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作者：刘建友;吕刚;赵勇;岳岭;刘方;
单位：中铁工程设计咨询集团有限公司;中国铁路经济规划研究院有限公司;
摘要：针对跨度≥18 m的超大跨隧道围岩稳定性控制难题，以京张高铁八达岭隧道为工程背景，系统研究预应力锚索的作用机理与设计方法。研究结果表明，超大跨隧道二衬因自重弯矩显著增大，有效承载力降低，需摒弃传统被动支护理念，转采用以预应力锚杆和锚索为核心的主动支护体系，将围岩转化为主要承载结构，通过形成浅层与深层承载拱构建围岩自承载体系。锚索在支护中发挥悬吊、减跨、围压、改良和成拱5种作用机理：悬吊作用需满足预应力大于拱圈自重或不稳定块体净重的要求；减跨作用使围岩等效跨度从隧道跨度降至锚索间距，显著改善受力状态；围压作用使岩体处于三向应力状态；注浆改良和成拱作用进一步增强围岩完整性与整体稳定性。锚索设计应依据各功能建立相应力学模型，张拉锁定值需考虑后续施工变形引起的预应力增量，防止超出抗拔强度。提出“一喷双锚”联合支护设计方法，建立基于承载拱理论的安全系数评估模型，形成从机理分析、设计计算到工程实践的全链条解决方案，对提升超大跨隧道支护设计的科学性、安全性与经济性具有重要意义。
关键词：铁路隧道;;设计方法;;作用机理;;预应力锚索;;超大跨隧道;;承载拱;;作用机理;;支护设计
基金资助：中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划(K2023G045)
