端头自锚型锚索自锚器结构研制及应力分析

端头自锚型锚索的作用机理是在张拉段设置自锚器,将锚固段和张拉段有效隔离,通过约束锚筋材料不同方向的变形,将全部或部分锚固荷载转化为锚筋注浆体与岩土层之间的黏聚力。这种锚索将传统预应力锚索的"锚固荷载等于外锚头锁定荷载"的受力模式改为"锚固荷载等于自锚荷载与外锚头锁定荷载之和"。本文介绍了基于锚筋体材料等强度条件下自锚器的结构设计,并对采用45Mn2钢制作的自锚器进行了应力分析与试验研究。结果表明:在预应力锚索极限荷载作用下,自锚器平均应力为731. 97 MPa,最大应力为1 441. 5 MPa;限位荷载为40 kN/孔,自锚荷载能达到钢绞线屈服强度442. 68 kN。所研制的锚器具备可重复张拉、锚固荷载完全自锚的优点。     

超大跨度隧道预应力锚杆——锚索协同支护机理

探索运用1种新型支护形式预应力锚杆—锚索协同支护体系,在京张高铁八达岭长城站大跨过渡段跨度极大(32.7 m)且围岩质量极差(Ⅴ级围岩)的情况下保障隧道安全建设。通过现场监测,研究预应力锚杆—锚索的力学行为,结合现场围岩微震监测,分析预应力锚杆—锚索协同支护机理。结果表明:预应力锚杆、锚索的轴力均由初始预应力、预应力损失和被动支护力3部分决定;在隧道开挖过程中,锚杆和锚索的轴力演化过程可分为预应力快速损失、轴力波动和轴力稳定3个阶段,且预应力锚杆轴力沿自由段非均匀分布,锚杆自由段存在多个中性点;预应力锚杆锚固于浅层围岩内部,与被锚固岩体组成组合拱结构承担围岩荷载;预应力锚索锚固于深层围岩区域,调动深层围岩的承载力承担围岩荷载,并提高锚杆组合拱的稳定性;预应力锚杆—锚索协同作用实现了超大跨度隧道围岩的有效支护。     

预应力锚索整治高边坡病害施工技术

结合预应力锚索和抗滑桩在渝怀铁路DK615 + 60 2～DK615 + 83 3段路堑边坡治理滑坡中成功应用的实例 ,从预应力锚索的成孔、锚索入孔、注浆、锚墩制安、锚索张拉、锁定、封锚等施工工艺入手 ,重点介绍预应力锚索加固高边坡的施工技术。     

高边坡路堑预应力锚索加固技术应用

结合路堑高边坡加固工程 ,介绍预应力锚索和十字面板共同形成抗滑支撑结构的优越性 ,着重介绍预应力锚索的钻孔、下索、注浆、张拉和封锚以及十字面板的施工工艺     

桩锚混合围护结构体系在深基坑应用中的受力演化分析

以石家庄地铁3号线东里站轨排井段深基坑施工为研究背景,运用FLAC3D软件对桩锚混合围护结构体系在深基坑中的受力演化规律进行模拟研究。从受力方面对桩锚混合围护结构在深基坑应用中的演化规律进行定量分析,发现支护体系受力随基坑开挖深度的增加而增加;进一步对桩锚围护结构中的锚索轴力损失机理进行探究,得到入射角度在5°～30°范围内轴力损失较小,增加预加轴力和自由段长度均可适当增加锚索自由段轴力;通过对补偿张拉和超张拉两种锚索预应力补偿措施进行分析,确定最佳锚索预应力补偿措施。     

新宝塔山隧道浅埋偏压段施工及监控量测分析

浅埋偏压段及不良地质条件给隧道施工造成安全隐患,也是造成整条隧道施工失败的主要问题。新宝塔山隧道部分处于浅埋偏压段,讨论了该段施工设计和施工工艺,包括地表注浆加固围岩、超前管棚注浆锚杆预支护、段台阶开挖法、喷锚挂网支护和围岩监控量测信息反馈与预测预报等,为隧道的顺利贯通提供了有力保障。     

