CN101899837A - 加固岩质边坡深部滑裂面的混凝土抗剪主动支护结构 - Google Patents
加固岩质边坡深部滑裂面的混凝土抗剪主动支护结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101899837A CN101899837A CN 201010212580 CN201010212580A CN101899837A CN 101899837 A CN101899837 A CN 101899837A CN 201010212580 CN201010212580 CN 201010212580 CN 201010212580 A CN201010212580 A CN 201010212580A CN 101899837 A CN101899837 A CN 101899837A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- anchor
- concrete
- slip
- crack surface
- caverns
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
本发明公开了一种加固岩质边坡深部滑裂面的混凝土抗剪主动支护结构，主要由锚固洞和贯穿锚固洞并深入稳定岩体的预应力锚索组成。其锚固洞由轴向受力主筋(包括螺纹筋和工字钢)、回填混凝土、洞周的接触灌浆和固结灌浆、滑裂面上盘的锚固洞端部扩大头等构成；其预应力锚索的内锚固段位于滑裂面下盘的稳定岩体中，外锚头位于滑裂面上盘的锚固洞端部，且外锚头处安装有测力计。本发明特点是变被动支护为主动支护，通过预应力锚索将边坡下滑力传递到滑裂面下盘的稳定岩体中；通过灌浆使锚固洞、预应力锚索和岩体形成一个复合抗剪体，共同发挥抗滑作用，同时可有效防止边坡在滑裂面下盘岩体内沿次级滑裂面或沿混凝土与岩体界面处发生剪切滑动。
Description
技术领域
本发明属于岩石边坡加固工程技术领域，特别涉及一种加固岩质边坡深部滑裂面的混凝土抗剪支护结构。
背景技术
锚固洞是一种加固滑裂面埋深较大的岩质边坡的工程结构。锚固洞在岩石边坡，特别是软弱结构面控制的大型深层滑坡治理中应用较为广泛，尤其是在水利水电工程的边坡加固工程中。
现有的混凝土锚固洞的洞轴向一般平行滑动方向布置，水平或略向内侧倾斜。锚固洞内沿洞轴方向布置呈环形分布的主钢筋(或型钢、钢管)，洞内用混凝土浇满，主钢筋主要受拉力作用。锚固洞主要是通过回填混凝土对软弱结构面进行置换，提高深部滑裂面的抗剪强度，发挥抗剪作用，并且锚固洞作为一个悬臂支撑结构提供抗滑力，阻止边坡开裂、下滑的发生和发展，从而达到加固边坡工程的目的。但由于目前对混凝土锚固洞结构及其设计理论仍不完善，某些设计方案难以达到抗滑效果，如漫湾水电站左岸边坡在采用锚固洞加固后仍然在1989年1月7日发生滑坡，体积达10.6万m3，已完工的13个锚固洞均遭到破坏，其中6个洞为近似平行滑裂面的斜截面受拉破坏，有大偏心受拉并伴有剪压破坏特征，有7个洞为垂直洞轴线的正截面受拉破坏，有全截面小偏心受拉特征。
据理论分析和现场应用实践，现有锚固洞存在以下不足：
(1)现有锚固洞属于被动支护结构，在滑体滑动之前并不提供支护抗力，只有当滑坡体进入临界滑动状态或发生大变形之后，锚固洞才能有效地提供支护抗力；
(2)现有锚固洞受拉或受弯过程中，受拉区混凝土极易拉裂破坏，当受拉主筋的抗拉强度不足时，易造成钢筋拉断而产较宽的裂缝，甚至导致锚固洞的完全失效。
(3)现有锚固洞的加固作用主要通过自身材料的抗剪、抗弯效应实现的，未通过锚固洞与边坡岩体的共同作用达到加固滑坡体的目的。
发明内容
本发明的目的就是针对上述现有技术的状况提供一种有效加固岩质边坡深部滑裂面的混凝土抗剪主动支护结构。
本发明提出的加固岩质边坡深部滑裂面的混凝土抗剪主动支护结构，由混凝土锚固洞和贯穿锚固洞并深入稳定岩体的预应力锚索所构成。其锚固洞部分包括水平布置且轴线与滑裂面走向大致垂直的直墙拱形隧洞、隧洞初期支护、洞内布置的轴向受力主筋(包括螺纹筋和工字钢)和环向箍筋、洞内回填混凝土、洞周接触灌浆和固结灌浆、滑裂面上盘的锚固洞端部扩大头等；其预应力锚索的内锚固段锚固于滑裂面下盘的稳定岩体中，外锚头锚固于滑裂面上盘侧的锚固洞端部；混凝土锚固洞和预应力锚索共同形成一个复合抗剪主动支护结构。
所述预应力锚索在混凝土锚固洞横断面内布置1～2排。
所述混凝土锚固洞水平布置、洞轴向与滑裂面走向大致垂直，并在其交会段设置扩大混凝土置换面积和加强配筋的抗滑齿。
所述混凝土锚固洞内轴向布置螺纹钢筋加工字钢的受力主筋，其螺纹钢筋在混凝土锚固洞横断面的上、下呈均匀布置；其工字钢设有抗滑肋，并根据内力计算结果在混凝土锚固洞横断面的上、下受拉区布置。
所述混凝土锚固洞横断面上布置发散型灌浆孔，以对锚固洞外边界进行接触灌浆，和对断层影响破碎带进行固结灌浆。
