竹锚杆在公路隧道中的应用探讨.pdfVIP

岩土工程与地下工程· 竹锚杆在公路隧道中的应用探讨 吴楚钢1，彭连杰2 (1．重庆交通大学，重庆400074；2．新疆维吾尔自治区林业规划设计院，新疆乌鲁木齐830001) 【摘要】 竹锚杆是符合环保要求的加强公路隧道施工稳定性的措施。通过讨论竹锚杆的优缺点，并 且对于其支护原理进行了分析。证明英在理论上可能。 【关键词】 隧道；竹锚杆；环保； 支护 【中图分类号】U455．48+2 【文献标识码】B 广。但在四川、重庆等地，特别是川南地区，产量不小，主要作 1竹锚杆应用现状及优缺点 为农村燃料、建筑材料及日常生活竹质用品等，具有价廉物 竹木锚杆作为我国目前井下采用的最经济的一种支护 美的优势¨卜口1。 形式，主要用于围岩稳定的巷道及断面小或服务年限短的回 目前在公路隧道、铁路隧道中还没有大规模的使用。本 采巷道两帮支护，锚固方法多采用水泥锚固剂端头锚固或倒 文仅探讨竹锚杆应用于公路隧道的可能性。 楔锚固。竹材纤维呈纵向均布，抗拉强度较大，抗折断能力 2竹锚杆加固围岩机理 强，但抗压强度小，端部抗击打能力较弱。因此，竹锚杆竹材 生长年限应在1年以上，其纤维组织才够密实，具有足够的 对于竹锚杆加固围岩的机理，本文提出了基于竹锚杆破 抗击打能力。竹锚杆直径宜在30一60mm之间，直径过小， 坏前与破坏后的围岩加固模式。 锚固效果不好；过大则施工难度加大，打入巷道壁困难。竹 在竹锚杆破坏前，加固机理为传统的锚喷支护的机理。 锚杆长度取决于巷道宽度、锚杆打入巷道壁时的摩擦力大 新奥法的主要手段之一就是进行锚喷支护。Fenner和Kast- 小、施工速度等，一般为2—3m。 ner等学者应用弹塑性力学理论推导了围岩应力、位移、塑 1．1竹锚杆的缺点 性区半径等力学量和地应力、支护抗力之间的关系，特别 (1)普通竹木锚杆施工时，初锚力低；木托盘在放炮震 是建立了围岩周边位移和支护抗力的关系，为认识支护和 动时易松动，降低了锚固力。 围岩之间相互作用奠定了理论基础，并成为新奥法的理论 (2)在二次或多次加固时，因材质和湿度影响及受拉应 基础。锚喷支护的作用在于保护围岩，不使围岩发生过大 力、剪应力的作用易造成木托盘的破裂而损坏。 变形导致强度降低，并有其独特的工作特点：及时性、粘 (3)当巷道受采动影响或冲击地压影响时，竹锚杆受拉 贴性、柔性、深入性、灵活性和密封性。而锚杆的作用主 容易断裂，导致锚杆失效，而引起巷道局部大面积破坏以致 要有支承围岩、加固围岩、提高层间摩阻力形成“组合 于冒顶。 梁”、“悬吊”作用。有资料表明锚杆支护使洞室围岩在开 (4)在地下工程中，竹锚杆仰斜一俯斜作用于侧壁及顶挖面周围形成了加固区域，改善了围岩的稳定性，加固后 板，在地压作用下，锚杆与孔壁的间隙越来越小，摩擦力越来 的围岩的整体位移萤减小了，但是锚杆尾部区围岩位移量 越大。竹锚杆刚度较小，在巷道周壁变形不均，发生弯曲变 增加。且锚杆超过塑性区后，锚杆的效率降低o。竹锚杆 形，相应增大了其轴向摩擦力，侧壁不易垮落。但是，由于竹 破坏前也具备一般锚杆的性质，表现出与钢材制成的锚杆 锚杆安装时托板不能紧贴围岩，不能给岩体一定预应力控制 类似性能。 岩体变形，岩体变形较大时不断松散垮落，锚杆不能发挥作 但是竹锚杆在破坏后仍然有加固围岩的性质。试验表 用，可能导致帮部垮落。 明：竹的抗拉强度约为182～283MPa，抗压强度为35— 1．2竹锚杆的优点