钻爆法机械化隧道斜向超前支护参数和台阶尺寸定量设计方法

本发明公开一种钻爆法机械化隧道斜向超前支护参数和台阶尺寸定量设计方法，具体包括：建立斜向超前系统锚杆+超前小导管支护作用下、采用台阶法开挖的机械化隧道掌子面失稳模型：假设隧道掌子面上方破坏区为锥体，前方破坏区为对数螺旋体；求得掌子面失稳模型的外力功率和内能耗散功率的计算公式，得到台阶法隧道掌子面最不利的失稳模型；由虚功率方程得到安全系数的目标函数，折减围岩强度参数，调用非线性函数优化求解安全系数，判断隧道稳定性；通过保证掌子面稳定的台阶支护力功率来确定台阶尺寸和开挖进尺的组合；最后得到维持掌子面稳定性的不同支护参数组合以及不同开挖工法组合。本发明实现了机械化隧道超前支护和台阶尺寸的定量化设计。