TBM隧洞傾斜黏結錨桿受力特性分析及支護參數優化

王利明， 張 兵， 李鳳遠， 白 亮， 馬 利

（1.盾構及掘進技術國家重點實驗室，鄭州 450001； 2.中鐵隧道局集團有限公司，廣州 511458；3.中鐵隧道股份有限公司，鄭州 450001）

硬巖全斷面掘進機（TBM）工法施工因其掘進速度快，成洞時間短等優勢，越來越多地應用到長大隧道工程建設中，如大瑞鐵路高黎貢山隧道用TBM系我國自主研發，開挖直徑為9.03 m［1-2］；滇中引水工程香爐山隧洞采用直徑為9.83 m的“云嶺號”，是目前國內最大直徑TBM［3-4］；北疆供水工程全線總長為540 km，隧洞占比為95.6%，正洞采用18臺TBM集群施工［5-6］. 因TBM施工速度快、初期支護施工時間短，這就要求初期支護結構能夠快速起作用，有效地抑制隧洞圍巖松弛及塑性區的擴大.

隧道支護體系中錨桿結構將圍巖與穩定的巖體黏結在一起具有懸吊、組合梁及補強等作用效果. 譚忠盛等［7-8］通過現場試驗研究了大斷面黃土隧道錨桿作用效果，獲得了錨桿力學特征，得出隧道拱部錨桿支護作用效果并不明顯，可以取消隧道拱部錨桿支護；黃明利等［9］采用現場監測手段，研究拱頂沉降、圍巖深部位移、錨桿軸力、鋼拱架內力及圍巖接觸應力的分布特性及變化規律，并通過數值模擬對錨桿支護參數優化.陳耕野等［10］通過韓家嶺隧道現場支護結構應力測試，研究了噴射混凝土和錨桿結構在初期支護中的作用.鮑先凱等［11］從全長黏結式錨桿和圍巖相互作用機理入手，深入研究了錨桿錨固機理及受力特征，推導出了全長黏結式錨桿的徑向及切向錨固力計算……