锁脚锚杆作用机理和其在厦门翔安隧道中的应用研究.pdf

· 隧道 ／地下工程 · 锁脚锚杆作用机理及其在厦 门 翔安隧道 中的应用研究 黄明琦 (中铁二十二局集团有限公司厦门翔安海底隧道项 目部 福建厦门 361102) 摘 要 在系统研究锁脚锚杆作用机理的基础上，结合厦门海底隧道软弱破碎围岩地段锁脚锚杆的实际施工状 况，建立锁脚锚杆力学分析模型，考虑锁脚锚杆在不同打入角度、有无注浆、设置垫块与否等因素，对拱顶下沉量进 行数值模拟，并结合现场监测，对工作面开挖扰动区应力、位移场进行分析，系统地研究了锁脚锚杆受力和变形规 律。据此分析 了各影响因素与拱顶沉降的关系，优化锁脚锚杆的设计和施工方法。 关键词 锁脚锚杆 力学模型 数值模拟 沉降控制 中图分类号 U455．4 文献标识码 A 文章编号 1009—4539(2009)07—0086—04 Feet-lockBoltMechanism anditsApplication in XiamenXiang’anTnnnel HuangMingqi (ChinaRailway22 BumauGroupCo．Ltd．，Xiamen361102，China) Abstract Basedonsystematicresearchonthefeet—lockboltmechanism ，andcombinedwiht hterealconstructioncondi— tionsoffeet—lockboltinthesoftandbrokensurroundingrocksectionofXiamensubseatunne1．amcehanicalna alysismodel forfeet—lockboltWas setup．Consideringthefactorsof differenthittingna gles，hteexistenceof grouting，thesetupof cush- ionblock，numericalsimulationofhtesettlementof htevaultWas made，togehter’vi出 on-sitemonitoring． estressof the disturbedzoneofhteworkingsurfacenadhtedisplacedfieldareanalyzed．t}leforceof thefeet-lockbe ltanditsdeformation rulesarestudiessystematically．Inlightof hteanalysisontherelationshipsbetweenallhtefactors andhtevaultsettlement． htedesignnadconstructionmehtodsofthefeet．1ockboltaleoptimized． Keywords feet—lockbolt；mcehanicalmodel；nmu ericalsimulation；settlementcontrol 果明显，大大地提高了施工效率，省去了其他辅助 1 概述 施工措施 ，节约了人力、物力，因此，在 国内外的大 浅埋软弱地层修建大断面隧道时，为减少基底 断面隧道施工中得到了广泛的运用。．但是，到 目前 弱化而引起的上台阶初期支护下沉和下台阶开挖 为止，对锁脚锚杆的施工效果和作用机理进行系统 初期支护的悬空引起下沉 ，设置锁脚锚杆是控制沉 研究和总结方面的文章却很少。 降的有效措施。尤其在地层软弱、地层含水量大、 本文在修建厦门海底隧道 中运用的基础上， 拱脚积水的条件下，锁脚锚杆的增设对控制拱顶和 建立了锁脚锚杆的力学分析