一種黃土地層隧道鎖腳錨管豎向承載力試驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種隧道工程領(lǐng)域，特別涉及一種黃土地層隧道鎖腳錨管豎向承載力試驗(yàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國(guó)內(nèi)高鐵建設(shè)的加快，特別是中西部地區(qū)的眾多高鐵穿過黃土地層，大斷面黃土地層隧道施工面臨黃土遇水產(chǎn)生自重的濕陷性黃土、富水黏質(zhì)黃土等地質(zhì)，容易產(chǎn)生整體下沉變形，導(dǎo)致侵限等問題，鎖腳錨管能夠有效限制隧道初護(hù)鋼架的剛體位移，從而使鋼架對(duì)抑制黃土地層隧道豎向變形具有明顯的效果。
[0003]但是現(xiàn)有黃土地層隧道施工中鎖腳錨管的豎向承載力的探測(cè)方法存在以下局限性:
[0004]現(xiàn)有黃土地層隧道施工中選用鎖腳錨管的直徑大小、長(zhǎng)度和施工角度等參數(shù)，多采用經(jīng)驗(yàn)和數(shù)值模擬分析的方法，所選用的鎖腳錨管的豎向承載力以及支撐效果不直觀明朗，缺乏適宜當(dāng)前黃土地層隧道施工地點(diǎn)的科學(xué)合理的選用標(biāo)準(zhǔn)，存在潛在的安全質(zhì)量隱患和風(fēng)險(xiǎn)，如果所選用的鎖腳錨管缺乏足夠的豎向承載力，則黃土地層會(huì)下沉侵限，導(dǎo)致嚴(yán)重事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的現(xiàn)有黃土地層隧道施工中選用鎖腳錨管的直徑大小、長(zhǎng)度和施工角度等參數(shù)，多采用經(jīng)驗(yàn)和數(shù)值模擬分析的方法，所選用的鎖腳錨管的豎向承載力以及支撐效果不直觀明朗，缺乏適宜當(dāng)前黃土地層隧道施工地點(diǎn)的科學(xué)合理的選用標(biāo)準(zhǔn)，存在潛在的安全質(zhì)量隱患和風(fēng)險(xiǎn)的上述不足，提供一種黃土地層隧道施工中現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試鎖腳錨管豎向承載力的試驗(yàn)方法。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案:
[0007]—種黃土地層隧道鎖腳錨管豎向承載力試驗(yàn)方法，包括以下步驟:
[0008]a、在有初期支護(hù)的隧道側(cè)壁的黃土地層內(nèi)需要進(jìn)行鎖腳錨管豎向承載力試驗(yàn)位置鉆孔并安裝相應(yīng)的所述鎖腳錨管，所述鎖腳錨管內(nèi)注水泥砂漿；
[0009]b、在進(jìn)行所述鎖腳錨管豎向承載力試驗(yàn)位置的上方設(shè)置反力座；
[0010]C、在所述鎖腳錨管與反力座之間設(shè)置供力裝置，所述供力裝置的供力方向兩端分別連接所述鎖腳錨管和反力座，當(dāng)供力裝置作用時(shí)，反力座對(duì)供力裝置產(chǎn)生反作用支撐，使鎖腳錨管發(fā)生形變產(chǎn)生位移；
[0011 ] d、所述鎖腳錨管與供力裝置相接觸的水平面設(shè)置有兩個(gè)位移傳感器，用于檢測(cè)所述鎖腳錨管的位移量，所述兩個(gè)位移傳感器關(guān)于所述鎖腳錨管頂端呈中心對(duì)稱分布，所述兩個(gè)位移傳感器有線連接控制顯示系統(tǒng)；
[0012]e、啟動(dòng)所述供力裝置，所述鎖腳錨管受力豎直向下移動(dòng)，所述位移傳感器檢測(cè)并且在所述控制顯示系統(tǒng)上顯示所述鎖腳錨管的位移量；
[0013]f、試驗(yàn)不同管徑、長(zhǎng)度和插入黃土地層角度的所述鎖腳錨管，得到多組對(duì)應(yīng)的所述位移量，數(shù)值越小的所述位移量對(duì)應(yīng)的所述鎖腳錨管為力學(xué)性能越好的選取對(duì)象，綜合各項(xiàng)條件選取滿足實(shí)際需要參數(shù)的所述鎖腳錨管。
[0014]采用本發(fā)明所述的一種黃土地層隧道鎖腳錨管豎向承載力試驗(yàn)方法，可有效測(cè)試施工現(xiàn)場(chǎng)鎖腳錨管豎向承載力，得出不同管徑、長(zhǎng)度和插入黃土地層角度的鎖腳錨管豎向承載力特征值，對(duì)大斷面黃土隧道如何設(shè)置鎖腳錨管及其管徑、長(zhǎng)度和插入黃土地層角度的選取具有極其重要的指導(dǎo)意義;避免了按照經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和施工鎖腳錨管帶來的過大沉降變形等安全質(zhì)量隱患和風(fēng)險(xiǎn)，該方法工藝簡(jiǎn)單、試驗(yàn)快速方便，所需裝置成本低、易組裝，可大面積推廣。