锚索施工在地铁明挖宽大基坑围护结构中的应用

介绍了在地铁明挖宽大基坑施工中采取预应力锚索支护的成功经验,通过锚索施工,起到了降低施工难度、土方开挖空间大、确保施工质量、保证基坑安全的作用。同时对预应力锚索的全套管跟进水冲法成孔、钢绞线制作与下放、锚索孔常压注浆、高压注浆,劈裂注浆、锚索张拉锁定、锚索试验等也做了较为详细的介绍。     

基于颗粒流的围岩注浆动态过程模拟研究

研究目的:富水地层隧道开挖易发生突水突泥,注浆为一种有效防范措施。本文基于颗粒流离散元方法,研究围岩注浆对富水地层隧道开挖的影响,通过对岩体注浆过程进行细观动态模拟,研究不同注浆压力和注浆孔布设方式下的注浆效果,从而为优化注浆方案提供参考。研究结论:(1)注浆压力的大小决定了最终浆液扩散形式,即注浆压力增大,注浆形式由渗透注浆变成劈裂注浆;(2)通过颗粒流软件模拟出的动态效果及数据分析,验证了劈裂注浆是压密→劈裂→压密→劈裂的动态过程,直至浆液的扩散压力不足以再劈裂围岩颗粒时趋于稳定;(3)多孔同时注浆时浆体很难进入到中心位置;(4)基于本文的研究对象,劈裂注浆的效果优于渗透注浆,考虑过大注浆压力对岩土体的冲击作用,工程应用时可尽量采用起劈压力进行劈裂注浆,且注浆时并不是较多的注浆孔同时注浆就能得到更好的效果,要针对实际地质情况,合理安排注浆孔以及注浆顺序,避免地层薄弱点出现在多孔同时注浆的中心点处;(5)本研究成果可为软弱地层注浆孔的布置原则及注浆质量控制提供参考。     

悬索桥隧道锚与下方公路隧道相互作用分析

隧道锚、公路隧道叠置使锚址区受力十分复杂,研究锚、隧的相互作用十分必要足尺模型试验难以实现,而数值分析是一条有效途径以我国首座大跨径悬索桥隧道锚为研究对象,基于实测综合确定的岩体参数,用三维弹塑性有限元法对包括下部公路隧道施工、隧道锚开挖、浇注、预应力施加、挂缆等全部工序进行了模拟,该围岩和锚体混凝土离散为8节点三维实体单元,隧道和锚碇的喷射混凝土及二次衬砌离散为4节点三维壳单元用读入应力法建立复杂构形的初始应力场。结果表明：在锚、隧间距合适时,施工期间两者的相互作用不突出;隧道施作时锚体区竖向位移与设计缆力作用的位移值对比表明,先施工公路隧道后施工隧道锚的工序是合理的;隧道锚的施作对隧道围岩位移影响微弱为大桥和隧道的设计与建造提供了可靠依据。     

深路堑内浅埋层状软岩隧道锚特性试验研究

研究目的:浅埋层状软岩隧道锚锚塞体与围岩相互作用的变形特征及承载机制复杂,难以用规范或工程类比进行分析研究,为研究隧道锚的变形规律、破坏特征及承载特性,通过现场开展1∶10缩尺模型试验,确定隧道锚的变形特征及承载力安全系数,探明软岩、浅埋、层理面等因素对隧道锚的影响,最终对隧道锚进行安全稳定性评价。研究结论:(1)在各级荷载下,隧道锚的变形从后锚面开始产生并向四周围岩衰减,锚体与左右侧围岩的变形呈较规则的对称双驼峰形;(2)在设计荷载下,锚塞体的变形最大,最大变形值为0.054mm,根据相似原理获得原型隧道锚在运营期的最大变形为0.5 mm;(3)隧道锚的极限承载力高达18倍设计荷载,锚塞体在极限荷载下致使正上方浅埋岩体发生斜向上拱起破坏,破裂面由层理面原始裂缝扩展延伸,致使破坏范围超过4倍洞径;(4)隧道锚的变形限值和围岩安全系数均满足规范要求,验证了隧道锚的安全稳定性;(5)本研究成果可为油溪长江大桥隧道锚系统安全评估提供可靠的依据,也可为相关工程提供技术参考。     

