出第②部右側導洞開挖后特征斷面處的系統(tǒng)錨桿軸力。②部右側導洞開挖后，及時跟進支護手段。從計算結果可以看到，由于圍巖卸荷作用，系統(tǒng)錨桿出現軸向拉力。其中，①部導洞和②部左側導洞拱部的錨桿軸力也進一步增大，但總體上錨桿軸力很小。②部右側導洞開挖后，①部錨桿軸力最大值僅為531 N，②部左側導洞錨桿軸力最大值僅為499 N，②部右側導洞錨桿軸力最大值僅為304 N，錨桿對圍巖的支護作用很小。

圖4(d)示出第③部左側下臺階開挖后特征斷面處的系統(tǒng)錨桿軸力。從計算結果可以看到，③部左側下臺階開挖后，系統(tǒng)錨桿軸力總體上都很小。其中，③部左側下臺階錨桿最大軸力僅為244 N，拱部錨桿最大軸力僅為539 N，錨桿對圍巖的支護作用很小。

圖4(e)示出第③部右側下臺階開挖后特征斷面處的系統(tǒng)錨桿軸力。從計算結果可以看到，③部右側下臺階開挖后，系統(tǒng)錨桿軸力總體上都很小。其中，③部左側下臺階錨桿最大軸力僅為249 N，③部右側下臺階錨桿最大軸力僅為233 N，拱部錨桿最大軸力僅為547 N，錨桿對圍巖的支護作用很小。

圖4(f)示出第④部左側巖柱支撐開挖后特征斷面處的系統(tǒng)錨桿軸力。從計算結果可以看到，④部左側巖柱支撐開挖后，系統(tǒng)錨桿軸力有一個較明顯的增量，但系統(tǒng)錨桿的軸力總體較小。由于巖柱支撐開挖卸荷，拱部圍巖應力變形有了較大的調整，導致系統(tǒng)錨桿軸力變化較大。①部中導洞、②部左側導洞和②部右側導洞的系統(tǒng)錨桿最大軸力分別為794、753、411 N，相比上一個施工部分別增加了45.16%、45.37%和15.77%。這表明，巖柱對圍巖的穩(wěn)定有一個強有力的支撐作用，拆巖柱施工部是整個工程施工最關鍵的工序。

圖4(g)示出第④部右側巖柱支撐開挖后特征斷面處的系統(tǒng)錨桿軸力。從計算結果可以看到，④部右側巖柱支撐開挖后，系統(tǒng)錨桿軸力同樣有一個較明顯的增量，但軸力總體較小。由于右側巖柱支撐開挖卸荷，拱部圍巖應力變形有了較大的調整，導致系統(tǒng)錨桿軸力變化較大。①部中導洞、②部左側導洞、②部右側導洞、④部左側拱頂的系統(tǒng)錨桿最大軸力分別為852、794、562、589 N，相比上一個施工部分別增加了7.3%、5.4%、36.7%、28.88%。

圖4(h)示出第⑤部巖體開挖后特征斷面處的系統(tǒng)錨桿軸力。從計算結果可以看到，⑤部巖體開挖使得系統(tǒng)錨桿軸力的增量非常小，且整個系統(tǒng)錨桿支護的軸力也很小，其中③部邊墻錨桿最大軸力僅為407 N，拱部錨桿最大軸力僅為960 N，錨桿對圍巖的支護作用很小。

巨跨洞庫不同施工部開挖過程中，特征斷面處特征點位上錨桿最大軸力的計算值如表2所示。從表中可以看到，拱部的錨桿軸力較大，而邊墻部位的錨桿軸力較小，其中①部中導洞錨桿軸力最大，但也僅僅為860 N，說明系統(tǒng)錨桿對圍巖的加固支護作用較小。

(a) 開挖第①部導洞后

(b) 開挖第②部左側導洞后

(c) 開挖第②部右側導洞后

(d) 開挖第③部左側下臺階后

(e) 開挖第③部右側下臺階后

(f) 開挖第④部左側巖柱后

(g) 開挖第④部右側巖柱后

(h) 開挖第⑤部巖體后

表2 巨跨洞庫不同施工部條件下特征點位錨桿最大軸力計算值

2.3 巨跨洞庫鋼筋網噴射混凝土結構受力特征研究

2.3.1 計算工況和模型參數

本節(jié)主要研究分析鋼筋網噴射混凝土結構的受力特征，計算模型如圖2所示。噴射混凝土結構的計算模型如圖5所示。

圖5 噴射混凝土結構計算模型

2.3.2 計算結果分析

通過數值模擬分析，得到巨跨洞庫不同施工部特征斷面處特征點位上噴射混凝土最大內力(彎矩、剪力和軸力)的計算值，如表3—5所示。

由表3—5可知，拱部的噴射混凝土內力均較大，而邊墻部位的噴射混凝土內力均較小，其中①部中導洞噴射混凝土內力最大，最大彎矩、剪力和軸力分別為58.5 N·m、19.33 N、894.2 N。內力值很小，說明噴射混凝土結構對圍巖的支護作用較小。

