预应力锚索在兰州市北环路安宁隧道滑坡治理中的应用

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1、192相关专业城市道桥与防洪2013年3月第3期预应力锚索在兰州市北环路安宁隧道滑坡治理中的应用裴国钧(兰州市城市建设设计院，甘肃兰州730030)摘要：对兰州市北环路安宁隧道滑坡成因进行分析后，确定滑坡地段的治理原则。通过锚索及框架梁设计验算，提出了滑坡治理的相关要求，为安宁隧道顺利施工创造了施工条件，预防了新的滑坡的产生。关键词：隧道滑坡；预应力锚索；滑坡推力；锚固力；锚固段长度；框架梁中图分类号：U455文献标识码：B文章编号：1009—7716(2013)O3_0192一O5体滑动，保护滑坡体上或其影响区内人民群众的1滑坡概况生命财产安全，达到减灾

2、防灾目的。兰州市北环路工程是兰州市政府确定的重点(2)各类支护结构设计均能满足稳定性、强度工程建设项目。北环路安宁隧道滑坡位于兰州市安验算。宁区徐家湾洄水湾沟北部山坡上。安宁隧道为双向2．3治理方案隧道，单侧隧道为3车道，隧道宽16．5m，高9m，安宁隧道滑坡位于山体中上部，坡面较陡，滑两个隧道相距50m，隧道进口均为滑坡西侧的大坡体厚度大，拟采用预应力锚索对滑坡体进行深关山沟。由于隧道临近金城关断裂，受此断裂影层加固，将滑坡推力传人锚固段以稳定滑坡。预应响，岩体破碎，次级构造发育，开挖时左、右隧道均力锚索对坡体扰动小，对隧道建设影响小，施工技发生大范围坍

3、塌。其中左线(北侧)隧道在术成熟，安宁隧道滑坡应用预应力锚索框架治理ZK0+270处发生坍塌(距隧道进口118m)，坍塌石最为适宜。方量达1000m。；右线(南侧)隧道在YK0+418处发3锚索工程设计生坍塌(距隧道进口246m)，坍塌石方量达200m。引发山体变形的工程活动主要为南侧隧道，大跨3．1滑坡推力计算度隧道的开挖改变了周围原有岩体的应力分布条安宁隧道滑坡防治工程等级按I级考虑，防件，加之开挖时爆破作业的影响，使表层本已破碎治工程设计按自重工况安全系数Ks=I．30计算滑的岩土体开裂下错，形成滑坡，目前还未形成统一坡推力，推力计算断面经现场划分为

4、2-2’、3-3’、的滑面，坡体未出现整体下滑。4—4’三个验算面(见图1)，计算结果详见表1。由表1可知，滑坡下滑段与阻滑段以隧道为界，2滑坡治理的原则、目标及方案隧道处下滑力达到最大值，因此锚索框架布置于隧2．1滑坡治理原则道以上滑体内，滑坡剩余下滑力以最大值3706kN／m(1)因地制宜，便于实施。(3号断面计算值)考虑。鉴于该滑坡处于不稳定状态，没有削坡条件，3．2锚索设计应选用占地少、简单易行、具备施工条件、便于实(1)锚索设计锚固力施的治理方案。根据传递系数法进行计算，考虑预应力锚索(2)经济合理，行之有效。沿滑面施加的抗滑力，不考虑垂直滑面产

5、生的法选用的治理方案和措施应经济合理，又能够向阻滑力，所需锚固力为：有效地遏止滑坡变形破坏的进一步发展，基本保T=P／cosO(1)障人民群众的生命财产安全。式(1)中：卜设计锚固力，kN；2．2滑坡治理的目标滑坡推力，取3706kN；根据上述治理原则，提出如下治理目标：锚索倾角，取15。。(1)通过对滑坡体治理后，保证不发生滑坡整计算得：T=3837kN。滑坡剩余下滑力最大值为3706kN／m，设计收稿日期：2012—11-10锚固力3837kN／m，拟布设锚索水平间距4．0m，作者简介：裴国钧(1962一)，男，甘肃兰州人，高级工程师，从事道桥及市政工

6、程设计研究工作。即设计锚固力15348kN。拟布设锚索l8排，下部2013年3月第3期城市道桥与防洪相关专业19312排锚索设计锚固力11520kN，每束锚索所承受的轴向拉力设计值N~960kN；上部6排锚索设计锚固力3828kN，每束锚索所承受的轴向拉力设计值No=638kN。(2)锚索钢筋截面面积锚索钢筋截面面积应满足式(2)的要求：A≥(2)】式(2)中：A——锚杆钢筋或预应力钢绞线截面面积，mm；(a)2号断面推力计算简图——锚筋抗拉工作条件系数，永久性锚索取0．69，临时性锚索取0．92；一边坡工程重要系数，取l-3；锚筋或预应力钢绞线抗拉强度值

7、，．取l860MPa。计算结果分别为：A≥972mm2、A≥646mmz，单根l5．2钢绞线公称截面积为139mmz，每束锚索分别需9根与6根15．2钢绞线。(3)锚索锚固段长度锚索锚固段长度除应同时满足地层对砂浆粘(b)3号断面推力计算简图结力和砂浆对钢筋的握裹力要求外，还应满足构造设计规定的最少锚索锚固长度的要求。锚索锚固体与地层的锚固长度应满足式(3)的要求：≥(3)式(3)中：Z锚固段长度，m；D——锚固体直径，9s15．2锚索直径O．15，615．2锚索直径0．13m；——地层与锚固体粘结强度特征值，kPa，．取320kPa；(C)4号断面推力计

8、算简图。——锚固体与地层粘结工作条件系数，对图1断面推力计算图永久