随着我国地下工程建设的飞速发展,新的施工方法不断涌现。为了解决城市地铁建设中因大开挖产生的阻碍交通问题,产生了一种新的管幕施工方法(New Tubular Roof Method,简称NTR工法)。该方法在地下通过作动器将大直径的水平方向的钢管顶进岩土中,钢管之间通过连接件连接成整体,然后,将管内土体清除,浇筑混凝土并形成永久性的组合结构。众所周知,在新管幕结构中,连接件的锚固性能是十分重要的。目前,管幕连接方式相对比较单一,一般采用锁口相连,管幕结构形成后在锁口处注入止水剂或者砂浆形成密封的止水管幕。这种连接方式显著降低了管幕结构横向刚度。本课题组改进一种管幕间采用螺栓横向连接的处理方式,旨在增强管幕结构整体刚度并降低施工难度。将采用以试验方法为主并以理论分析为辅的综合研究方法,对螺栓横向连接的锚固构件的锚固性能进行研究,并通过变换锚固长度、锚固方式、锚杆直径、锚杆材质及多锚杆间纵向间距等试验参数,得出不同荷载-位移曲线及破坏模式,再经分析得出影响锚固性能的主要因素及其影响规律,从而为实际工程设计与施工奠定基础。本文主要工作包括:(1)总结已有管幕法施工的理论与经验,依据国外管幕施工方法的相关资料,提出运用螺栓锚杆连接管幕的新管幕工法,并针对锚杆间钢筋锚固构件的抗拔力学性能进行归纳总结,提出本文研究目的、内容及方法。(2)为了验证螺栓锚固的效果,进行新管幕结构构件螺杆锚固抗拔试验,以确定螺杆锚固的抗拔极限承载力、变形特点与破坏形态。改变可能影响锚固性能的各个参数,为新管幕结构计算模型的选取及设计提供试验依据。试验结果表明,螺杆发生拉断破坏,螺纹钢筋发生粘结滑移破坏,改变同一锚固体上锚杆拉拔顺序,得到的荷载位移曲线有所不同。同时拉拔三根锚杆,且破坏面附近无局部压应力作用时,锚杆亦发生拉断破坏。螺杆设置螺母及钢板等措施对增强锚固性能有很大的帮助,且锚杆间距较小时存在群锚效应。最终得出这种锚固方法能够满足工程的需求。(3)通过理论计算与有限元分析得出锚杆轴力、剪力随锚固长度分布曲线,确定锚固构件破坏机理。分析结果表明,以混凝土为锚固体,锚固长度300mm锚杆直径27mm的锚固构件发生粘结滑移破坏,其荷载范围为300kN～350kN。