所述混凝土锚固洞在滑裂面上盘侧的端部设置断面扩大的头部，提高预应力锚索的加固效果。
所述预应力锚索外锚头处设置锚索测力计，对预应力锚索的锚固力进行监测，通过观测锚固力的增加或损失来监测边坡内部深层滑裂面的变形情况。
作为一种实际应用，本发明锚固洞部分可包括水平布置、洞轴向与滑裂面走向大致垂直的直墙拱形隧洞、隧洞初期支护(挂钢筋网和喷射混凝土)、洞内回填混凝土、轴向受力主筋(包括螺纹筋和工字钢)和环向箍筋、洞周接触灌浆和固结灌浆、滑裂面上盘的锚固洞端部扩大头等；；预应力锚索的内锚固段深入到滑裂面下盘的稳定岩体中，另一端贯穿整个锚固洞，并将外锚墩置于滑裂面上盘的锚固洞端部，在该端预应力锚索上安装测力计；锚固洞轴向受力螺纹钢筋在锚固洞横断面上下部均匀布置，并根据内力计算结果，在锚固洞内布置工字钢以提高锚固洞的抗拉、抗剪能力，工字钢设有抗滑肋；在锚固洞与深层滑裂面交会部位设抗滑齿，通过扩大混凝土置换面积和加强配筋，提高锚固洞的抗剪能力；在锚固洞断面周围布置发散型灌浆孔，对置换混凝土和岩体接触面进行接触灌浆，对断层影响破碎带进行固结灌浆；在滑裂面上盘的锚固洞端部设置断面扩大的头部，提高预应力锚索的加固效果；在锚固洞断面内布置1～2排预应力锚索，每排根据锚固洞断面大小按一定间距布置，在混凝土达到强度标准后施加后张预应力。
相对于现有技术，本发明具有如下的积极意义和效果：
1、现有锚固洞属于被动支护结构，在滑体滑动之前并不提供支护抗力，只有当滑坡进入临界滑动状态或发生大变形之后，锚固洞才能有效地提供支护抗力；本发明结合了传统锚固洞和预应力锚索的优势可同时进行主动支护和被动支护，同时，在锚固洞内增设有抗滑肋的工字钢结构以提高锚固洞的抗弯、抗剪能力，并且在锚固洞周围布置有发散型灌浆孔，对置换混凝土和岩体接触面进行接触灌浆，对断层影响破碎带进行固结灌浆，使锚固洞、预应力锚索和岩体形成一个整体，共同发挥抗滑作用。
2、现有锚固洞仅对主钢筋进行应力监测。但如果应力监测点与开裂部位不一致，就很难判断边坡的变形情况，本发明主要对预应力锚索的锚固力进行监测，通过锚固力的增加或损失来监测边坡内部深层滑裂面的变形情况。
3、现有锚固洞主要通过洞内配置普通钢筋抵抗拉应力，本发明在受拉区配置加肋工字钢，提高了锚固洞的抗拉、抗剪强度，另外由于在工字钢上设有抗滑肋，使工字钢和混凝土协同作用，形成整体共同发挥作用。
附图说明
附图1为本发明的纵断面图。
附图2为本发明的横断面图。
附图3为本发明结构内部布设的加肋工字钢结构图。
附图中：1——滑裂面上盘的锚固洞端部扩大头，2——轴向受力主钢筋(或钢管)，3——软弱结构面，4——混凝土抗滑齿，5——预应力锚索，6——岩体，7——现浇混凝土，8——与坡面走向垂直的水平或近水平长条洞，9——预应力锚索，10——外锚墩及测力计，11——环向箍筋，12——工字钢，13——固结灌浆孔，14——抗滑肋。
具体实施方式
下面结合本发明的具体实施方式对本发明作进一步的介绍。本发明的具体实现过程如下：
在含有深部滑裂面的岩质边坡中，垂直或接近垂直滑裂面走向开挖水平或近水平的长条形锚固洞8，并在滑裂面上盘的锚固洞端部设置断面扩大的头部1，且滑裂面两侧锚固洞长度不小于1.5～2倍洞径；锚固洞开挖过程中设置钢筋网和喷射混凝土作为初期支护；从滑裂面下盘侧的锚固洞端部向山体内钻设锚索孔，锚索轴线方向与锚固洞平行，钻孔深度为锚索设计长度减去锚固洞轴线长度，预应力锚索9的内锚固段必须位于稳定岩体内；在锚固洞洞周布设轴向受力主钢筋(包括螺纹筋2和工字钢12)和环向箍筋11，工字钢间隔1m作用设置抗滑肋14；洞内回填一期混凝土7，并预留锚索孔和固结灌浆孔13；对锚固洞顶拱和洞周进行接触灌浆和固结灌浆；回填二期混凝土7；自滑裂面上盘的锚固洞端部进行锚索穿孔和安装；墩浇筑外锚墩10；在外锚敦拆模后，即可进行锚索灌浆；待锚固洞内回填的混凝土达到一定强度后进行锚索张拉，使其具有一定的预应力，同时安装锚索测力计10。当锚索施加预应力后使锚固洞轴向受压，将部分下滑力传递到稳定的坚固岩体中，使得锚固洞、锚索、坚固岩体协同受力，形成一个整体共同发挥抗滑作用，达到主动支护的目的。
Claims (7)
1.一种加固岩质边坡深部滑裂面的混凝土抗剪主动支护结构，其特征在于：
所述的混凝土抗剪主动支护结构由混凝土锚固洞和贯穿锚固洞并深入稳定岩体的预应力锚索构成，并且：
1)所述的锚固洞包括水平布置且轴线与滑裂面走向大致垂直的直墙拱形隧洞、隧洞初期支护、洞内布置的轴向受力主筋(包括螺纹筋和工字钢)和环向箍筋、洞内回填混凝土、洞周接触灌浆和固结灌浆、滑裂面上盘的锚固洞端部扩大头等；
2)所述的预应力锚索的内锚固段位于滑裂面下盘的稳定岩体中，外锚头锚固于滑裂面上盘侧的锚固洞端部；
3)所述的混凝土锚固洞和预应力锚索共同形成一个复合抗剪主动支护结构。
2.如权利要求1所述的一种加固岩质边坡深部滑裂面的混凝土抗剪主动支护结构，其特征在于：所述的混凝土锚固洞水平布置且洞轴向与滑裂面走向大致垂直，并在其交会段设置有扩大混凝土置换面积和加强配筋的抗滑齿。
