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2023-11-04
水工程地质缺陷的常用加固技术:锚杆加固技术发展简史
【摘要】：锚杆加固技术，最先源于1872年英国北威尔士露天页岩矿加固边坡，次为1912年德国谢列兹矿在井下巷道加固围岩。目前，水工程锚杆加固大多用于土体，少数用于岩体的加固维护工程方面。就目前而言，国外锚固技术以澳大利亚、美国的发展最为迅速，两国锚杆支护比重已接近100%，其锚固技术水平居于世界前列[1]。表6.1锚杆锚固体的安全系数相应地对于锚杆的选用标准见表6.2。
锚杆加固技术，最先源于1872年英国北威尔士露天页岩矿加固边坡，次为1912年德国谢列兹矿在井下巷道加固围岩。而将锚杆加固技术应用于水工程坝基边坡和地下厂房是20世纪60年代以后的事，到了20世纪70年代以后，由于水工程规模大，加固的范围尺寸长，绝大多数以锚索替代了锚杆。目前，水工程锚杆加固大多用于土体，少数用于岩体的加固维护工程方面。
采用锚杆进行水工程维护加固的缘由，主要由锚杆锚固的特点决定。即：
（1）能在地层开挖后，立即提供支护抗力，有利于保护地层的固有强度，有效阻止地层的进一步扰动，控制地层变形的发展，将结构物、地层紧密连锁在一起，形成共同的工作体系，提高施工过程的安全性。
（2）提高地层软弱结构面、潜在滑移面的抗剪强度，改善地层的力学性能、应力状态，使其向有利于稳定的方向发展。
（3）锚杆的作用部位、方向、结构参数、密度和施工时机可以根据需要方便地设定和调整，能以最小的支护抗力获得最佳的稳定效果。
就目前而言，国外锚固技术以澳大利亚、美国的发展最为迅速，两国锚杆支护比重已接近100%，其锚固技术水平居于世界前列[1]。
我国于20世纪50年代开始试用锚杆支护技术，至20世纪70年代前期还处于探索阶段，直到1978年才开始重点推广，至20世纪80年代向英国学习锚杆支护技术后推广到煤巷支护，20世纪90年代又向澳大利亚学习引进成套先进的锚杆支护技术，目前已得到较广泛的推广和应用。在一些矿区的锚杆支护巷道比例达到90%以上，有些矿井甚至达到了100%，取得了较好的技术与经济效益。
与此同时，锚杆标准化建设日臻完善，20世纪70年代以后，由于岩土锚杆的迅速发展和广泛应用，前德国、瑞士、英国、美国、中国的香港特别行政区、国际预应力混凝土协会、澳大利亚、日本以及我国等许多国家、地区或机构先后制定了锚杆规范与推荐性标准，从而使岩土锚固的应用沿着经济合理、技术先进、安全可靠的轨道发展。
国内外的地层锚杆规范一般都对锚杆的适用范围、定义、设计、材料、防腐、施工、试验等项目作了明确规定，我国颁发的国家标准《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB 50086—2001）对锚杆锚固体设计的最小安全系数的规格见表6.1。该标准与世界多数国家锚杆标准安全系数的取值极为接近。
表6.1 锚杆锚固体的安全系数
相应地对于锚杆的选用标准见表6.2。
表6.2 锚杆类型及其选择*(www.chuimin.cn)
*引自中国工程建设标准化协会标准.岩土锚杆（索）技术规程.CECS 22：2005
作为行业标准，我国先后由水利部与国家电力公司制定并颁发了下列标准规范：
①中华人民共和国行业标准《水工预应力锚固设计规范》（SL 212—98）；
②中华人民共和国行业标准《水工预应力锚固施工规范》（SL 46—94）；
③中华人民共和国电力行业标准《水电工程预应力锚固设计规范》（DL/T 5176—2003）；
④中华人民共和国电力行业标准《水电水利工程锚喷支护施工规范》（DL/T 5181—2003）；
⑤中华人民共和国电力行业标准《水电水利工程预应力锚索施工规范》（DL/T 5083—2004）。
另外，建设部与中国工程建设标准化协会等也制定并颁发了下列标准规范：
①中华人民共和国行业标准《混凝土结构后锚固技术规程》（JGJ 145—2004）；
②中国工程建设标准化协会标准《岩土锚杆（索）技术规程》（CECS 22—2005）；
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