当前岩土锚杆(索)发展现状综述

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当前岩土锚杆(索)发展现状综述

自1872 年首批锚杆在英国北威尔士（ N.Wales ）的一家板岩采石厂投入使用以来，以锚杆

（锚索）为代表的岩土锚固技术，在 100 多年的岩土工程实践中已解决了难以计数的岩土工程

问题，产生了无法估量的社会、经济效益，与此同时，岩土锚固技术自身也得到了持续发展和

不断完善，保持着旺盛的生命力。

近10 多年来，国际岩土锚固技术的发展更是方兴未艾，在锚固理论、设计计算方法、施工工

艺、锚固检（监）测、标准化建设、新结构（材料）锚杆（索）等方面都取得了很多可喜的成

就。其中，锚杆（索）的创新发展尤为突出，最能直接反映锚固技术取得的重大进步。国内外

锚固工程界致力于对锚杆（索）的开发，经过大量的科学研究和工程实践，已研制出了多种新

型锚杆（索）。本文通过大量的文献研究和广泛的工程调研，从地下工程支护、城市基坑加

固、腐蚀地质工程加固、软土地层工程加固、地下洞室抗爆及特殊地质灾害治理方面对新型锚

杆（索）的发展现状作综合阐述。在此基础上，分析了当前岩土锚杆（索）发展中仍存在的主

要问题，指出了今后需进一步开展的重点研究工作。

　　 1　用于地下工程支护的新型锚杆（索）

我国着名防护工程专家钱七虎院士曾指出[3]:“21 ”世纪是地下空间的世纪。当前，随着世界各

国地下设施建设不断加强和采矿业的迅速发展，在地下工程建造中已越来越多地需要应对各种

形式的危害（如岩爆、大变形等），传统的全长黏结型锚杆已难以适应复杂的荷载环境。为

此，国内外工程技术人员对用于地下工程支护的锚杆（索）进行了改造和发展。

D 锚杆是挪威科技大学于 2010 年研制的一种用于地下工程支护的新型吸能锚杆[1-3],可有效治

理地下工程中的围岩挤胀变形、塌方、岩爆等灾害（见图 1）。这种锚杆由光滑杆体及杆体上

突出的锚定件组成，锚杆全长注浆。锚定件包括桨叶型和波纹型两种。当围岩变形时，锚定件

固定在注浆体中，锚定件间的光滑杆体可自由变形，穿过围岩开裂面的杆体受荷均匀，显着低

于全长黏结螺纹钢锚杆受到的集中荷载。加拿大JENNMAR 公司于2008 年研制出用于地下工

程支护的 Yield-Lok 锚杆[4] （见图 2）。这种锚杆主要利用镦粗的锚头在聚合物包壳内的滑动

从而产生屈服位移。

除上述 2 种典型锚杆外，国外用于地下工程支护的新型锚杆（索）还有澳大利亚科廷科技大学

于2008 年研制的 Garford 锚杆[5], 奥地利Atlas 公司于2007 年研制的 Roofex 锚杆[6],瑞典皇家

理工学院于 2005 年研制的新型吸能锚杆[7-8], 南非 SRK 矿业咨询公司于2005 年研制的

Duracable 锚索[9]等。这些锚杆（索）大都结构和材料新颖，承载力高，可变形量大，具有良

好的抗静动载性能。

近年来，国内也开发了几种新型锚杆（索），比较典型的有中国矿业大学于 2011 年开发的恒

阻大变形锚杆，山东大学于 2010 年开发的高强预应力让压锚杆以及煤炭科学研究总院于 2011

年开发的新型笼形锚索。恒阻大变形锚杆是专门针对大变形巷道和高应力巷道而研制的，是可

以保持恒定阻力并靠机械滑动装置延伸的锚杆。高强预应力让压锚杆是通过位于垫板和螺母之

间的金属让压套管压缩变形实现让压的锚杆，有效地避免了锚杆螺母处的应力集中（见图

3）。新型笼形锚索是对传统单束矿用锚索的改进。这种锚索在锚固段使钢绞线展开，形成了

“ ”中空的鸟笼 .鸟笼可保证锚索在孔中对中，并增加锚固面积，从而获得较大抗拔力。

2　用于城市基坑加固的新型锚杆（索）

近年来，随着土地市场化的发展，人们对地下空间的产权意识日益增强，锚杆（索）施工时超

“ ”越红线的现象越来越受到限制。另外，锚杆（索）在基坑加固中的大量使用，也导致对城市

地下环境造成的污染越来越严重。为此，国内外众多科研院所和施工单位针对这种情况开展了

多种可回收锚索的研制工作，并收到了良好的经济和社会效益。

“ ”国外对锚索施工超越红线问题关注比较早，20 世纪 90 年代中期就已开发出了多种可回收式

锚索[10-12], 比较典型的有德国DYWIDAG-Systems 公司研制开发的 DYWIDAG 回收式锚

索，英国学者Anthony D. Barley 等开发研制的 SBMA 回收式锚索，日本国土防灾株式会社开

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当前岩土锚杆(索)发展现状综述自1872年首批锚杆在英国北威尔士（N.Wales）的一家板岩采石厂投入使用以来，以锚杆（锚索）为代表的岩土锚固技术，在100多年的岩土工程实践中已解决了难以计数的岩土工程问题，产生了无法估量的社会、经济效益，与此同时，岩土锚固技术自身也得到了持续发展和不断完善，保持着旺盛的生命力。近10多年来，国际岩土锚固技术的发展更是方兴未艾，在锚固理论、设计计算方法、施工工艺、锚固检（监）测、标准化建设、新结构（材料）锚杆（索）等方面都取得了很多可喜的成就。其中，锚杆（索）的创新发展尤为突出，最能直接反映锚固技术取得的重大进步。国内外锚固工程界致力于对锚杆（索）的开发，经过...

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