3.如权利要求1或2所述的一种加固岩质边坡深部滑裂面的混凝土抗剪主动支护结构，其特征在于：所述的预应力锚索在混凝土锚固洞横断面内布置有1～2排。
4.如权利要求1或2所述的一种加固岩质边坡深部滑裂面的混凝土抗剪主动支护结构，其特征在于：所述的混凝土锚固洞内轴向布置的受力主筋为螺纹钢筋和工字钢，其螺纹钢筋在混凝土锚固洞横断面的上、下部呈均匀布置；其工字钢设有抗滑肋，并根据锚固洞内力计算结果在锚固洞横断面的上、下部受拉区布置。
5.如权利要求1或2所述的一种加固岩质边坡深部滑裂面的混凝土抗剪主动支护结构，其特征在于：所述的混凝土锚固洞横断面上布置有发散型灌浆孔，可对锚固洞进行接触灌浆，和对断层影响破碎带进行固结灌浆。
6.如权利要求1或2所述的一种加固岩质边坡深部滑裂面的混凝土抗剪主动支护结构，其特征在于：所述的锚固洞在滑裂面上盘侧的端部设置断面扩大的头部。
7.如权利要求1或2所述的一种加固岩质边坡深部滑裂面的混凝土抗剪主动支护结构，其特征在于：所述的预应力锚索外锚头处设置有对预应力锚索的锚固力进行监测的测力计。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201010212580 CN101899837A (zh) | 2010-06-23 | 2010-06-23 | 加固岩质边坡深部滑裂面的混凝土抗剪主动支护结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201010212580 CN101899837A (zh) | 2010-06-23 | 2010-06-23 | 加固岩质边坡深部滑裂面的混凝土抗剪主动支护结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101899837A true CN101899837A (zh) | 2010-12-01 |
Family
ID=43225724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201010212580 Pending CN101899837A (zh) | 2010-06-23 | 2010-06-23 | 加固岩质边坡深部滑裂面的混凝土抗剪主动支护结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101899837A (zh) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102900446A (zh) * | 2012-10-23 | 2013-01-30 | 中国矿业大学 | 碎裂介质向下套管成孔及锚注分步加固方法 |
| CN103233470A (zh) * | 2013-04-18 | 2013-08-07 | 河海大学 | 一种加固岩质边坡节理面的可回收锚杆系统及其安装方法 |
| CN103774654A (zh) * | 2012-10-26 | 2014-05-07 | 兰州大学 | 橄榄状抗滑键注浆锚固支护爆破管式锚杆 |
| CN103774657A (zh) * | 2012-10-26 | 2014-05-07 | 兰州大学 | 扩孔柱状抗滑键注浆锚固锚杆 |
| CN103774651A (zh) * | 2012-10-26 | 2014-05-07 | 兰州大学 | 橄榄状抗滑键注浆锚固支护爆破锚杆 |
| CN104018846A (zh) * | 2014-05-26 | 2014-09-03 | 中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院有限公司 | 一种跨越大型活动断层带的水工隧洞结构 |
| CN109440790A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-03-08 | 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 | 深卸荷欠稳定岩石高边坡综合加固方法 |
| CN110851953A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-02-28 | 中铁十二局集团有限公司 | 穿越无填充型溶洞长锚索锚固力的计算方法、系统及介质 |
| CN112098236A (zh) * | 2020-09-01 | 2020-12-18 | 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 | 一种混凝土-岩体-喷层接触面抗剪强度的原位测试装置及测试方法 |
