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1、Vol.41，No.5第41卷第5期October，2015SichuanBuildingMaterials2015年10月关于山岭隧道中取消系统锚杆的研究王旭光(重庆交通大学,重庆400074)摘要:矿山法施工的山岭隧道普遍采用初支+防排开挖到支护的整个过程,显然应当采用三维模式来进行分水体系+二衬的衬砌形式,系统锚杆是初支的重要组成部析,意大利的PietroLunardi所提出的岩土控制变形分析法[4]分。通过分析研究结合实践经验得出结论:矿山法开挖的(ADECO-RS)是比较好的分析方法,在我国简称新意永久性隧道工程可
2、以取消系统锚杆,对于大变形地层应当法,其认为掌子面及超前核心土是整个施工过程控制中的[5][6]设计专门的锚杆体系。关键环节。关宝树和赵勇、李国良、喻渝均认为其是关键词:矿山法;系统锚杆;黄土隧道;大变形合适的软弱围岩隧道分析方法,在新建兰州-重庆铁路桃[6]中图分类号:U451文献标志码:A树坪隧道得到应用,并获得成功。文章编号:1672-4011(2015)05-0146-02隧道开掘后,隧道围岩应力重新分布,从而使得围岩DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2015.05.072最大主应力(如切向应
3、力)会高于原岩应力,而最小主应力(如径向应力)相对原岩应力有所降低。StudyonEliminationofSystematicAnchor当重新分布的应力超过围岩的弹性极限,则围岩会产BoltsinMountainTunnel生塑性变形或剪切错动,并达到某种新的平衡。为了便于WANGXuguang分析计算,通常把围岩划分为极限平衡区、弹性应力区和(ChongqingJiaotongUniversity,Chongqing400074,China)原岩应力区。[7]通过推导得到的双向等压圆形隧道破裂带半径为:1-sinφAb
4、stract:Initial-supporting+waterproofanddrainage(p+Ccotφ)(1-sinφ)2sinφRp=a[]system+secondaryliningusuallyusedinmountaintunnelwhichccotφconstructedbyliningmethod.Usuallysystematicanchorboltis由公式可知破裂带半径与开挖半径、原岩应力、粘聚animportantpartofinitial-supporting.Drawaconclusion力、
5、内摩擦角有关。throughpracticalexperienceandanalysis:inpermanentmoun-taintunnelconstruction,forthelargedeformationsoftstratum,itisbettertodesignspecializedrockboltingsystem,butnotsys-R=tematicanchorbolt.∞RpKeywords:liningmethod;systematicanchorbolts;lo-αesstunnel;largedefo
6、rmation0前言41隧道工程的施工方法主要有矿山法、沉管法、盾构法32等,山岭隧道工程中尤以矿山法应用为多。矿山法施工的隧道中,大多数采用复合式衬砌。复合式衬砌中的初期支1-极限平衡区;2-弹塑性分界面;3-弹性应力区;4-原岩应力区护主要由系统锚杆、钢筋网、喷射混凝土、钢架组成,目图1隧道围岩应力状态的分区前关于采用矿山法施工的隧道初期支护中是否可以取消其假设原岩应力仅考虑自重应力场,原岩应力为地下中的系统锚杆,学术界、工程界都有较大的争议。系统锚100m深自重应力,当开挖直径不大于5m时(当隧道所处杆是按照隧道围岩级
7、别、隧道跨度、用途、施工方法等具[1-2]深度大于洞室高度的20倍时,隧道顶底部原岩应力的自重体情况而沿隧道通长设置的。结合规范的推荐参数可[7]应力差别可以忽略),采用JTG/TD70-2010《公路隧道设知,系统锚杆的数量较大,若可以取消,可以节约一部分[8]计细则》的地层物理参数计算结果如表1。人工、材料成本,并且也可以节省施工时间、改变初期支表1各级围岩破裂带半径护的施作时机,给工程本身带来更好的经济效益。重度内摩擦角粘聚力破裂带半径围岩级别-3φ/(°)c/MPaa/m1围岩对于开挖的应力、应变响应/γ(kN·m)
8、Ⅰ27652．20．95确定一种开挖支护方式的优劣必须与其所处的具体情Ⅱ26551．80．94况结合考虑,指标主要有受力合理性、变形控制效果、可Ⅲ24441．10．99施工性、代价等。Ⅳ22350．51．23隧道结构设计作为二维平面应变问题进行考虑,郑颖Ⅴ18220．123．46人院士及其
