軟弱圍巖隧道鎖腳錨桿(管)支護特性研究.pdf

1、隨著軟弱圍巖隧道數(shù)量的增加,鎖腳錨桿(管)在抑制軟弱圍巖隧道過大變形中的應(yīng)用越來越廣泛。為了深入了解軟弱圍巖隧道中鎖腳錨桿(管)的支護特性,以為鎖腳錨桿(管)設(shè)計和施工提供理論依據(jù),本文采用理論分析、數(shù)值計算及現(xiàn)場試驗的方法,分析了鎖腳錨桿(管)的作用原理,研究了鎖腳錨桿(管)的承載特性,給出了軟弱圍巖隧道鎖腳錨桿(管)支護設(shè)計方法和施工方法要點,并結(jié)合實際隧道工程進行了鎖腳錨桿(管)的應(yīng)用研究。主要研究內(nèi)容及成果如下:.
　　

2、 (1)分析了軟弱圍巖隧道中鎖腳錨桿(管)的作用原理,鎖腳錨桿(管)通過支承作用、與錨桿作用原理類似的自身加固圍巖作用、超前支護作用及注漿加固作用使初期支護承載作用得以充分發(fā)揮,抑制隧道變形,改善圍巖及支護結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀態(tài)。
　　 (2)通過數(shù)值模擬方法,研究了鎖腳錨桿(管)的承載特性,分析了隧道鎖腳錨桿(管)不同下插角、長度、打設(shè)位置及直徑等對控制隧道變形的影響規(guī)律,研究結(jié)果表明:鎖腳錨桿(管)下插角取0°～5°為宜；在一定長度和

3、直徑范圍內(nèi),隨著鎖腳錨桿(管)長度增長及直徑的增大,其控制隧道變形效果越好；鎖腳錨桿(管)打設(shè)位置宜取拱、墻腳以上50cm左右。
　　 (3)給出了軟弱圍巖條件下(Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ級)隧道鎖腳錨桿(管)的設(shè)計參數(shù)表；鎖腳錨桿(管)施工過程中應(yīng)重視其與初期支護的連接質(zhì)量,并確保鎖腳錨桿(管)的注漿效果,鎖腳錨管宜采取全長交錯開孔注漿,以增強鎖腳錨桿(管)與圍巖的粘結(jié)作用,提高其支護剛度及其周圍范圍內(nèi)圍巖強度,增強其承載能力。針對不同直徑

4、的鎖腳錨桿(管),給出了具體的施工方法要點,確保其施工質(zhì)量,充分發(fā)揮鎖腳錨桿(管)的支護作用。
　　 (4)通過數(shù)值模擬與現(xiàn)場監(jiān)測試驗相結(jié)合的方法,研究了鎖腳錨桿(管)分別在包家山特長公路隧道Ⅳ級圍巖、明埡子隧道Ⅴ級圍巖和天恒山隧道Ⅵ級圍巖等軟弱圍巖地段的應(yīng)用效果,并將數(shù)值模擬結(jié)果與現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果進行對比分析?？傮w上,隧道變形在允許范圍內(nèi),鎖腳錨桿(管)在一定程度上發(fā)揮了其承載作用,且兩種方法得出的結(jié)果較為接近,變化規(guī)律基本一致,