1.一种考虑时空效应的铁路隧道主动支护岩锚喷协同作用时空设计方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤S1、明确主动支护时空效应表现特征，包括荷载时间效应、材料时间效应、掌子面空间效应和岩锚承载拱空间效应；步骤S2、根据主动支护时空效应表现特征建立主动支护时空效应表征方法；步骤S3、建立隧道主动支护岩锚喷协同作用时空计算模型；步骤S4、根据隧道主动支护岩锚喷协同作用时空计算模型确定岩锚承载拱的计算参数；步骤S5、根据隧道主动支护岩锚喷协同作用时空计算模型确定喷射混凝土层的计算参数；步骤S6、建立考虑超前支护作用的隧道围岩压力计算方法；步骤S7、建立隧道主动支护岩锚承载拱及喷射混凝土层安全性评价方法；步骤S8、根据隧道主动支护岩锚喷协同作用时空计算模型计算结果判别岩锚承载拱及喷射混凝土层的安全性；步骤S9、根据隧道主动支护岩锚喷协同作用时空计算模型计算结果确定预应力锚杆和喷射混凝土的设计参数；在步骤S3中，建立隧道主动支护岩锚喷协同作用时空计算模型具体步骤为：步骤S31、基于主动支护加固机理，施加预应力锚杆提高围岩力学参数形成岩锚承载拱；步骤S32、喷射混凝土对岩锚承载拱起护表作用并共同承担围岩压力，建立主动支护岩-锚-喷协同作用时空计算模型；步骤S33、主动支护岩-锚-喷协同作用时空计算模型中岩锚承载拱和喷层两层结构均采用梁单元模拟，两层结构间通过径向仅受压弹簧和切向弹簧连接，岩锚承载拱与围岩间采用径向仅受压弹簧连接，岩锚承载拱和喷层底部采用铰支座约束固定，且在岩锚承载拱底部施加虚拟支护力。
2.根据权利要求1所述的一种考虑时空效应的铁路隧道主动支护岩锚喷协同作用时空设计方法，其特征在于，步骤S2中，建立主动支护时空效应表征方法的具体步骤如下：步骤S21、主动支护荷载时间效应通过考虑时间发展的形变荷载计算公式来表征，公式如下： ； ；其中， 为形变荷载竖向压力随着时间变化的计算函数， 为时间， 和 分别为根据现场实测数据拟合得到的荷载折减系数和侧压力系数折减系数， 为形变荷载竖向压力值， 为按铁路隧道设计规范计算的围岩竖向压力值， 为根据现场实测数据拟合得到的拟合参数， 为形变荷载水平压力随着时间变化的计算函数， 为形变荷载水平压力值， 为按铁路隧道设计规范取值的侧压力系数；步骤S22、主动支护材料时间效应通过考虑时间发展的喷射混凝土弹性模量、抗压强度和抗拉强度计算公式来表征，公式如下： ； ； ；其中， 为隧道喷射混凝土抗压强度随着时间变化的计算函数， 为隧道喷射混凝土在 时刻的抗压强度， 为隧道喷射混凝土在最终时刻的抗压强度， 为隧道喷射混凝土抗拉强度随着时间变化的计算函数， 为隧道喷射混凝土在 时刻的抗拉强度， 为隧道喷射混凝土弹性模量随着时间变化的计算函数， 为隧道喷射混凝土在 时刻的弹性模量， 为隧道喷射混凝土在最终时刻的弹性模量；步骤S23、主动支护掌子面空间效应通过引入虚拟支护力计算公式来表征，公式如下： ； ； ；其中， 为虚拟支护力的计算函数， 为虚拟支护力， 为围岩摩擦角， 为围岩黏聚力， 为隧道半径， 为隧道最大塑性区半径， x 为距掌子面距离， 为刚出现塑性区时距掌子面距离， 为隧道最大塑性区半径的计算函数， 