锚喷支护结构的设计施工

1、会计学1锚喷支护结构的设计施工锚喷支护结构的设计施工1 1、采取各种措施，确保围、采取各种措施，确保围岩不出现有害松动岩不出现有害松动 洞形及侧压系数的选择洞形及侧压系数的选择问题，即在洞室的布置和造型上问题，即在洞室的布置和造型上应适应原岩应力状态和岩体的地应适应原岩应力状态和岩体的地质、力学特征，尽量争取一个较质、力学特征，尽量争取一个较好的受力条件。好的受力条件。 采用控制爆破技术：减少对采用控制爆破技术：减少对围岩的扰动强度围岩的扰动强度 减少对围岩的扰动次数：尽减少对围岩的扰动次数：尽可能采用全断面一次开挖可能采用全断面一次开挖 初期支护及时快速：及时初期支护及时快速：及时是抑制围岩

2、变形的有害发展是抑制围岩变形的有害发展 合理利用开挖面空间效应合理利用开挖面空间效应抑制围岩变形抑制围岩变形 开挖面的开挖面的“空间效应空间效应”，是指洞室，是指洞室在掘进过程中，由于受到开挖面的约在掘进过程中，由于受到开挖面的约束，使开挖面附近的围岩不能立即释束，使开挖面附近的围岩不能立即释放其全部位移，这种现象称为开挖面放其全部位移，这种现象称为开挖面的的“空间效应空间效应” 尽量减少其他外界因素尽量减少其他外界因素（水、潮）对围岩的影响：（水、潮）对围岩的影响：对有地下水的裂隙岩体，要对有地下水的裂隙岩体，要防止大的渗透压力防止大的渗透压力 2 2、使围岩变形适度发展，、使围岩变形适度发

3、展，合理利用围岩自承能力合理利用围岩自承能力 初期支护分次施作初期支护分次施作 初期支护必须保证围岩达到稳定初期支护必须保证围岩达到稳定状态，主要是在有控制的条件下实状态，主要是在有控制的条件下实现现“卸压卸压”。 二次支护主要是提高支护的安全二次支护主要是提高支护的安全度，其作用主要是限制变形过量，度，其作用主要是限制变形过量，使围岩进入稳定。使围岩进入稳定。 在稳定情况下适当延迟支护时间在稳定情况下适当延迟支护时间 原则上，可以通过延迟支护时间来原则上，可以通过延迟支护时间来控制围岩变形，不过这个时机很难掌握，控制围岩变形，不过这个时机很难掌握，因此，常常不宜采取这种方法。因此，常常不宜采

4、取这种方法。3 3、保证锚喷支护与围岩、保证锚喷支护与围岩形成共同体形成共同体 施工方法和施工措施上保证施工方法和施工措施上保证 列入施工质量检测项目列入施工质量检测项目( (喷层喷层与岩石的粘结力、锚杆的锚固与岩石的粘结力、锚杆的锚固力力) )4 4、选择合理支护类型和参、选择合理支护类型和参数，并充分发挥其功效数，并充分发挥其功效 综合考虑各种因素确定支护类型综合考虑各种因素确定支护类型( (围岩地质特点、工程断面大小和使围岩地质特点、工程断面大小和使用条件要求等用条件要求等) ) 一般情况下，应优先考虑选用喷一般情况下，应优先考虑选用喷混凝土支护或锚喷联合支护混凝土支护或锚喷联合支护 坚

5、硬裂隙岩体中的大断面隧道：坚硬裂隙岩体中的大断面隧道：通常在长锚杆之间还要加设短锚杆通常在长锚杆之间还要加设短锚杆以支承其间的岩体以支承其间的岩体 破碎软弱岩体破碎软弱岩体 ：通常要早支护、：通常要早支护、早封闭，设仰拱、加强支护。一般早封闭，设仰拱、加强支护。一般采用锚喷网联合支护采用锚喷网联合支护 塑性流变岩体塑性流变岩体 ：支护施作宜：支护施作宜“先柔后刚先柔后刚”，设置仰拱，形成全，设置仰拱，形成全封闭环封闭环 选择合理的锚杆类型与参数，在围选择合理的锚杆类型与参数，在围岩中有效形成承载圈岩中有效形成承载圈 锚杆支护设计主要根据围岩地质、锚杆支护设计主要根据围岩地质、工程断面和使用条件

