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水力膨胀式锚杆在隧道支护中的应用 任赛星 佘玉华 (中铁二局渝怀铁路工程指挥部 重庆 408601) 摘 要 水力膨胀式管子锚杆是一种全长锚固的新型锚杆。本文主要介绍了其作用机理、现场验证试验及在隧道施工中的应用情况，并提出了改进建议，期望其能在隧道施工支护中得到广泛应用。 关键词 新型锚杆 抽检试验 隧道支护 推广应用 The water power inflation anchor pole is in the tunnel under construction application Ren sai-xing She yu-hua The Headquarters of Yuhuai of China Railway Engineering Civil Group No.2,ChongQin Abstract: The water power inflation anchor pole is a kind of whole long new anchor pole .This paper mainly introduced its function mechanism, the spot of its verification experiment and its using under construction applied circumstance in the tunnel, and put forward the improvement suggestion, expect that it can get the extensive application in tunnel timbering. Keyword: new anchor pole; take out the check experiment; tunnel timbering; expansion application 1 前言 在国内外地下工程中，锚杆的加固应用越来越多，特别是采用喷锚构筑法修建隧道时，锚杆是必不可少的。从现有的几种锚杆应用情况来看，都有其不足的一面，如：全长粘结型锚杆（普通水泥砂浆锚杆、早强水泥砂浆锚杆、树脂卷锚杆、水泥药卷锚杆），其砂浆在全长范围内很难保持均匀、满孔，从而不能充分起到设计要求的作用；端头锚固型锚杆受力集中在端部，容易产生应力集中等等。而水力膨胀式管子锚杆作为一种受力合理，锚固力更强的新型锚杆能克服这些缺点，并且此种锚杆淘汰了锚固剂，无粉尘和化学污染，改善了工作的劳动环境。 2 工程概况 渝怀铁路白涛隧道位于重庆市涪陵白涛镇,为单线铁路隧道，全长823米,隧道穿越的地层V级围岩185米，IV级围岩638米，均为水平状页岩夹泥质灰岩、灰岩，节理发育，风化颇重,围岩强度为RC=5～30Mpa。 隧道按新奥法组织施工，正台阶开挖,锚喷施工支护，衬砌为模注砼，在V级围岩185米段设格栅钢架及超前锚杆加固支护，喷射砼厚20cm，m。水力膨胀式锚杆在该隧道中进行了试验，并作为径向锚杆在全隧加以应用。 3 水力膨胀式锚杆的构造及特点 3.1锚杆构造 该锚杆是厚2mm无缝钢管加工成双层异型膨胀式管子锚杆，它由管状杆体、端套，挡圈、注液嘴、托盘等组成，锚杆外表直径为φ400mm。锚杆构造详见图1。 3.2锚杆及其配套设备主要技术参数 锚杆及其配套设备主要技术参数 表1 性 能 指 标 初锚固力 (80KN/m 安装时间 (90s 锚杆破断力 98KN 摩擦力 80～160KN 适应钻孔直径 40～46mm 锚杆长度 1.5～3m(也可由用户确定) 充液压力 20～25Mpa 泵额定压力 31.5 Mpa 高压泵的功率和电压 3KW，380/660V 3.3作用原理 将锚杆装入事先钻好的岩孔中，并注入高压水，当水压超过钢管材料的屈服极限时，锚杆便产生膨胀变形，使其牢牢地镶嵌在岩孔中，产生极大的摩擦力，对围岩产生强大的挤压加固作用形成拱圈受力状态。同时在其膨胀过程中因其直径由细变粗，锚杆沿纵向有一定的收缩量（一般为1～4mm），使托盘紧紧地压在隧道围岩表面，产生向上的托锚力，从而起到锚固围岩的作用。 3.4锚杆特点 3.4.1 安装方便，能立即承载 水力膨胀式锚杆是通过向杆体内部注液使其膨胀来锚固围岩的，它的安装时间主要有注液时间及辅助时间两部分组成。一般注液在10s左右的时间便能完成整个锚固过程，加上辅助操作时间，安装一根锚杆能在1mim内全部完成，并且可实现高位置施工。因此，它是安装时间最短的一种锚杆，同时能够实现立即承载。 3.4.2 锚杆全长锚固，受力均匀，锚固力大 该锚杆在满足正常充液