岩土工程中锚杆支护项目的设计原则

目前，锚杆支护设计方法还停留在经验设计阶段，新近发展起来的现场监控法有助于做出进一步的科学判断，同时也正向科学的理论计算发展。理论计算方法存在一些问题，目前一般还只作为设计参考依据，但近十几年有了长足的进展。下面对以经验手段的工程类比法，以测试为手段的现场监控法和对以计算为手段的“理论分析法”作扼要介绍。

工程类比发是目前应用最广泛的方法，它根据已修建的类似工程的经验直接提出锚喷支护设计参数。通常，工程类比法是根据锚喷支护规范中的锚喷支护类型和参数表进行的。在确定锚喷支护类型和参数时，应当体现如下原则：

（1）根据不同的围岩压力特点，对拱墙采用相应的参数。如对稳定和中等稳定围岩，主要承受松动压力，所以支护参数的选定应贯彻“拱是重点，拱、墙有别”的原则。不稳定围岩，它主要承受变形地压，所以拱、墙采用相同的支护参数。

（2）力求体现使锚喷支护类型的灵活性及允许进行局部加固围岩的特点。对不同的岩体和围岩的不同部位采用不同的支护类型与参数。如同一级围岩中相同跨度洞室的支护类型与参数，可因岩体结构类型、结构面倾角、岩层走向与洞轴线交角不同而不同。因此，在同一级围岩分类和洞跨中，有时在锚喷支护参数表中相应给出多种锚喷支护类型与参数，以便视情况选用任一种支护类型与参数。对于局部不稳定块体和局部不稳定部位，原则上应采用局部加固，即用锚杆进行局部加固，而不必配置系统锚杆或降低围岩类别。

（3）锚喷支护参数表中给出的锚喷支护参数是根据工程类比确定，但最终支护参数有的还要借助于监控设计与理论设计。对不稳定围岩，锚喷支护参数表中给出的数值只是供监控设计中初选参数用，对于稳定围岩中的大跨度洞室，表中的锚喷支护参数作为理论验算中的推荐值，最终设计值还需经过修正设计后才能确定。

（4）锚喷支护表中的锚喷参数，一般是根据本部门以往修建工程的设计参数，经统计和分析研究后确定。各国锚喷支护的设计规范，其提供的锚喷支护参数可能有较大不同。如我国采用的锚杆长度一般短于过外采用的锚杆长度，这是由于对锚杆机理的不同认识，采用施工机具和工程习惯不同等原因所致。一般来说，在稳定岩体中，锚杆只要作用是加固不稳定块体，为了使锚杆穿过较多的节理面，锚杆宁可长一点，疏一点；在不稳定岩体中，锚杆长度应当超过松动区，同时还要有一定密度，除要求锚杆间距不大于锚杆长度1/2外，还要求锚杆间距小于规定的锚杆间距。

现场监控设计法，是根据新奥法原则进行的一种信息设计施工法，它一般分作两个阶段：预先设计阶段和最终设计阶段。最终设计是根据现场监控数据，经分析或计算后最后提出的设计。

现场监控量测通常包括断面收敛量测、围岩变形量测、锚杆应力量测等项目，对于断面工程还要进行喷层表面接触应力和喷层内应力的量测。

理论分析法分为两大类：一是解析法，二是数值计算法。下面以锚杆悬吊理论计算为例，来说明理论分析法的实质。

当对支护个别危石的锚杆进行强度计算时，对局部布置的锚杆，需保证不稳定岩体块与稳定岩体块之间的连接。通常，顶拱锚杆常用“悬吊理论”计算，边拱和边墙上的锚杆要保证危石不滑落，计算时一般把锚杆预应力的影响及滑动面和锚杆的抗剪强度考虑在内。一般情况下，只考虑重力作用的影响，通常应用下式确定锚杆的间距和锚入稳定岩体的深度。