隧道锁脚锚杆布置形式及角度对支护效果的影响

刘家昕; 侯哲生; 王丹丹; 卜志凌

doi:10.13951/j.cnki.37-1213/n.240901

烟台大学学报（自然科学与工程版） ›› 2026, Vol. 39 ›› Issue (1) : 79 -87. DOI: 10.13951/j.cnki.37-1213/n.240901

隧道锁脚锚杆布置形式及角度对支护效果的影响

刘家昕, 侯哲生, 王丹丹, 卜志凌

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摘要

旨在探讨锁脚锚杆在隧道施工阶段对控制初期支护沉降的作用，重点分析不同布置形式(倾斜向上与倾斜向下)及其角度对锁脚效果的影响，以优化锁脚锚杆的设计和应用，提高隧道施工的安全性和效率。以隧道实际施工情况为背景，分别建立锁脚锚杆向上打设和向下打设两种情况下的力学模型，借助材料力学和岩石力学等手段，对这两种情况下拱脚外露端沉降进行解析力学推导。同时，采用数值模拟手段，亦分别建立锁脚锚杆向上和向下两种情况下的数值模型并予以计算。综合解析推导与数值模拟两方面的分析结果，得出以下结论：(1)锁脚锚杆倾斜向上布置的支护效果优于倾斜向下布置的支护效果，控制初期支护沉降的效果更明显；(2)针对锁脚锚杆倾斜向上布置的情况，考虑到隧道施工的现场实际情况，角度宜取30°～45°为宜；(3)随着荷载(围岩压力)的增大，倾斜向上布置相较于倾斜向下布置支护效果的优势更加显著。研究结论可为隧道锁脚锚杆设计和施工提供理论参考，在隧道施工现场充分发挥锁脚锚杆的支护效果方面具有一定的实用价值。