地下工程支护

1、地下工程支护方法指导教师：李相然姓 名：孙伟建 学 号： 201400359010 地下工程支护： 地下工程开挖过程中，为防止围岩坍塌和石块下落采取的支撑、防护等安全技术措施。 安全支护是地下工程施工的一个重要环节，只有在围岩经确认是十分稳定的情况下，方可不加支护。需要支护的地段，要根据地质条件、硐室结构、断面尺寸、开挖方法、围岩暴露时间等因素，做出支护设计。 支护有构架支撑及锚喷支护两种方式，除特殊地段外，一般应优先采用锚喷支护。一、构架支撑 用支撑围岩来防护开挖出来的空间，是早期普遍采用的方法。支撑有多种材料和结构形式，主要有： 木支撑，有门框形、拱形和扇形等（图1），适用于较小的开挖断面

2、。它具有重量轻、加工架立方便和损坏前有显著变形，不会突然折断等优点，但消耗木材多，施工干扰大。 钢支撑，也可制成门框形或拱形。它能承受较大的荷载，可以多次使用，耐火性好，占空间小，但需用钢材较多，费用高。在一般木支撑不能承受的荷载条件下，或支撑不能拆下必须留在衬砌中时，可考虑使用钢支撑。 钢筋混凝土支撑，采用预制钢筋混凝土构件。它适用于岩石软、山岩压力大、支撑必须留在衬砌内等情况。这种支撑刚性大，耐火性好，耐久性高，但重量大，运输安装不便。 无论采用哪种支撑形式，每排支撑均要保持在同一平面上，有足够的整体性，接头牢固可靠，并用剪刀撑、水平撑等连接。支撑和围岩之间需用板、楔等背材塞紧。对支撑还要

3、进行监测和定期检查，必要时进行加固。二、喷锚支护 喷锚支护【shotcrete-bolt support】指的是借高压喷射水泥混凝土和打入岩层中的金属锚杆的联合作用（根据地质情况也可分别单独采用）加固岩层，分为临时性支护结构和永久性支护结构。 喷混凝土可以作为洞室围岩的初期支护，也可以作为永久性支护。喷锚支护是使锚杆、混凝土喷层和围岩形成共同作用的体系，防止岩体松动、分离。把一定厚度的围岩转变成自承拱，有效地稳定围岩。当岩体比较破碎时，还可以利用丝网拉挡锚杆之间的小岩块，增强混凝土喷层，辅助喷锚支护。 采用锚杆和喷射混凝土（见锚喷）支护围岩的措施，60年代以来，已被广泛采用。锚杆和喷射混凝土与

4、围岩共同形成一个承载结构，可有效地限制围岩变形的自由发展，调整围岩的应力分布，防止岩体松散坠落。它可用作施工过程中的临时支护，在有些情况下，也可以不必再做永久支护或衬砌。 作用机理： 喷锚支护在洞室开挖后，支护及时与围岩密贴，柔性好，有良好的物理力学性能。它能侵入围岩裂隙，封闭节理，加固结构面和层面，提高围岩的整体性和自承能力，抑制变形的发展。在支护与围岩的共同工作中，有效地控制和调整围岩应力的重分布，避免围岩松动和坍塌，加强围岩的稳定性。它不像传统的模筑混凝土衬砌那样，只是在洞室开挖后被动地承受围岩压力，而是主动地加固围岩。对喷锚支护作用原理的研究还不完善，有待进一步探索和改进。 根据围岩的

5、地质条件，可以采用多种支护形式：单独采用锚杆，一般只用于局部；单独采用喷射混凝土，有时也只用于局部；锚杆结合喷射混凝土，多用于地下洞室的顶拱和边墙；锚杆和喷射混凝土，加设单层或双层钢筋网，可提高喷层抗拉强度和抗裂能力，从而提高支护能力；锚喷加金属网，并在喷层内加设工字钢等型钢作成的肋形支撑。 上述各种形式的锚喷支护，所采用的锚杆根数、深度、间距，喷层的厚度以及金属网和肋形支撑的尺寸等，均要根据实际情况确定。 为搞好支护还需要进行围岩变位和变形等现场量测工作。锚喷支护常紧跟开挖掘进，平行作业，特别是在隧洞或地下厂房施工中采用分部开挖的方式时，可随着开挖断面的扩大，边挖边喷，直至全断面完成。三、施

6、工要点喷锚：1、采取各种措施确保围岩不出现有害松动2、调节控制围岩变形要求围岩有一定程度的塑性变形3、保证锚喷支护与围岩形成共同体4、合理选用锚喷支护参数5、合理选择锚喷支护的施工方法6、按照现场监手套则试数据指导设计施工7、应当对不同类型围岩选择不同的支护方式地下连续墙的施工 地下连续墙的施工，包括钢筋制作、焊接，混凝土浇注，垂直度控制，墙段连接，以及地下连续墙与水平支撑连接结点的预埋件施工必须符合建筑基坑支护技术规程（JGJ 1209）的规定。必须保证地下连续墙的良好防水性能，保证预埋件的位置准确。防水工程 基坑降水采用封闭式内降水，根据不同的土质、地下水位等情况，做相应的基坑涌水量计算，

7、确定降水系统的降水方法和设备数量，确保降水工程可靠、经济、高效。土方工程 土方开挖必须根据基坑的平面形状，以及水平支撑系统的设计荷载和受力特性，制定科学、安全、高效的施工方法。并严格按照预先制定的方案进行施工，要分层均匀的开挖土方，均匀的释放坑边土体荷载，避免局部荷载完全释放，使支护结构的局部受到突变集中荷载，从而造成支护结构突然破坏，给工程带来不必要的经济损失。另外，基坑边缘的堆载以及动载（如过往载重车辆、起重机等）必须符合设计要求，避免因超载引起的支护结构破坏。结构洞口 如果水平支撑结构必须为地下车库出入口、楼梯洞口、电梯井筒等结构预留洞口时，需采取必要的加固措施。一般有两种方法，第一种方

8、法，当孔洞尺寸较小时，则沿洞口边缘设置钢筋混凝土边梁；第二种方法，当孔洞尺寸较大时，若只设置钢筋混凝土边梁，则边梁的截面需要作得很大，很不经济，因此可采取钢筋混凝土边梁与钢筋混凝土对撑相互结合的方法，完成支护作用后再拆除多余的部分。实例1： 天津市银丰花园大厦基础工程中，采用深基坑环梁支护和部分地下工程逆作法施工工法。该工程为桩箱基础，平面呈矩形，尺寸为78.1m57.35m，基坑净深8.6m。该支护工程采用钢筋混凝土灌注桩做竖向支护结构，并沿基坑边缘设置，其中部分支护桩由工程桩代替；水平支撑则利用负二层边跨结构楼板，中间留设长圆形洞口，洞口边缘设置钢筋混凝土环梁，满足基础结构正向施工的要求，保证了主体结构完全正向施工，经工程实践，支护结构稳固可靠，最大变形为13mm，同时缩短工程工期25d，节约工程投资276万元。实例2： 天津津汇广场深基础工程，地下三层，基坑总挖深13.5m，平面呈三角形，平面面积为12020m2。该支护工程采用地下连续墙做竖向支护，兼做基础结构外墙。水平结构则利用部分负二、负三层结构楼板，并分别在南塔楼、北塔楼和宾馆楼位置留设直径为40.52m(2个)和57.8m(1个)的圆孔共3个，将3个塔楼完全容在圆孔内，保证主体结构正向施工的连续性和结构的整体性。水平结构则由上向下施工，为加强水平支撑结构的整体刚度，在圆孔的