为刚出现塑性区时距掌子面距离的计算函数；步骤S24、主动支护岩锚承载拱空间效应通过施加预应力锚杆后，预应力锚杆和围岩共同形成的岩锚承载拱等效弹性模量、摩擦角和黏聚力计算公式来表征，公式如下： ； ； ；其中， 为岩锚承载拱等效摩擦角的计算函数， 为岩锚承载拱等效摩擦角， 为锚杆直径， 为锚杆与围岩摩擦阻力系数， 为锚杆纵向间距， 为锚杆环向间距， 为岩锚承载拱等效黏聚力的计算函数， 为岩锚承载拱等效黏聚力， 为锚杆预应力值， 为岩锚承载拱等效弹性模量的计算函数， 为岩锚承载拱等效弹性模量， 为围岩弹性模量， 为锚杆弹性模量。
3.根据权利要求1所述的一种考虑时空效应的铁路隧道主动支护岩锚喷协同作用时空设计方法，其特征在于，步骤S4中，确定岩锚承载拱的计算参数，具体步骤为：步骤S41、确定岩锚承载拱厚度，设为锚杆长度 L ；步骤S42、根据主动支护岩锚承载拱空间效应表征方法计算岩锚承载拱的等效弹性模量、摩擦角和黏聚力；步骤S43、根据主动支护掌子面空间效应表征方法计算岩锚承载拱承受的虚拟支护力；步骤S44、确定岩锚承载拱与围岩之间的弹簧反力系数。
4.根据权利要求1所述的一种考虑时空效应的铁路隧道主动支护岩锚喷协同作用时空设计方法，其特征在于，步骤S5中，确定喷射混凝土层的计算参数，具体步骤为：步骤S51、确定喷层厚度，按喷射混凝土厚度选取；步骤S52、根据主动支护材料时间效应表征方法计算不同时刻的喷射混凝土弹性模量；步骤S53、确定喷层与岩锚承载拱之间的弹簧反力系数。
5.根据权利要求1所述的一种考虑时空效应的铁路隧道主动支护岩锚喷协同作用时空设计方法，其特征在于，步骤S6中，考虑超前管棚预支护对减小围岩上覆荷载的作用，对岩锚承载拱外侧所承受的围岩压力计算公式进行修正，公式如下： ； ； ；其中， 为岩锚承载拱外侧所承受的竖向围岩压力的计算函数； 为岩锚承载拱外侧所承受的竖向围岩压力值， 为隧道施作超前管棚后的围岩压力修正系数， 为围岩重度， 为计算高度， 为计算高度的计算函数， 为围岩级别， 为宽度影响系数， 为岩锚承载拱外侧所承受的水平围岩压力的计算函数， 为岩锚承载拱外侧所承受的水平围岩压力值， 为侧压力系数。
6.根据权利要求1所述的一种考虑时空效应的铁路隧道主动支护岩锚喷协同作用时空设计方法，其特征在于，步骤S7中，建立隧道主动支护岩锚承载拱及喷射混凝土层安全性评价方法，具体步骤如下：步骤S71、根据隧道主动支护岩锚喷协同作用时空计算模型计算得到岩锚承载拱的弯矩、轴力，并换算得到岩锚承载拱的安全系数，公式如下： ； ；其中， 为岩锚承载拱安全系数的计算函数， 为岩锚承载拱安全系数， 为岩锚承载拱轴力， 为截面的纵向弯曲系数， 为轴向力偏心影响系数， 为岩锚承载拱抗压强度， 为岩锚承载拱计算宽度， 为岩锚承载拱厚度， 为岩锚承载拱抗压强度的计算函数；步骤S72、根据隧道主动支护岩锚喷协同作用时空计算模型计算得到喷层的弯矩、轴力，并换算得到喷层的安全系数，公式如下： ； ；其中， 为喷层受压时的安全系数， 为喷射混凝土受压安全系数的计算函数， 为纵向弯曲系数， 为轴向力的偏心影响系数， 为喷射混凝土的抗压极限强度， 为喷射混凝土的抗拉极限强度， 为喷层的轴力， 为喷层的纵向深度， 为喷层的高度， 为喷射混凝土受压时的径向安全系数， 为喷射混凝土受拉安全系数的计算函数， 为喷层的弯矩。