鋼筋網噴射混凝土屬于被動支護結構，主要通過圍巖開挖變形時對圍巖產生的被動反力實現支護功能。計算結果表明，在開挖過程中，噴射混凝土結構受力小，主要起協(xié)助圍巖承載的作用。

表3 巨跨洞庫不同施工部條件下特征點位噴射混凝土最大彎矩計算值

表4 巨跨洞庫不同施工部條件下特征點位噴射混凝土最大剪力計算值

2.4 巨跨洞庫預應力錨索結構受力特征研究

2.4.1 計算工況和模型參數

本節(jié)主要研究分析預應力錨索結構的受力特征，計算模型如圖2所示，預應力錨索結構的計算模型如圖6所示。

2.4.2 計算結果分析

2.4.2.1 第①部中導洞開挖

圖7示出第①部中導洞開挖過程中特征斷面上錨索拉力隨掌子面距離的變化曲線。曲線圖橫坐標表示特征斷面與當前開挖部掌子面的距離。當特征斷面在掌子面前方，橫軸坐標為負值；當特征斷面在掌子面后方，橫軸坐標為正值；當特征斷面與掌子面重合，橫軸坐標為零。從計算結果可以看到，①部導洞開挖后，及時跟進錨噴支護構件，預應力錨索拉力略有增大。在特征斷面上，①部導洞拱部錨索拉力最大值為1 219.4 kN，遠小于錨索拉力設計值1 500 kN，錨索結構處于安全范圍內。

表5 巨跨洞庫不同施工部條件下特征點位噴射混凝土最大軸力計算值

圖6 預應力錨索結構模型

圖7 第①部中導洞開挖過程中特征斷面上錨索拉力變化曲線

2.4.2.2 第②部左側邊導洞開挖

圖8示出第②部左側導洞開挖過程中特征斷面上錨索拉力隨掌子面距離的變化曲線。從計算結果可以看到，②部左側導洞開挖后，及時跟進錨噴支護構件，預應力錨索拉力逐步增大。在特征斷面上，①部導洞拱部錨索拉力最大值為1 227.3 kN，②部左側導洞拱部錨索拉力最大值為1 223.4 kN，均遠小于錨索拉力設計值1 500 kN，錨索結構處于安全范圍內。

圖8 第②部左側導洞開挖過程中特征斷面上錨索拉力變化曲線

2.4.2.3 第②部右側邊導洞開挖

圖9示出第②部右側導洞開挖過程中特征斷面上錨索拉力隨掌子面距離的變化曲線。從計算結果可以看到，②部右側導洞開挖后，及時跟進錨噴支護構件，預應力錨索拉力逐步增大。在特征斷面上，①部導洞拱部錨索拉力最大值為1 232.1 kN，②部左側導洞和右側導洞拱部錨索拉力最大值分別為1 230.5 kN和1 219.7 kN，均遠小于錨索拉力設計值1 500 kN，錨索結構處于安全范圍內。

圖9 第②部右側導洞開挖過程中特征斷面上錨索拉力變化曲線

2.4.2.4 第③部左、右側下臺階開挖

經計算得知，第③部左側下臺階開挖后，拱部1 MS、2 MSZ和2 MSY 3個特征點處的錨索拉力增量分別為1.6、0.3、0.2 kN，表明第③部左側下臺階開挖對圍巖應力的調整影響很小，錨索拉力幾乎不變。

第③部右下臺階開挖后，拱部1 MS、2 MSZ和2 MSY 3個特征點處的錨索拉力增量分別為0.2、0.3、0.2 kN，表明第③部右側下臺階開挖對圍巖應力的調整影響也非常小，錨索拉力幾乎不變。

