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摘要
为研究水平旋喷拱棚（简称拱棚）在富水砂层中的力学特性，以江门隧道工程为依托，采用模型试验和数值模拟方法，通过变化地下水位、地层渗透系数和覆土厚度，分析在开挖过程中拱棚挠度和轴力。模型试验结果表明：随着开挖深度增加，拱棚挠度增大，越靠近洞口拱棚挠度越大；在有地下水工况下，掌子面附近拱棚挠度比无水工况低，说明拱棚在富水砂层的预支护效果较好；拱棚最大轴力位于掌子面附近，且地下水位越高轴力越大。数值模拟结果表明：覆土厚度小于13 m时，随着覆土厚度增加，拱棚挠度和轴力近似呈线性增长；覆土厚13 m时，随着地下水位升高，拱棚挠度和轴力增大，当地下水位与拱顶净距大于3 m后，随着地下水位升高拱棚轴力增速变大；地下水位对拱棚轴力影响较大，为保证隧道施工安全，建议采取降水措施减小拱棚受力。
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单位江西省岩土工程基础设施安全与控制重点实验室; 华东交通大学
