摘要：通過(guò)對(duì)長(zhǎng)壩隧道的錨桿的受力特性分析與調(diào)研，掌握錨桿的工作狀態(tài)，以便及時(shí)采取措施防止事故發(fā)生，節(jié)約工程投資。
1．概述
長(zhǎng)壩隧道為重慶至長(zhǎng)沙公路武隆至水江段的雙線越嶺二車(chē)道隧道。隧道左線起迄里程ZK39＋010～ZK39＋643，長(zhǎng)633m；右線YK39＋008.26～YK39＋718，長(zhǎng)709.74m。隧道主洞建筑限界：凈寬10.25m，凈高5.0m。長(zhǎng)壩隧道ZK39＋510斷面位于Ⅳ級(jí)圍巖段(Ⅳf)中，圍巖巖性為紫紅色泥巖，該斷面處隧道埋深約為52m。洞身拱墻、仰拱襯砌均采用35cm厚C25混凝土，C20噴砼15cm，φ22砂漿錨桿3m。本文根據(jù)長(zhǎng)壩隧道左線ZK39＋510斷面錨桿的受力情況，評(píng)價(jià)該隧道施工方法的可行性、設(shè)計(jì)參數(shù)的合理性。
2．錨桿受力監(jiān)測(cè)實(shí)施方案
為了研究錨桿的受力狀態(tài)，我們?cè)谧蠖碯K39+510斷面布置了錨桿監(jiān)測(cè)斷面，進(jìn)行具體受力狀態(tài)分析。錨桿的受力監(jiān)測(cè)斷面的測(cè)點(diǎn)總體布設(shè)。埋設(shè)的傳感器件及時(shí)分別采用頻率儀來(lái)讀取相應(yīng)的監(jiān)測(cè)值。
3．錨桿受力監(jiān)測(cè)結(jié)果分析
為了更好地分析左洞ZK39+510斷面不同部位錨桿受力情況，我們對(duì)各斷面不同部位各測(cè)點(diǎn)的錨桿軸力量測(cè)值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，初始量測(cè)值為錨桿埋設(shè)一周后的軸力量測(cè)值，最終量測(cè)值為錨桿軸力穩(wěn)定值。
4.錨桿軸力分布型式
由于圍巖狀況的復(fù)雜性，錨桿的受力狀況也極為復(fù)雜。不同類(lèi)型的錨桿，錨固力也有較大的差異。在各種類(lèi)型的錨桿中，地下工程應(yīng)用最廣泛的是全長(zhǎng)錨固錨桿，所以在這里我們主要探討全長(zhǎng)錨固錨桿的軸力分布型式。錨桿軸力監(jiān)測(cè)工作結(jié)果表明：錨桿受力極為復(fù)雜，錨桿軸力分布型式多種多樣。我們對(duì)其進(jìn)行一定的總結(jié)歸納，主要有以下幾種類(lèi)型：
1）“線”型
該型式的主要特征為：隨著測(cè)點(diǎn)埋深的增加，錨桿軸力逐漸減小。如果把巖體當(dāng)作各向同性的均勻連續(xù)介質(zhì)，無(wú)論是彈性理論或彈塑性理論都指出，在某一徑向方向上，圍巖徑向應(yīng)變的分布應(yīng)呈現(xiàn)從巖體深部向隧道表面逐漸增長(zhǎng)的規(guī)律。而作為約束圍巖這種變形的全長(zhǎng)錨固錨桿，其軸力自然就呈現(xiàn)出“線”型分布，在長(zhǎng)壩隧道實(shí)測(cè)資料中這種分布型式出現(xiàn)的概率較多。
2）“凸”型
該型式的主要特征為：錨桿軸力的中性點(diǎn)（最大值點(diǎn)）出現(xiàn)在整根錨桿的中間部位，呈現(xiàn)為中間大兩邊小。這種類(lèi)型出現(xiàn)的主要其原因是由于爆破形成的自由面將表層圍巖松動(dòng)，致使表層圍巖的變形大部分在錨桿安裝前業(yè)已完成使應(yīng)力大量釋放。另一方面由于錨桿的變形模量比圍巖的變形模量大，使錨桿起到加固圍巖的作用，當(dāng)圍巖變形時(shí)或者當(dāng)靠近洞壁的那部分巖體產(chǎn)生塑性流動(dòng)時(shí)，錨桿將阻止這種變形，其結(jié)果在錨桿桿體與孔壁通過(guò)砂漿產(chǎn)生相互間的剪切作用，在這種情況下，錨桿中軸向力這一位置是強(qiáng)度下降區(qū)和彈性區(qū)的界限。這種分布型式出現(xiàn)在拱肩部位。
5.總結(jié)
根據(jù)錨桿軸力變化曲線的分析，我們可以得出以下結(jié)論：
?、倏傮w上看錨桿軸力量測(cè)值不是很大；
②圍巖松動(dòng)圈大約2~3m；
?、酃绊敳课诲^桿所受軸力最大，其次是兩側(cè)拱肩部位，而兩側(cè)邊墻部位錨桿所受軸力最??；
?、苠^桿軸力隨著深度的增加逐漸變小，且右側(cè)錨桿軸力比左側(cè)相應(yīng)位置錨桿軸力稍大，這正是因?yàn)榇嬖谄珘旱挠绊?，右?cè)埋深大于左側(cè)。
從上面的分析可知，長(zhǎng)壩隧道采用3m長(zhǎng)φ22砂漿錨桿的支護(hù)參數(shù)是可行的，并且具有較高的安全系數(shù)。
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