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锚杆是一种优化的隧道围岩支护形式王建宇（中铁西南科学研究院有限公司，成都 611731）摘 要 隧道工程中锚杆对围岩的支护可以用加固作用来概括 。 锚杆对各种不同地质结构的围岩具有不同的 加 固 机 理 ，悬吊作用只是其中一种特定情况 。 囿 于 悬 吊 作 用 ，会限制对锚杆支护能力的认识 。 文章论述了锚杆的作用 机理及其对各种岩体结构围岩的加固作用 ，并对我国隧道工程锚杆使用中的问题进行了讨论 ，提出了相应的建议 。关 键 词 隧 道 围 岩 锚 杆 支 护 加 固 作 用中 图 分 类 号 ：U455.7+1文 献 标 识 码 ：A问题的提出岩土锚固技术是现代岩土工程技术进步中的一 个亮点。实践证明，在不同的岩土工程中各种类型的 锚杆（索）发挥了其它支护手段和支挡结构难以起到 的作用。 岩土锚固技术的发展还引起了岩土工程修 建理念的创新： 通过主动地对岩土体提供约束和 加 固，控制开挖引起的岩土介质的力学行为，激发岩土 体的自承能力。在隧道工程中，这种理念通常被称为 “新奥法”。早年修建的一些隧道， 在施工中通常采用木排 架支撑，其作用在于将可能塌落的岩土体支承起来 ， 使之不落入隧道中；而锚杆（通常同喷混凝土联合 使用） 则通过同围岩的紧密结合主动地控制围岩的力 学行为，防止坍塌的发生。 二者的区别显而易见。但是，如果按照对传统木支撑和钢架的“被动支 护 ”作 用 来 思 考 锚 杆 的 支 护 原 理 ，习 惯 于 使 用 厚 重 、 “强大”的型钢的工程师们就很难理解为什么插入围岩中的一些钢筋居然也能起到支护作用。事实上，在我国隧道工程界，对锚杆的支护能力是 存 在 质 疑 的 。 文 献[1]提 出 了 “锚 杆 在 设 计 计 算 中 无法作为支护结构来考虑”的论点。书中给出的示意图 （图 1）说 明 ， 所 设 置 的 锚 杆 大 部 分 都 在 “ 平 衡 拱 ”以下、“破裂面”以内的范围内 ，“没有锚固点 ，起不到1图 1 文 献[1]给 出 的 示 意 图Fig.1 The scheme given in reference[1]锚固作用； 拱部需要设计很长的锚杆才能够深入 到稳 定 围 岩 中 起 到 锚 固 作 用 ”。 结 论 是 ：“在 软 弱 地 层（ 根 据 上 下 文 拟 指Ⅳ级 和 稳 定 性 等 级 更 低 一 些 的 围 岩 ）中 取 消 系 统 锚 杆 ；顶 部 锚 杆 施 作 危 险 ，处 于 围 岩脱离区，不论地层软硬均应取消”。这 一 段 关 于 “锚 杆 无 用 ”的 论 述 ，笔 者 认 为 值 得商榷：（1） 图中的“锚固无效区”并不存在从理论上说 ，图 1 所示的“平衡拱”（拟指普 氏理论 中 的 “ 卸 载 拱 ”———Разглужающий свод [2]） 和 “ 破 裂面”是隧道开挖后对围岩不加约束 ，任其自由坍塌的最终形态 。 要让锚杆像被动支护结构那样承受围岩 自 由 坍 塌 最 终 可 能 产 生 的 全 部 松 散 压 力 荷 载 ，自然是不现实的。问题在于，在采用锚杆和喷混凝土等修改稿返回日期 ： 2013-12-27作 者 简 介 ： 王 建 宇 （1940-)，男 ，研 究 员 ，从事隧道及地下工程科研咨询工作 ，mailto:wjyda@139.comE-mail:wjyda@139.com.第 51 卷 第 3 期(总 第 356 期) 2014 年 6 月 出 版1Vol . 51 ， No . 3 ， Total . No . 356 Jun . 2014现 代 隧 道 技 术MODERN TU NNELLING TECHNOLOGY锚杆是一种优化的隧道围岩支护形式施作及时、 同围岩紧密结合的主动支护的条件下 围岩并不会产生图 1 所示的那种坍塌， 从而不可能出 现 图 中 被 “ 平 衡 拱 ” 和 “ 破 裂 面 ” 包 围 的 “ 锚 杆 无 效区”。，在采用主动支护的情况下，围岩中会形成一个由自承作用产生的承载环。 其实，文献[1]第 46 页图24 中也已经明确标明过。（2） 锚固点的概念并不符合实际情况从历史上看 ， 隧道工程中锚杆的应用最早确实是从作为施工临时支护的点状锚固锚杆开始的 。 这种锚杆是通过分别置于锚杆两端的锚头（楔缝式、涨壳式）和垫板两个点向围岩提供作用力，从而起到支护作用的。 而目前隧道工程中广泛采用的是在岩孔中灌浆、沿全长锚固的锚杆，这种灌浆锚杆是通过岩孔中的砂浆沿杆体全长对围岩提供支护作用的 。图 3 卵 石 试 验 （1978 峨 眉 ）Fig.3 Pebble test (EMei in 1978)即使从简单的悬吊作用来分析，不一致（图 2）