摘要:以重庆双碑隧道工程为研究对象，采用FLAC3D模拟施工中掌子面正前方存在小型带压溶腔的情况，根据计算所得安全临界距离，采用自主发明的一套模拟溶腔内压的试验装置，开展了几何相似比为1∶25的室内模型开挖试验，研究隧道开挖至安全临界距离时，溶腔内压增加至掌子面崩坏过程中，此阶段掌子面周边围岩压力、掌子面位移以及初期支护内力的变化规律.结果表明：随着掌子面前方溶腔内压的增加，掌子面位移先呈近似正比例增加，随后掌子面位移增大速率逐渐增加，最后产生突变破坏；围岩压力随溶腔内压增大呈现出增大趋势，其中拱顶处围岩压力影响较大，拱肩与仰拱处次之，其他位置围岩压力影响不大；钢拱架弯矩分布规律在不同溶腔内压作用下基本相同，在溶腔内压增大过程中，初期支护拱顶以及仰拱处弯矩呈增大趋势，其影响主要集中在拱顶附近及拱底处，其它位置处弯矩影响不大；随溶腔内压增大钢拱架轴力均呈现增大趋势，轴力变化较大位置主要出现在拱顶处，左右拱腰处次之，仰拱以及拱肩处变化幅度较小；受溶腔内压大小的影响，掌子面处位移、初支内力以及偏心距变化速率均越来越快.