6、等选定锚杆类型，工程断面和使用条件等选定锚杆类型，确定锚杆直径、长度、数量、间距和确定锚杆直径、长度、数量、间距和布置方式。布置方式。 锚杆间距的选定：除考虑岩体锚杆间距的选定：除考虑岩体稳定条件外，一般应能充分发挥喷层稳定条件外，一般应能充分发挥喷层作用和施工方便，即通过锚杆数量的作用和施工方便，即通过锚杆数量的变化使喷层始终具有有利厚度变化使喷层始终具有有利厚度 锚杆长度的选取：应当以能充锚杆长度的选取：应当以能充分发挥锚杆的功能作用，并获得经济分发挥锚杆的功能作用，并获得经济合理的锚固效果为原则合理的锚固效果为原则 锚杆的布置：应当采用重点锚杆的布置：应当采用重点（局部）布置与整体（系统

7、）布置相（局部）布置与整体（系统）布置相结合结合 锚杆的方向：应与岩体主结构锚杆的方向：应与岩体主结构面成较大角度，这样则能穿过更多的面成较大角度，这样则能穿过更多的结构面，有利于提高结构面上的抗剪结构面，有利于提高结构面上的抗剪强度，使锚杆间的岩块相互咬合强度，使锚杆间的岩块相互咬合 合理选择喷层厚度，充分发挥喷合理选择喷层厚度，充分发挥喷层与围岩自身承载力层与围岩自身承载力 合理喷层厚度（刚度）：既合理喷层厚度（刚度）：既能使围岩稳定又容许围岩有一定的能使围岩稳定又容许围岩有一定的塑性位移，实现卸压；塑性位移，实现卸压；经验表明合理初始喷层厚度在经验表明合理初始喷层厚度在515515厘米间

8、；厘米间；喷层太厚和太薄都是不合理的喷层太厚和太薄都是不合理的 合理选择和配置钢筋网和钢支撑合理选择和配置钢筋网和钢支撑 在下列情况下可考虑配置钢筋网在下列情况下可考虑配置钢筋网 在土砂等条件下，喷射混凝土从在土砂等条件下，喷射混凝土从围岩表面可能剥落时围岩表面可能剥落时在破碎软弱流变岩体和膨胀性岩在破碎软弱流变岩体和膨胀性岩体条件下，喷层可能破坏剥落时，体条件下，喷层可能破坏剥落时，或需要提高喷混凝土抗剪强度时或需要提高喷混凝土抗剪强度时 地震区或有震动影响的隧道地震区或有震动影响的隧道 在下列场合应考虑使用钢支撑在下列场合应考虑使用钢支撑 喷射混凝土或锚杆发挥支护作用喷射混凝土或锚杆发挥支

9、护作用前，需要使隧道岩面稳定时前，需要使隧道岩面稳定时 用钢管（棚架）、钢板桩进行超用钢管（棚架）、钢板桩进行超前支护需要支点时前支护需要支点时为抑制地表下沉，或由于压力大，为抑制地表下沉，或由于压力大，需要提高初期支护的强度或刚性时需要提高初期支护的强度或刚性时 5 5、 合理安排施工程序合理安排施工程序 施工方法的正确性和合理性对施工方法的正确性和合理性对锚喷支护的成败和效果有重大影响锚喷支护的成败和效果有重大影响 特别是开挖顺序、掘进进尺、特别是开挖顺序、掘进进尺、支护和闭合时机等至关重要支护和闭合时机等至关重要 开挖台阶数开挖台阶数 围岩较好：应尽量采用全断面开围岩较好：应尽量采用全断

