简述锚杆对隧道围岩的作用及机理
锚杆作用在于有效延缓围岩变形,通过径向施打中空注浆锚杆,增强围岩内部结构的联结,围岩的黏聚力及摩擦角,形成加固环,对水平或倾斜的层状围岩起到增强层间摩阻力的作用,实现结构力学上的组合梁效应。锚杆主要通过加固局部失稳的岩体,防止个别危岩掉落和滑落,确保隧道工程的稳固与安全。
超前锚杆作为这些措施之一,其主要作用在于增强隧道施工的安全性和稳定性。具体来说,通过在隧道开挖前预先插入锚杆,可以有效地固定住松散的围岩,防止其因压力变化而松动或坍塌。这种预防性措施能够在很大程度上保障施工人员的安全,减少工程的发生。超前锚杆的应用不仅限于松散地层。
锚杆的力学作用主要有 悬吊作用 、 组合作用 、 挤压作用 。通过锚杆的轴向作用力,将围岩中一定范围岩体的应力状态由单向(或双向)受压转变为三向受压,从而提高其环向抗压强度,使压缩带既可承受其自身重量,又可承受一定的外部载荷,使其有效地控制围岩变形。
从力学角度来看,锚杆增加了围岩体的粘聚力C和内摩擦角φ,形成一个新的复合体,这个复合体在提升岩土体承载能力方面起着核心作用。在地下开采的矿山中,锚杆作为巷道支护的基础组成部分,它将巷道的围岩紧密相连,使得围岩能够自我支撑,从而保障了巷道的稳定性和安全性。
锚杆是岩土体加固的杆件体系结构。通过锚杆杆体的纵向拉力作用,克服岩土体抗拉能力远远低于抗压能力的缺点。表面上看锚杆限制了岩土体脱离原体。宏观上看锚杆增加了岩土体的粘聚性。从力学观点上锚杆提高了围岩体的粘聚力和内摩擦角。
什么是锁脚锚管?
锁脚锚杆是指隧道开挖采用先拱后墙的方式开挖时,为确保安全,在进行下一步施工开挖(即下断面开挖)之前,在拱脚处垂直岩壁打入的锚杆,防止拱顶收缩、掉拱。
以前主要用于铁路隧道先拱后墙法施工衬砌时,在开挖下断面前,于拱脚垂直于岩壁打入1~2排锚杆,以防止拱脚收缩和掉拱;边墙超前锚杆是台阶法开挖时,在上台阶开挖支护完成,开挖下断面前,于拱脚斜向下打入锚杆,即可稳定拱脚,又可对下部开挖起到超前支护作用。
锚杆是总称,锁脚锚管是其中一种方式。锁脚锚杆,其实就是在台阶法开挖隧道时,保证中导或者下导开挖时,锁脚使上导钢架具有自承能力。若要是施作径向锁脚的话,那样子承受的是剪力,并不能提供最大的帮助,应该尽量向下施作比较合适,那样更加接近轴力。
锁脚锚杆的设置是为了防止钢拱架垮落,对拱架和隧顶围岩起到支撑,尽管锚杆与钢拱架的纵向间距相同并进行焊接。