2.4.2.5 第④部左側巖柱支撐開挖

圖10示出第④部左側巖柱開挖過程中特征斷面上錨索拉力變化曲線。從計算結果可以看到，④部左側巖柱開挖后，及時跟進錨噴支護構件，預應力錨索拉力有較大程度的增加。在特征斷面上，①部導洞拱部錨索拉力最大值為1 259.8 kN，②部左側導洞和右側導洞拱部錨索拉力最大值分別為1 258.4 kN和1 242.8 kN，④部左側拱頂錨索拉力最大值為1 228.6 kN，均遠小于錨索拉力設計值1 500 kN，錨索結構處于安全范圍內。另外，第④部左側巖柱拆除過程中，錨索拉力增幅較大，表明原先由巖柱支撐的圍巖壓力，在巖柱拆除后轉移到由錨索結構來承擔，錨索對圍巖穩(wěn)定起主要支護作用。

圖10 第④部左側巖柱開挖過程中特征斷面上錨索拉力變化曲線

2.4.2.6 第④部右側巖柱支撐開挖

圖11示出第④部右側巖柱開挖過程中特征斷面上錨索拉力變化曲線。從計算結果可以看到，④部右側巖柱開挖后，及時跟進錨噴支護構件，預應力錨索拉力有較大程度的增加。在特征斷面上，①部導洞拱部錨索拉力最大值為1 286.2 kN，②部左側導洞和右側導洞拱部錨索拉力最大值分別為1 278.1 kN和1 271.1 kN，④部左側巖柱和右側巖柱的拱頂部位錨索拉力最大值分別為1 258.3 kN和1 225.9 kN，均遠小于錨索拉力設計值1 500 kN，錨索結構處于安全范圍內。另外，第④部右側巖柱拆除過程中，錨索拉力增幅較大，表明原先由巖柱支撐的圍巖壓力，在巖柱拆除后轉移到由錨索結構來承擔，錨索對圍巖穩(wěn)定起主要支護作用。

2.4.2.7 第⑤部巖體開挖

第⑤部右下臺階開挖后，拱部1 MS、2 MSZ、2 MSY、4 MSZ、4 MSY 5個特征點處的錨索拉力增量分別為1.3、0.5、0.3、0.4、0.2 kN，表明第⑤部巖體開挖對圍巖應力的調整影響非常小，對錨索拉力的變化也沒有影響。

表6列出了巨跨洞庫不同施工部特征斷面處特征點位上錨索拉力的計算值。從表中可以看到，拱部中導洞處的錨索拉力計算值最大，達到1 287.5 kN，但小于設計值1 500 kN，錨索結構受力安全。

2.5 圍巖應力及變形分析

開挖后，相應部位周圍圍巖的應力場發(fā)生了重分布，并且出現了一定程度的應力集中現象。由于圍巖卸荷作用，周邊圍巖產生一定的豎向位移和水平位移。采用雙巖柱開挖，噴射混凝土、預應力錨索和系統(tǒng)錨桿支護。當計算穩(wěn)定后，圍巖的應力及變形計算值如表7所示?？梢钥吹?，和無支護狀態(tài)相比，支護結構對圍巖的應力影響不明顯，但是可以顯著降低拱頂的沉降，提高洞庫的穩(wěn)定性。

表6 巨跨洞庫不同施工部條件下特征點位錨索拉力計算值

2.6 巨跨地下洞室穩(wěn)定性分析

數值模擬的計算結果表明，系統(tǒng)錨桿軸力總體較小，最大值僅為860 N，表明錨桿對圍巖穩(wěn)定性的支護作用很小；噴射混凝土結構內力很小，最大彎矩為58.5 N·m，最大剪力為19.33 N，最大軸力為894.2 N，遠小于混凝土強度，表明噴射混凝土結構對巨跨洞庫圍巖穩(wěn)定的支護作用很小。由此可見，在整個施工過程中，錨索對圍巖穩(wěn)定起主要支護作用。因此，在洞庫修建時，應重視主動支護的作用，充分調動圍巖的自承能力。

表7 巨跨洞庫不同施工部條件下圍巖應力及變形計算值

3 現場施工情況

3.1 現場開挖及支護方法

超大跨洞室開挖后，圍巖的變形規(guī)律表現為拱頂下沉大于水平收斂，開挖過程中水平方向的位移一度向圍巖內部發(fā)生；圍巖除拱頂下沉可能引起塌方外，拱腳或起拱線也可能因受到來自拱頂變形傳遞來的強大推力，產生塑性區(qū)而失穩(wěn)。因此，采用3導洞洞口預留橫向巖柱分部開挖。按照超大跨洞庫施工步序，為不影響施工的流暢性，先行導洞錨索施工可滯后開挖面60 m；中巖柱錨索施工緊跟開挖面。