10、面开挖法，减少对围岩的扰动次数；挖法，减少对围岩的扰动次数； 破碎围岩：分部开挖，减少对围破碎围岩：分部开挖，减少对围岩扰动的强度岩扰动的强度 支护次数支护次数 6 6、依据现场监测数据指导施工、依据现场监测数据指导施工 由于锚喷支护理论目前还不成由于锚喷支护理论目前还不成熟，故需依靠现场监控量测来掌握熟，故需依靠现场监控量测来掌握围岩动态、修正设计，指导施工以围岩动态、修正设计，指导施工以及对支护效果作出正确评价。及对支护效果作出正确评价。现场量测内容：现场量测内容： 隧道内目测观察隧道内目测观察 隧道收敛量测隧道收敛量测 地表下沉量测地表下沉量测 位移反分析，指导施工位移反分析，指导施工

11、隧道内目测观察隧道内目测观察 隧道目测观察的目的隧道目测观察的目的 预测开挖面前方的地质条件预测开挖面前方的地质条件 为判断围岩稳定性提供地质依据为判断围岩稳定性提供地质依据 根据喷层表面状态及锚杆工作状根据喷层表面状态及锚杆工作状态分析支护结构可靠度态分析支护结构可靠度 隧道目测观察的主要内容隧道目测观察的主要内容 了解开挖工作面的工程地质，包括地了解开挖工作面的工程地质，包括地质种类及分布状态，岩石颜色、成分、质种类及分布状态，岩石颜色、成分、结构等，节理状况，断层特征等结构等，节理状况，断层特征等 水文地质条件：地下水类型，涌水量水文地质条件：地下水类型，涌水量大小，涌水位置，涌水压力，

12、水的化大小，涌水位置，涌水压力，水的化学成分等学成分等 绘制开挖工作面的素描剖面图绘制开挖工作面的素描剖面图 开挖支护后的观察：初期支护的开挖支护后的观察：初期支护的裂缝状况，锚杆端头情况，钢拱裂缝状况，锚杆端头情况，钢拱架是否被压曲，是否有底鼓现象架是否被压曲，是否有底鼓现象 隧道目测观察中围岩破坏形态分析隧道目测观察中围岩破坏形态分析 危险性不大的破坏：构筑仰拱后在拱肩危险性不大的破坏：构筑仰拱后在拱肩部出现的剪切破坏一般进展缓慢，危险部出现的剪切破坏一般进展缓慢，危险性不大性不大 危险性较大的破坏：在未构筑仰拱前拱危险性较大的破坏：在未构筑仰拱前拱顶混凝土因受弯曲压缩而产生的裂隙常顶混凝

13、土因受弯曲压缩而产生的裂隙常常进展急剧，伴随有碎片飞散，危险性常进展急剧，伴随有碎片飞散，危险性较大较大 塌方征兆的破坏：拱顶喷层出现塌方征兆的破坏：拱顶喷层出现对称的向下滑落的剪切破坏现象，对称的向下滑落的剪切破坏现象，或侧墙发生向内侧滑动的剪切破坏或侧墙发生向内侧滑动的剪切破坏并伴随有底鼓现象，都会引起塌方并伴随有底鼓现象，都会引起塌方事故的破坏形态事故的破坏形态 隧道收敛量测隧道收敛量测 净空相对位移测量（收敛测净空相对位移测量（收敛测量）：洞壁上两点两次测量的位量）：洞壁上两点两次测量的位移差移差 测试频率：根据位移速度和离工作测试频率：根据位移速度和离工作面的距离确定面的距离确定位移