盾构隧道壁后注浆浆液时变性对围岩应力与变形的影响机理

为探究盾构隧道壁后注浆浆液在围岩内的渗透扩散行为,基于达西定律和流体力学,建立考虑与不考虑黏度时变性的浆液渗透扩散方程,并根据弹性力学原理,推导渗透压力作用下围岩的径向有效应力、切向有效应力和径向位移的计算方程;基于长沙地铁4号线盾构施工实测数据,借助Matlab软件对方程进行计算分析,提出壁后注浆对围岩的影响机理。结果表明：壁后注浆浆液在围岩中的扩散半径随注浆压力和注浆时间的增加而增大;当考虑浆液的黏度时变性时,浆液扩散半径会缩小,特别是在长注浆时间（40 min）情况下,浆液的扩散半径相对于不考虑黏度时变性时缩小34.9%;随着注浆压力的增大,渗透区土体的径向有效应力增大,切向有效应力减小,且随着围岩距隧道中心距离的增加,最终均趋于原位围岩有效应力;壁后注浆渗透压力使围岩产生的径向压缩变形量随注浆压力的增大而增大,当注浆压力为0.42 MPa时,围岩内部最大位移达7.81 mm。     

隧道洞口巨型危岩贯通裂缝的预应力加固施工技术

以湖北省宜昌至巴东高速公路易家坝隧道洞口,横向俯斜贯通裂缝巨型危岩体预应力加固处理为施工实例,介绍危岩体加固的工艺流程及施工方法,着重介绍预应力锚索施工中钻孔、清孔、制索、安装、压浆、张拉及封锚等工序施工的注意事项。     

预应力钢绞线张拉伸长值量测方法的探讨

研究目的:探讨预应力钢绞线量测方法,总结预应力钢铰线张拉伸长值计算、锚塞回缩量的量测及其对张拉力的影响,为预应力工程钢绞线张拉量测提供成熟有效的方法. 研究结论:(1) 采用该方法施工的桥梁钢绞线预应力张拉伸长值、锚塞回缩量量测,均符合预应力筋的加工及张拉的各项指标要求;(2) 张拉完成时的上拱度量测结果均与设计计算结果相符,符合设计要求,与张拉力控制匹配良好,可用于钢绞线预应力张拉施工工艺的计算、量测;(3) 当钢绞线分多次实施张拉时,将各次张拉伸长量累加,伸长量计算时,应在按各次张拉伸长量累加(初始拉力的伸长值是按规范规定推算而得)而得的实测伸长值中,减掉所有各级的在张拉千斤顶中工作长度的伸长值.     

新填海场地轨道交通基坑位移突变原因分析及对策

以新填海场地一轨道交通深基坑工程为依托,通过分析锚索钻孔、注浆期间的基坑变形、锚索应力等观测资料,研究了围护桩位移突变的原因,提出了锚索跳二打一、套管跟进成孔、锚碇再张拉等施工改进措施.结果表明:锚索糊钻、锚碇预应力损失是造成围护桩位移突变的原因;本文提出的改进措施有效地控制了基坑变形.     

益田路Ⅵ级围岩富水隧道综合施工技术

结合广深港客运专线益田路隧道Ⅵ级软弱围岩施工,对益田路隧道洞口段富水、浅埋、软弱围岩、穿越中心城区施工难点进行分析,选定总体施工方案,详细介绍超长大管棚、小导管注浆进行围岩加固,井点降水、帷幕注浆截水疏干隧道内地下水,CRD法开挖、静态爆破处理孤石等施工工艺、方法及心得体会、技术创新方面的设想,对今后类似隧道施工具有一定的指导作用和借鉴价值。     

TZL预应力注浆锚杆施工技术

TZL预应力注浆锚杆是一项观念超前的施工技术,雁门关隧道采用TZL预应力锚杆作为初期支护的一部分,通过施加预应力和注浆固结,能迅速遏制围岩的坍塌和变形.通过工程实例,介绍其施工工艺及质量控制.     