| CN114703876A (zh) * | 2022-04-26 | 2022-07-05 | 鞍钢集团矿业有限公司 | 预应力锚固洞结构 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1278573A (zh) * | 2000-04-05 | 2001-01-03 | 中国科学院地质研究所 | 用于加固岩石边坡的预应力锚梁 |
| CN1326036A (zh) * | 2000-05-25 | 2001-12-12 | 关伟伯 | 一种土质滑坡防治法 |
| JP2003119792A (ja) * | 2001-10-04 | 2003-04-23 | Shigeto Matsuo | ワイヤ方式法面工法 |
| CN2773177Y (zh) * | 2005-03-28 | 2006-04-19 | 李炳奇 | 用于边坡稳定的永久性锚索 |
| CN201125354Y (zh) * | 2007-11-23 | 2008-10-01 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 陡坡路基支挡加固结构 |
-
2010
- 2010-06-23 CN CN 201010212580 patent/CN101899837A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1278573A (zh) * | 2000-04-05 | 2001-01-03 | 中国科学院地质研究所 | 用于加固岩石边坡的预应力锚梁 |
| CN1326036A (zh) * | 2000-05-25 | 2001-12-12 | 关伟伯 | 一种土质滑坡防治法 |
| JP2003119792A (ja) * | 2001-10-04 | 2003-04-23 | Shigeto Matsuo | ワイヤ方式法面工法 |
| CN2773177Y (zh) * | 2005-03-28 | 2006-04-19 | 李炳奇 | 用于边坡稳定的永久性锚索 |
| CN201125354Y (zh) * | 2007-11-23 | 2008-10-01 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 陡坡路基支挡加固结构 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 《云南水力发电》 20031230 张杰等 糯扎渡水电站坝体下游右岸坡稳定分析及支护 第20页左栏5.2.1节锚固洞方案，右栏第2段 1-7 第19卷, 第4期 2 * |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102900446B (zh) * | 2012-10-23 | 2014-12-24 | 中国矿业大学 | 碎裂介质向下套管成孔及锚注分步加固方法 |
| CN102900446A (zh) * | 2012-10-23 | 2013-01-30 | 中国矿业大学 | 碎裂介质向下套管成孔及锚注分步加固方法 |
| CN103774651B (zh) * | 2012-10-26 | 2016-01-20 | 兰州大学 | 橄榄状抗滑键注浆锚固支护爆破锚杆 |
| CN103774651A (zh) * | 2012-10-26 | 2014-05-07 | 兰州大学 | 橄榄状抗滑键注浆锚固支护爆破锚杆 |
| CN103774657A (zh) * | 2012-10-26 | 2014-05-07 | 兰州大学 | 扩孔柱状抗滑键注浆锚固锚杆 |
| CN103774654A (zh) * | 2012-10-26 | 2014-05-07 | 兰州大学 | 橄榄状抗滑键注浆锚固支护爆破管式锚杆 |
| CN103774654B (zh) * | 2012-10-26 | 2015-11-04 | 兰州大学 | 橄榄状抗滑键注浆锚固支护爆破管式锚杆 |
| CN103233470A (zh) * | 2013-04-18 | 2013-08-07 | 河海大学 | 一种加固岩质边坡节理面的可回收锚杆系统及其安装方法 |
| CN104018846B (zh) * | 2014-05-26 | 2016-04-13 | 中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院有限公司 | 一种跨越大型活动断层带的水工隧洞结构 |
| CN104018846A (zh) * | 2014-05-26 | 2014-09-03 | 中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院有限公司 | 一种跨越大型活动断层带的水工隧洞结构 |
