При проектировании железнодорожных, автодорожных туннелей и метрополитенов широко распространена теория горного давления М. М. Протодьяконова. По этой теории над выработкой при проходке образуется вывал, верхняя граница которого носит название свода давления и имеет параболическое очертание. Для больших пролетов выработок в крепких породах результаты по этой теории часто не совпадают с практикой, поэтому для гидротехнических туннелей применение формул М. М. Протодьяконова ограничено пролетами до 6 м и породами не выше средней крепости.

На основании исследований установлено, что от действия взрывных работ уменьшается первоначальное натяжение анкеров, ли: как из-за колебания породы замок анкера частично срывается с первоначального положения. Особенно это проявляется при малых расстояниях от анкера до забоя после первых двух взрывов. Снижение несущей способности при расстоянии от 15 до 5 м составляет 20—30% . Эти данные позволили прийти к выводу о необходимости периодического подтягивания клинощелевых анкеров, особенно на расстоянии до 15 м от забоя.

Несущая способность железобетонных анкеров длиной 2,5 м, выполненных из арматуры периодического профиля при диаметре стержня 22 мм, с заполнением шпура раствором на цементе марки 7 через 6 ч составила 2,5 тс, через 14 ч — 8,5 тс, а через 24 ч она превышает 12 тс. Несущая способность железобетонных анкеров в возрасте 24 ч при нарушении условий твердения (штанга сдвинута па 5 см через 4 ч после установки) составила 10 тс.

Стабильность несущей способности железобетонных анкеров в различных породах объясняется постоянством сцепления между армирующим стержнем и цементным заполнителем по контакту, между которыми происходит, как правило, разрушения анкера (за исключением случая разрыва арматуры). Прочностные показатели пород VI категории и выше по СНиП на несущую способность железобетонных анкеров не влияют.

Уже в возрасте трех суток сцепление между металлом и раствором составляет не менее 20 кгс/см2, а при 28-дневном возрасте оно увеличивается до 40—50 кгс/см2. На основании проведенных исследований (было испытано около 1000 анкеров в различных туннелях пролетом более 8 м) и технико-экономических расчетов для широкого внедрения рекомендованы, как уже отмечалось выше, железобетонные анкера.

В подземных выработках со сводчатой кровлей в трещиноватых породах анкера рекомендуется располагать радиально. При явно выраженном слоистом строении кровли, когда ее разрушение может произойти от сдвижения пластов породы, анкера следует устанавливать по возможности перпендикулярно плоскости простирания пластов и трещин с учетом технологичности бурения.

Шаг анкеров в трещиноватых породах сохраняется обычно одинаковым в продольном и поперечном направлениях к оси выработки. При наличии выраженной слоистости пород шаг анкеров по периметру выработки может отличаться от шага анкеров в продольном направлении. Расположение анкеров в кровле и стенах выработки рекомендуется принимать рядовым, как более удобным для разметки шпуров, можно располагать анкера и в шахматном порядке.

Облако