基于浆液黏度时变性的盾构壁后注浆模型研究

研究目的:盾尾同步注浆是盾构施工过程中重要环节之一,其浆液包裹促使管片处于"悬浮漂移"状态,稍有不慎极易造成隧道结构上浮或错台,进而引起管片开裂破损。基于Magg柱面扩散理论,推导考虑浆液黏度时变性与否两种情况下盾构隧道壁后注浆浆液扩散半径和注浆压力公式,通过算例对比分析注浆过程中隧道管片压力随时间、同步注浆浆液初始压力、扩散半径变化规律,为盾构管片设计施工提供理论基础。研究结论:(1)无论考虑浆液黏度时变性与否,管片所受压力及浆液扩散半径均与时间呈正向增长关系;(2)浆液扩散半径与初始注浆压力呈正向增大关系,管片所受到的压力与初始注浆压力呈指数增长关系;(3)不考虑浆液时变性的计算结果均高于考虑浆液时变性的计算结果的5%～10%,最大可超过70%,实际盾构同步注浆应予以重视;(4)实际工程可以通过调节初始浆液黏度比来降低管片压力,其初始浆液黏度比有效调控范围在2～6之间;(5)本研究成果可为盾构隧道结构设计和施工提供参考。     

地表注浆在浅埋大断面黄土隧道中的应用研究

研究目的:围岩变形量过大、地表沉降开裂甚至塌方是浅埋大断面黄土隧道施工过程中最容易出现的工程病害。为解决大断面黄土隧道在浅埋地段施工过程中出现的地表与围岩变形难以控制、施工效率低下等问题,以在建银西高铁上阁村隧道浅埋段为试验工点,通过现场地表注浆与室内试验,从注浆前后地表沉降与围岩变形量及围岩物理力学参数变化等方面对地表注浆在浅埋大断面黄土隧道中的应用效果进行研究。研究结论:(1)地表注浆可以有效控制围岩变形和地表沉降,变形降幅可达27%～50%,注浆后可将地表与围岩变形量控制在规范允许值内,防止隧道开挖过程中出现地表裂缝、坍塌、拱顶沉降量过大等灾害;(2)采用地表注浆后围岩物理力学参数明显得到改善,平均增幅可达10%～35%,提升围岩强度与整体稳定性,确保隧道开挖安全;(3)地表注浆能够提前二衬施作时机,加快施工进度;(4)地表注浆形成的浆-土结合体具有明显的"挤密效应"和支撑作用,可以改善原状黄土的结构性;(5)该研究成果可为大断面黄土隧道的浅埋地段快速安全施工和设计提供参考。     

预制内锚头新型锚索锚固效果试验研究

为了提高高路堤、深路堑边坡锚固系统耐久性以及锚固效果,研制了一种新型预制内锚头锚索,对内锚头长度分别为250,500,1 000 mm的新型锚索(NY250,NY500,NY1000型)及传统压力集中型锚索进行室内足尺模型试验。试验结果表明:NY250型锚索的最大承载力比传统压力集中型锚索提高了3.572%;预制内锚头尾部注浆体压应变达到峰值,且拉拔荷载越大,应变越大;传统拉力集中型锚索最大压应变是NY250型锚索的1.16倍;从预制内锚头尾部0.50~0.75 m处到锚索锚头区间内的注浆体压应变幅值较低,且基本保持小幅微减趋势。     

隧道穿越水库下断层破碎带帷幕注浆施工技术

通过燕居岭隧道穿越水库下断层破碎带施工实例,系统地介绍了采用帷幕注浆加固围岩的原理、设计、施工方法、施工工艺、浆液调制等,对隧道穿越水库下断层破碎带提出了一种行之有效的施工方法,该方法对同类工程具有借鉴作用。