金属矿山

作者：殷小亮,张艳博,钟科,边文辉,杨贵均,王科学,姚旭龙

单位：1. 中铁二局第二工程有限公司,四川 成都 610000;2. 华北理工大学矿业工程学院,河北 唐山 063210;3. 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,北京 100083;4. 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京 100083

关键词：隧道工程 预应力锚杆 锚固参数 支护设计 围岩变形,

为明确浅埋大跨度隧道预应力锚杆的锚固参数及支护方案,为主动支护设计提供依据,以青岛地铁 6 号线华山一路站为例,采用理论分析、数值模拟、现场试验的研究手段,探究不同支护参数下的隧道施工力学特征。 研究结果表明:① 主动支护通过补偿径向应力 σ3,降低切向应力 σ1,改善了围岩的应力状态,锚杆与围岩形成共同承载体,提高了围岩的弹性模量、黏聚力、内摩擦角等力学性能;② 锚固段长度越大,剪应力的分布范围呈增大趋势,随着张拉载荷的增加,剪应力峰值由锚固段端部逐渐向尾部转移,锚固长度为锚杆长度的 40% ~ 50%时锚固体的安全储备高;③ 锚杆的预应力在 0~ 120 kN 增加过程中,围岩的变形量与变形范围呈下降的趋势,拱部塑性区逐渐消失,拱脚与边墙的塑性区分布范围不断降低;随着锚杆的支护密度的提升,围岩的变形与应力均得到了一定程度的控制,但提升效果不显著;④ 从现场监测结果来看,主动支护结构稳定且安全储备高,其中围岩变形量在 5. 7 mm 以内,格栅钢筋应力最高值为 48. 2 MPa,锚杆轴力由张拉至隧道开挖完成变化率仅为 3. 5%。

来源：2023年第02期

《金属矿山》期刊编辑部

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