本发明涉及隧洞工程，尤其涉及一种小洞径tbm隧洞支护措施设计方法。
背景技术：
1、由于水资源的分布不均，为调节水资源，引水工程逐步兴建。而随着引水工程的兴建，水工隧洞大规模修建。在隧洞施工领域，传统的钻爆法是主要的开挖方法，通过钻孔、装药和爆破来开挖岩石，在水工隧洞领域得到了广泛应用，其支护措施也有相关规范条文作为参照。
2、随着技术的发展，隧道掘进机（tbm）法以其高效的施工速度、较小的围岩扰动、优良的稳定性和较好的工作环境，正逐渐成为隧洞开挖的主流工法。尽管tbm法在隧洞开挖中展现了良好的前景，但由于在我国水工隧洞领域的应用起步较晚，其支护措施尚没有对应的规范或标准。目前，对于tbm法开挖水工隧洞的初期支护及二衬设计，多数引水工程仍然参照钻爆法的支护规范；这种做法由于未能充分考虑tbm法在围岩扰动、变形控制等方面的与钻爆法相比的优势，往往导致支护措施过于保守，从而增加了引水工程的投资成本和工期，亟待改进。
技术实现思路
1、本发明所要解决的问题是提供一种设计合理，工程安全，并能降低施工成本和工期的小洞径tbm隧洞支护措施设计方法。
2、本堤防结构解决上述问题采用的一个技术方案为：一种小洞径tbm隧洞支护措施设计方法，具体包括如下步骤：s1、研究tbm隧洞围岩松动圈范围；s2、反演计算分析tbm隧洞围岩的支护结构；s3、优化设计小洞径tbm隧洞的支护措施。
3、作为优选，步骤s1研究tbm隧洞围岩松动圈范围具体为：结合松动圈的强度理论计算值与实测值对比修正，提出tbm隧洞围岩松动圈范围计算的修正公式
4、；
5、其中，为tbm隧洞围岩松动圈现场实测值；为修正系数，，为松动圈半径，；为隧道半径；为围岩初始地应力；为支护压力；为内聚力；为内摩擦角。提出tbm隧洞围岩松动圈范围的修正公式，做为优化设计tbm隧洞支护措施的前置。
6、作为优选，所述松动圈半径由边界条件代入圆形隧道的塑性区半径获得，为围岩松动圈与塑性承载区交点处的切向应力，为基于m-c强度准则的卡斯特纳方程。为tbm隧洞支护措施设计方法提供理论支撑，是本设计方法科学性的理论依据。
7、作为优选，步骤s2反演计算分析tbm隧洞围岩的支护结构具体步骤为：
8、a1）实测数据结合数值分析反演，得到合理的松动圈围岩地质力学参数；
9、a2）迭代修正以获取不同围岩类别下合理的tbm隧洞初期支护参数。用于获得合理的tbm隧洞初期支护参数，以获得经济最优的初期支护措施，来降低施工成本。
10、作为优选，步骤s3优化设计小洞径tbm隧洞的支护措施具体步骤为：
11、b1）以洞周收敛率或其他控制指标作为评判，得到经济最优的小洞径tbm隧洞初期支护措施；
12、b2）对初期支护措施和二次衬砌承担的荷载比例进行重分配，通过调整二次衬砌的厚度和相应弹模模拟不同厚度及钢筋量，进行小洞径tbm隧洞二次衬砌措施的优化设计。获得成本低且结构安全的tbm隧洞支护措施设计，用于指导小洞径tbm隧洞后续科学施工，以减少工期，降低成本。
13、与现有技术相比，本发明的优点在于为tbm隧洞的支护措施设计提供了依据，解决引水工程水工隧洞中tbm开挖后围岩的变形控制、支护不合理等问题，促进工程施工的安全性和经济性，减少隧洞工程的投资成本和施工工期。
1. 一种小洞径tbm隧洞支护措施设计方法，其特征在于，具体包括如下步骤：s1、研究tbm隧洞围岩松动圈范围；s2、反演计算分析tbm隧洞围岩的支护结构；s3、优化设计小洞径tbm隧洞的支护措施。
2.根据权利要求1所述的一种小洞径tbm隧洞支护措施设计方法，其特征在于，步骤s1研究tbm隧洞围岩松动圈范围具体为：结合松动圈的强度理论计算值与实测值对比修正，提出tbm隧洞围岩松动圈范围计算的修正公式
3.根据权利要求2所述的一种小洞径tbm隧洞支护措施设计方法，其特征在于，所述松动圈半径由边界条件代入圆形隧道的塑性区半径获得，为围岩松动圈与塑性承载区交点处的切向应力，为基于m-c强度准则的卡斯特纳方程。
4.根据权利要求1所述的一种小洞径tbm隧洞支护措施设计方法，其特征在于，步骤s2反演计算分析tbm隧洞围岩的支护结构具体步骤为：
5.根据权利要求1所述的一种小洞径tbm隧洞支护措施设计方法，其特征在于，步骤s3优化设计小洞径tbm隧洞的支护措施具体步骤为：