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1、第3卷第2期地下空间与工程学报Vol.3No.22007年4月ChineseJournalofUndergroundSpaceandEngineeringApr.20073浅埋隧道地表砂浆锚杆加固的设计方法魏新江,张苑竹(浙江大学城市学院,杭州310015)摘要:在分析浅埋隧道地表砂浆锚杆加固原理和加固效果的基础上,根据普氏地压理论,在松散介质中开挖隧道,在其上方会形成一抛物线形平衡拱,提出浅埋隧道地表砂浆锚杆加固的设计方法,并结合现场试验将结果进行对比分析,对于岩质相对较好的松散围岩,采用钢筋砂浆锚
2、杆进行锚固处理效果明显,文章提出的设计方法是可行的,具有一定的实际应用价值。关键词:浅埋隧道;锚杆;设计中图分类号:U455文献标识码:A文章编号:167320836(2007)0220242203DesignofGroundSurfaceMortarAnchorageforShallowTunnelWEIXin2jiang,ZHANGYuan2zhu(CityCollege,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,China)Abstract:Onthebasisofan
3、alysisonreinforcingprincipleandreinforcementeffectofthegroundmortarstrutofanchorforshallowtunnel,andaccordingtoPOGeostatictheorythereisaparabolabalancearchabovethetunnelwhenexcavatedinloosemedium.Anewdesignmethodaboutthegroundmortarstrutofanchorforshall
4、owtunnelwasputforwardinthispaper.Thenitsresultwascomparedwiththatfromthespottest.Theconclusionobtainedfromthispaperhassomepracticalvalueforthenewmethodapplicationinpractice.Keywords:shallowtunnel;strutofanchor;design位凭经验施工,这样具有盲目性和危险性。本文通1前言过对锚杆作用机理的分析,
5、提出地表砂浆锚杆加固地表砂浆锚杆是锚杆加固领域中的一个分支,方法的设计公式。期望改变以往只凭经验设计施[1]与洞内锚杆相比,地表砂浆锚杆为预加固,更能发工或利用复杂有限元计算设计的做法。挥其效果。对于粘结性的砂浆锚杆,要充分发挥其2浅埋隧道地表砂浆锚杆加固原理作用,施工后还需要有一定时间的硬结过程。洞内和加固效果锚杆的加固目的是阻止塑性环的进一步发展,要求硬结过程迅速完成,由于这种制约,地表砂浆锚杆地表锚杆一般采用全长砂浆锚杆,锚杆与砂浆更能显示其优越性,尤其对隧道洞进出口、浅埋段共同组成锚固体,即它
6、的锚固作用是通过锚杆与砂来说是这样。地表砂浆锚杆预加固不仅保证施工浆之间,砂浆与岩土体之间的摩擦阻力来实现的,安全和提高施工进度,而且有显著的经济效益。这可以从加固时的施工过程和施工完成后锚杆与目前软弱围岩地表处理加固的设计方法还没砂浆共同发挥作用两个阶段来认识,其中前者的有,设计过程常用的是凭经验,或者直接由施工单主要功能在于提高岩土体的整体强度和刚度(C、Φ3收稿日期:2006212211(修改稿)作者简介:魏新江(19652),男,浙江嵊州人,博士,教授,主要从事地下工程、软土地基处理及锚固与注
7、浆等方面的研究。E2mail:weixj@zucc.edu.cn2007年第2期魏新江,等:浅埋隧道地表砂浆锚杆加固的设计方法243值),后者的主要功能则在于增强岩土体的的摩擦阻力T和抑制岩土体的沉陷滑移,进而达到减少山体压力和效果。在隧道开挖过程中,锚杆通过砂浆对它的握裹力,以及砂浆与周围孔壁的粘结力,使锚杆产生串挂固结作用,形成一个以锚杆为中心的加固区,使得锚杆周围岩土内的抗剪强度大幅度提高;另一方面,由于锚杆的弹性模量远比岩土体高,因而锚固图1平衡拱基本结构体还可以约束岩土体内由于剪切引起的剪涨
8、作用,Fig.1Basicstructureofbalancearch从而使岩土体与锚固体之间的摩阻力提高。正是由地表锚杆群组成的这种整体串挂固结效应,才有效地抑制和阻碍了地层的下沉滑移作用,使地层整[2]体性和稳定性得到加强。[3～4]通过对浅埋软弱围岩隧道的计算分析,对粘土类软弱围岩的隧道,宜采用低模量材料进行加固处理(如:旋喷水泥浆、搅拌水泥浆、压喷水泥浆等)。对于岩质相对较好的松散围岩,宜采用高模量材料进行锚固处理(如:钢筋砂浆锚杆等)。图2锚杆
