為實現新奧法充分調動圍巖承載能力這一核心理念,能夠實現及時主動支護的錨固體系是關鍵。基于此,從及時主動支護技術的內涵及作用機理分析入手,對預應力構件及早施加主動支護阻力,以增強巖體自承載能力,從而實現變形控制的作用機理進行了闡述;以滇中引水工程楚雄段柳家村隧洞為依托,對比分析了主、被動支護作用效應,驗證了主動支護對于圍巖位移及塑性區發展的有效控制;針對具有長期服役要求的交通/水工隧道,結合不同巖體狀況,提出為實現及時主動支護,在一般巖體中建議采用端頭機械錨固+自由段水泥砂漿錨固的錨固形式,在軟弱破碎巖體中則建議采用端頭樹脂錨固+自由段水泥砂漿錨固的錨固形式。上述2種錨固形式一方面通過臨時性端錨及早施加預應力以實現及時主動支護,另一方面在洞室變形基本穩定后進行后期注漿,在有效防止預應力損失的同時,使得錨固體系具有良好的耐久性,為基于預應力錨固體系的及時主動支護理念在交通/水工隧道工程中的成功應用奠定了堅實的基礎。

【文章頁數】：12 頁

【部分圖文】：

圖2 預應力錨固圍巖壓縮帶示意

隧道開挖后,支護過程中若對單根錨固系統施加預應力,再經由墊板實現預應力的擴散[26],將會在桿體兩端形成一定范圍的預應力擴散區。此時,該區域內巖體受到預應力壓縮作用,當支護密度足夠大,形成群錨作用時,單根錨桿形成的應力壓縮區將會相互重疊,形成一定厚度的錨固圍巖壓縮帶(圖2)。圖3....

圖3 不同階段圍巖應力狀態示意

大量試驗研究表明,巖體在三向受壓狀態下,較之單向或兩向受壓狀態下,巖石的力學特性得到明顯增強,如變形模量[27-28]、內聚力、內摩擦角、抗壓、拉強度[29-30]、抗剪強度[31]等均有明顯提高,且以上參數均隨圍壓的增大而增大,常規三軸壓縮下巖塊軸向應力-應變曲線如圖4所示[3....

圖4 常規三軸壓縮下巖塊軸向應力-應變曲線[32-33]

圖3不同階段圍巖應力狀態示意據隧道力學可知,洞室開挖打破了原有的地應力場平衡關系,洞壁切向應力σt急劇增大,徑向應力σr急劇降低(基本為0)。此時,洞壁圍巖由原始的三維應力狀態轉變為二維應力狀態,也即洞周巖體單元將從開挖前的三軸應力狀態轉變為雙軸甚至單軸應力狀態[34][圖3....

圖5 不同支護類型下圍巖應力狀態示意

而現行常用的包含砂漿錨桿在內的“全被動”支護體系,在隧道開挖后隨圍巖位移“誘發”的支護抗力雖亦會對洞周和深部巖體提供一定程度的徑向約束,使洞室圍巖的力學特性在一定程度上有所改善,但由于其對圍巖的支護抗力僅作用于洞壁表面,未能像預應力錨固支護那樣對洞室周邊與深部巖體均產生主動穩定的....

本文編號：4054851