[0015]優(yōu)選地，所述步驟a中所述鉆孔和安裝鎖腳錨管的角度按照水平向下傾斜，其值為9，且0°<0<45°。
[0016]優(yōu)選地，所述角度Θ分別設(shè)置為10°、20°、30°三種角度。
[0017]優(yōu)選地，所述步驟a中所述初期支護(hù)包括鋼架和混凝土。
[0018]優(yōu)選地，所述步驟b中所述反力座由兩根固定錨桿和焊接于其間的型鋼構(gòu)成，兩根所述固定錨桿焊接于所述初期支護(hù)鋼架。
[0019]優(yōu)選地，所述步驟c中所述供力裝置采用分級(jí)加載和卸載。
[0020]優(yōu)選地，所述供力裝置為千斤頂。
[0021]采用千斤頂能夠提供逐級(jí)等量加載和卸載并且能使荷載傳遞均勻、連續(xù)、無(wú)沖擊。
[0022]優(yōu)選地，所述鎖腳錨管豎向承載力試驗(yàn)位置處的所述黃土地層與隧道初期支護(hù)之間鋪設(shè)泡沫板，所述鎖腳錨管穿過所述泡沫板插入所述黃土地層。
[0023]優(yōu)選地，所述鎖腳錨管套有直徑大于其管徑的PVC管，所述PVC管設(shè)置角度與所述鎖腳錨管安裝角度一致，所述PVC管外圍噴射所述混凝土。
[0024]優(yōu)選地，所述步驟d中所述鎖腳錨管連接水平設(shè)置的承壓板，所述承壓板連接所述供力裝置，所述兩個(gè)位移傳感器設(shè)置于所述承壓板上。
[0025]綜上所述，本發(fā)明所述的一種黃土地層隧道鎖腳錨管豎向承載力試驗(yàn)方法的有益效果:
[0026]運(yùn)用本發(fā)明所述的一種黃土地層隧道鎖腳錨管豎向承載力試驗(yàn)方法，可有效測(cè)試施工現(xiàn)場(chǎng)鎖腳錨管豎向承載力，得出不同管徑、長(zhǎng)度和插入黃土地層角度的鎖腳錨管豎向承載力特征值，對(duì)大斷面黃土隧道如何設(shè)置鎖腳錨管及其管徑、長(zhǎng)度和插入黃土地層角度的選取具有極其重要的指導(dǎo)意義;避免了按照經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和施工鎖腳錨管帶來的過大沉降變形等安全質(zhì)量隱患和風(fēng)險(xiǎn)，該方法工藝簡(jiǎn)單、試驗(yàn)快速方便，所需裝置成本低、易組裝，可大面積推廣。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明所述的一種黃土地層隧道鎖腳錨管豎向承載力試驗(yàn)方法的流程圖；
[0028]圖2為本發(fā)明所述的一種黃土地層隧道鎖腳錨管豎向承載力試驗(yàn)方法所制作的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖中標(biāo)記:1-鎖腳錨管，2-PVC管，3-鋼管，4_承壓板，5_位移傳感器，6_千斤頂，7_支撐桿，8-鋼板，9-型鋼，10-固定錨桿，11-泡沫板，12-鋼架，13-混凝土，14-黃土地層。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合試驗(yàn)例及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本
【發(fā)明內(nèi)容】
所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。
[0031 ] 實(shí)施例
[0032]如圖1-2所示，本發(fā)明所述的一種黃土地層隧道鎖腳錨管豎向承載力試驗(yàn)方法的流程及試驗(yàn)裝置，包括鎖腳錨管1、PVC管2、鋼管3、承壓板4、位移傳感器5、千斤頂6、支撐桿
7、鋼板8、型鋼9、固定錨桿1、泡沫板11、鋼架12和混凝土 13，還包括隧道的黃土地層14。
[0033]需要說明的是，型鋼9與固定錨桿10焊接一體構(gòu)成反力座;供力裝置采用能夠提供逐級(jí)等量加載和卸載并且能使荷載傳遞均勻、連續(xù)、無(wú)沖擊的千斤頂6。
[0034]在隧道側(cè)壁需要進(jìn)行鎖腳錨管I豎向承載力試驗(yàn)位置，靠隧道初期支護(hù)與黃土地層14之間鋪設(shè)泡沫板11，泡沫板11尺寸為28cmX 28cm的正方形，厚度20mm;
[0035]安裝隧道初期支護(hù)鋼架12，在做鎖腳錨管I豎向承