| CN109440790A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-03-08 | 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 | 深卸荷欠稳定岩石高边坡综合加固方法 |
| CN109440790B (zh) * | 2018-11-30 | 2024-01-26 | 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 | 深卸荷欠稳定岩石高边坡综合加固方法 |
| CN110851953A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-02-28 | 中铁十二局集团有限公司 | 穿越无填充型溶洞长锚索锚固力的计算方法、系统及介质 |
| CN110851953B (zh) * | 2019-09-30 | 2023-05-26 | 中铁十二局集团有限公司 | 穿越无填充型溶洞长锚索锚固力的计算方法、系统及介质 |
| CN112098236A (zh) * | 2020-09-01 | 2020-12-18 | 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 | 一种混凝土-岩体-喷层接触面抗剪强度的原位测试装置及测试方法 |
| CN112098236B (zh) * | 2020-09-01 | 2023-12-12 | 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 | 一种混凝土-岩体-喷层接触面抗剪强度的原位测试装置及测试方法 |
| CN114703876A (zh) * | 2022-04-26 | 2022-07-05 | 鞍钢集团矿业有限公司 | 预应力锚固洞结构 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101899837A (zh) | 加固岩质边坡深部滑裂面的混凝土抗剪主动支护结构 | |
| CN101614125B (zh) | V级围岩隧道施工方法 | |
| CN103527219A (zh) | 用于大变形地层的隧道支护结构及其施工工法 | |
| CN102140924B (zh) | 深部软岩巷道双壳耦合支护方法 | |
| CN107255035A (zh) | 一种挤压型软弱围岩超大断面隧道支护体系及其施工方法 | |
| CN104533453A (zh) | 巷道穿断层破碎带分步动态耦合支护方法 | |
| CN203515604U (zh) | 用于大变形地层的隧道支护结构 | |
| CN1693670A (zh) | 高应力巷道碎裂围岩三锚耦合支护方法 | |
| CN104018490B (zh) | 一种z字型矩形截面抗滑桩及其施工方法 | |
| CN102797478A (zh) | 分布式抗剪阻滑钢筋混凝土桩防治软岩巷道底鼓方法 | |
| CN103572701A (zh) | 扣锚体系组合式岩锚 | |
| CN109930609A (zh) | 一种用于上软下硬地层的排桩复合支护结构及其施工方法 | |
| CN102704965A (zh) | 一种防止剧烈采动影响巷道顶板垮冒方法 | |
| CN111663444A (zh) | 一种悬索桥隧道锚与岩体锚复合式锚碇结构及建造方法 | |
| CN203614107U (zh) | 马头门复合支护结构 | |
| CN110645018B (zh) | 矿井下强动压巷道预应力锚充一体化支护结构及方法 | |
| CN102304927B (zh) | 适用于岩石地基上的预应力锚索扶壁式挡墙 | |
| CN107503779A (zh) | 一种挤压型软弱围岩隧道预应力锚索群支护结构及施工工艺 | |
| CN206972268U (zh) | 一种挤压型软弱围岩超大断面隧道支护体系 | |
| CN206530341U (zh) | 一种地下洞室顶拱结构及其地下洞室 | |
| CN205822206U (zh) | 一种垂直边坡加固装置 | |
| CN105201525B (zh) | 一种可修复的防治底鼓方法 | |
| CN106640117A (zh) | 一种地下洞室顶拱结构、地下洞室及地下洞室施工方法 | |
| CN203846399U (zh) | 扣锚体系组合式岩锚 | |
| CN104018496B (zh) | 一种桩身设置水平加腋梁的圆形截面抗滑桩及其施工方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20101201 |