14、速度位移速度距开挖面距离距开挖面距离量测频率量测频率10mm/d以上以上01B12次次/日日10mm5mm/d12B1次次/日日5mm1mm/d25B1次次/2日日1mm/d以下以下5B以上以上1次次/周周 拱顶下沉量测：测量方法，可采拱顶下沉量测：测量方法，可采用水平仪计、挠度计等用水平仪计、挠度计等 围岩内部位移量测：通常采用钻围岩内部位移量测：通常采用钻孔伸长计或位移计，它由锚固、传孔伸长计或位移计，它由锚固、传递、孔口装置、测试仪器等组成递、孔口装置、测试仪器等组成 地表下沉量测地表下沉量测 用水平仪在地表进行。量测范围用水平仪在地表进行。量测范围的确定和不动点选取，量测频率：距的确定

15、和不动点选取，量测频率：距开挖面距离开挖面距离2D2D时，时，1-21-2次次/ /天；天；2D-5D2D-5D时，时，1 1次次/ /天，大于天，大于5D5D时，时，1 1次次/ /周周 位移反分析，指导施工位移反分析，指导施工 根据量测位移反分析围岩应力重根据量测位移反分析围岩应力重分布情况分布情况 反分析围岩力学参数反分析围岩力学参数 反分析围岩原始地应力反分析围岩原始地应力 根据反分析结果指导施工根据反分析结果指导施工 新奥法思想核心新奥法思想核心：（1 1）保护围岩）保护围岩（2 2）调动和发展围岩）调动和发展围岩的自承能力的自承能力保护保护围岩围岩及时封闭围岩及时封闭围岩及时支护围

16、岩及时支护围岩选择合理的断面形式选择合理的断面形式选择合理的施工方法选择合理的施工方法选择合理的支护形式选择合理的支护形式光面爆破光面爆破阻止围岩围岩裂化阻止围岩围岩裂化改变围岩的应力条件，限制围岩有害变形改变围岩的应力条件，限制围岩有害变形改善结构的应力状态，使受力均匀改善结构的应力状态，使受力均匀减少对围岩的扰动和破坏减少对围岩的扰动和破坏由围岩的物理力学性质决定由围岩的物理力学性质决定减少集中及对围岩的扰动减少集中及对围岩的扰动调动调动和发和发展围展围岩的岩的自承自承能力能力选择合理的支护形式选择合理的支护形式与围岩密贴，形成共同的承载体与围岩密贴，形成共同的承载体采用柔性支护采用柔性支

17、护适时支护适时支护允许围岩允许围岩适度变形适度变形分层喷射砼；设置纵分层喷射砼；设置纵向变形缝；先柔后刚；向变形缝；先柔后刚；选择合理的支护刚度选择合理的支护刚度根据围岩性质，选择合理的预留变形缝；根据围岩性质，选择合理的预留变形缝；依据现场监控量测数据，确定合理的支护依据现场监控量测数据，确定合理的支护时间；调整支护结构的封底时间。时间；调整支护结构的封底时间。本本 章章 结结 束束 ！ 下一下一 章章 内容：内容：隧道施工方法隧道施工方法2 2、使围岩变形适度发展，、使围岩变形适度发展，合理利用围岩自承能力合理利用围岩自承能力 初期支护分次施作初期支护分次施作 初期支护必须保证围岩达到稳定初期支护必须保证围岩达到稳定状态，主要是在有控制的条件下实状态，主要是在有控制的条件下实现现“卸压卸压”。 二次支护主要是提高支护的安全二次支护主要是提高支护的安全度，其作用主要是限制变形过量，度，其作用主要是限制变形过量，使围岩进入稳定。使围岩进入稳定。 锚杆间距的选定：除考虑岩体锚杆间距的选定：除考虑岩体稳定条件外，一般应能充分发挥喷层稳定条件外，一般应能充分发挥喷层作用和施工方便，即通过锚杆数量的作用和施工方便，即通过锚杆数量的变化使喷层始终具有有利厚度变化使喷层始终具有有利厚度 锚杆长度的选取：应当以能充锚杆长度的选取：应当以能充分发挥锚杆的功能作用，并获得经济分发