超大跨洞室拱部采用9根長度為25 m的φ15.2 mm預應力錨索，錨固段長9 m，自由段長16 m，矩形布置，480 cm(環(huán))×480/240 cm(縱),p=1 000 kN。拱部系統(tǒng)錨桿采用長6 m的φ32 mm砂漿錨桿(2.4 m×1.2 m)和9 m長的預應力錨桿(2.4 m×1.2 m)，p=120 kN。邊墻錨桿采用9 m長的預應力錨桿(1.2 m×1.2 m)，p=120 kN；φ8 mm鋼筋網片；100 mm厚CF30鋼纖維混凝土。洞口淺埋段采用12根長25～32 m的對拉錨索鋼絞線，規(guī)格為φ15.2 mm，環(huán)向間距4.8 m，p=1 500 kN。

3.2 監(jiān)測數據

在錨索軸力監(jiān)測方面，每個斷面布設7個測點。沿縱向布設4個斷面，里程分別為40、60、100、140 m，且布設點應控制在對應里程位置±2 m，如圖12所示。

圖12 錨索軸力監(jiān)測斷面示意圖

斷面監(jiān)測數據如圖13所示。監(jiān)測數據表明，在巖柱拆除的過程中，圍巖變形增大，錨索、錨桿軸力和噴射混凝土上的應力增幅較大。其中，錨桿的軸力始終未超過1 kN，錨索的軸力則遠大于錨桿的軸力。同時，噴射混凝土上最大應力未超過1 MPa。這說明原先由巖柱支撐的圍巖壓力，在巖柱拆除后轉移到由錨索結構來承擔，錨索對圍巖穩(wěn)定起主要支護作用。該結果和數值模擬的結果相同，驗證了數值模擬計算結果的合理性。

(a) 錨索軸力監(jiān)測值

(b) 錨桿軸力監(jiān)測值

(c) 噴射混凝土應力監(jiān)測值

(d) 圍巖變形監(jiān)測值

4 結論與討論

本文依托某巨跨洞庫工程開展巨跨超扁平地下洞庫開挖及支護施工技術研究，并基于FLAC3D軟件對巨跨洞庫錨噴支護進行數值模擬，得到不同支護結構的受力情況。通過對不同支護結構的支護效果進行對比分析，得到以下結論：

1)數值模擬計算結果表明，系統(tǒng)錨桿軸力總體較小，最大值僅為860 N，表明錨桿對圍巖穩(wěn)定性的支護作用很??；噴射混凝土結構內力很小，最大彎矩為58.5 N·m，最大剪力為19.33 N，最大軸力為894.2 N，遠小于混凝土強度，表明噴射混凝土結構對巨跨洞庫圍巖穩(wěn)定的支護作用很小。因此，在整個施工過程中，錨索對圍巖穩(wěn)定起主要支護作用。

2)在巨跨洞庫開挖過程中，預應力錨索的拉力有一定程度的增加，尤其在拆除兩側巖柱時，錨索拉力增幅較大，最大錨索拉力計算值為1 287.5 kN，遠小于設計值，結構安全度高。錨索軸力監(jiān)測數據和數值模擬的變化趨勢相同，驗證了數值模擬計算結果的合理性。

3)薄層噴射混凝土殼體和系統(tǒng)錨桿構件作為被動支護類型，構件受力小，安全系數高，其主要發(fā)揮協(xié)助圍巖承載的作用。而錨索作為主動支護結構，其作用是將洞庫表層圍巖的解構效應傳遞到深部圍巖，使洞庫更深范圍的圍巖也能夠發(fā)揮其自身承載力。

4)前人的研究表明，錨噴支護可以充分發(fā)揮圍巖的自承作用和材料的承載作用。本文的研究也證明，通過錨桿和噴射混凝土殼體的支護作用可以有效改善洞庫開挖深部圍巖的應力應變狀態(tài)，提高洞庫的穩(wěn)定性。基于此，將預應力錨索作為調動深部圍巖承載作用的深層支護手段，充分利用了圍巖自身承載效能。

本文的研究證明，在整個支護結構中主動支護對圍巖穩(wěn)定起主要支護作用。而傳統(tǒng)隧道建設長期以來的淺部環(huán)境形成了被動、滯后的支護理念，忽視了對圍巖的早期干預，對被動支護結構依賴較強。隨著社會經濟的發(fā)展，未來勢必會有更多超大跨度地下洞庫的修造需求。如果忽視主動支護對圍巖自承能力的調動，則可能導致在施工中出現許多困境與危境。要充分利用圍巖自承能力，提高支護結構的支護效能，需要對支護結構和圍巖的共同受力機制有更加準確、深入的認識，因而后續(xù)的研究仍需繼續(xù)深化。