软岩隧道锚固系统预紧力匹配性设计方法与实践

预应力锚杆/索是软岩隧道中行之有效的围岩变形控制技术之一,其中的预紧力是变形控制中最核心的参数,故研究提升预应力锚固系统预紧力选用的合理性、可靠性对充分发挥预应力锚固系统的支护效用具有重要意义.为此,以软岩隧道中锚固系统拉拔过程的理论分析为基础,综合施工因素与安全考虑,提出一种综合考虑锚杆/索体型号与预紧力匹配、锚固可靠性、锚固力提升效率和施工锚固效果的锚固系统预紧力匹配性设计方法,并通过在建木寨岭公路隧道对该方法进行了工程应用.研究结果表明:临界锚固长度(Lc)内,随锚固长度增加,锚固力增大,但增速快速趋缓,设计锚固长度无超0.5Lc的必要;锚固剂?围岩界面抗剪强度[τ]和剪切刚度系数Ke随锚固长度增加、量值下降,但随锚固深度增加、量值上升;锚固长度下限应综合考虑预应力加载损失和安全储备需求;锚固长度上限应综合考虑锚固力提升效率和施工效果;以寨岭公路隧道为例的计算显示,木寨岭隧道中预应力锚索的预紧力设计应小于500 kN;且当采用1×19 s?21.8 mm?1860 MPa锚索时,预紧力设计宜在350 kN内.研究成果可为软岩隧道锚固系统的预紧力设计提供指导,有助于提升预应力锚固系统的整体可靠性.