喷锚支护施工技术概述

喷锚支护施工工技术概述本章内容容12345概述

围岩岩分级

喷锚锚支护设计施工信息的反反馈

围岩岩稳定性的分分析定义：锚喷支护(ShotcreatandBolting)是采用喷射混混凝土、钢筋筋网喷射混凝凝土、锚杆喷喷射混凝土或或锚杆钢筋网网喷射混凝土土等在毛洞开挖后后及时地对地地层进行加固固的结构。1.概述1.概述l）锚喷支护护的优点：(1锚喷支护能能大量节省省混凝土、、木料、劳劳动力，加快快施工进进度，并有有利于施工机机械化和和改善劳动动条件等等。(2锚喷支护是是一种符合合岩体力学学原理的积极支护方法，，具有良良好的物理理力学性能。。(3由于锚喷支支护结构柔柔性好，它它能与围围岩变形一一致，从而而与之构成成一个共同工作的的承载体系系。种类类1）粘结型的锚锚杆：金属砂砂浆锚杆，金金属树脂锚杆杆等。2）机械型的锚锚杆：楔缝式式、胀壳式和和滑楔式锚杆杆等。3）锚杆的材料料有：钢杆的的、木杆的、、钢丝的4）锚杆的受力力有：预应力力锚杆、普通通受力锚杆锚喷支护的适适用条件及要要求：锚喷支护应配配合光面爆破破等控制爆破破技术，使开开挖断面轮廓廓平整、准确确，便于锚喷喷成型，并减减少回弹量，，减轻爆破对对围岩的松动动破坏，维持持围岩强度和和自承能力。。锚喷支护的使使用是有一定定条件的，在围岩自自立能力差、、有涌水及大大面积淋水处处、地层松软软处就很难实实现。此外，，尚有理论和和实践中的一一些问题需要要进一步研究究。1.概述用锚杆作为主主要支护构件件时掘进和支支护的联合循循环施作过程锚喷支护的材材料性能喷混凝土能在在10min内终凝，一般般2h即具有强度，，4d为28d强度的70%左右，28d抗压强度可达达25~30MPa；抗拉强度为为2~2.2MPa.一般设计中,可采用喷混凝凝土标号为20号,抗压强度为14MPa,抗拉强度为1.2MPa.弹性模量为2.0×104MPa锚喷支护的材材料性能----粘结力与Ⅳ类及以上围岩岩的粘结力不低于0.8MPa,Ⅲ类围岩的粘结结力不低于0.5MPa.为了提高混凝凝土与钢筋的粘结结强度,不宜选用过粗粗的钢筋来制制作钢筋网,细一点为好;同时第一层喷喷混凝土表面面或岩面与钢钢筋之间的空空隙也不宜过过大.设计时可视施施工情况采用用2.5~5MPa.喷射混凝土的的收缩变形比比普通混凝土土大锚喷支护加固固作用一、锚杆的加加固作用二、喷混凝土土的加固作用用一、锚杆的加加固作用1）、联结作用用当洞室围岩被被裂隙、断层层等切割，使使局部岩块不不稳定时，可可用锚杆将它它们联结起来来，并尽可能能将锚杆打入入稳定岩体一一定深度。2）、组合梁或或拱作用依靠锚杆将一一定厚度的岩岩层，尤其是是成层的岩层层组合在一起起，增加了层层理间的抗剪剪强度，提高高岩层的抗弯弯性能，使围围岩得以稳定定。3）、整体加固固过用用锚杆群可将将节理裂隙较较发育的围岩岩锚固起来，，通过有规律律布置的锚杆杆群，将隧道道四周一定深深度的围岩进进行挤压、粘粘结加固，组组成一个承载环。二、喷混凝土土加固作用1）、局部稳定定原理喷混凝土支护护结构通过及及时的封闭岩岩层表面的节节理、裂隙，，只要支护住住最先掉落的的危石，封闭闭加固附近的的岩体，则洞洞室就能稳定定。而喷混凝凝土层在危石石自重力作用用下，可能出出现冲切破坏坏和撕开破坏坏。2）、整体稳定定原理喷混凝土层与与围岩体表面面紧密粘结、、咬合，它与与岩体密贴组组成“组合结构””或“整体结结构物”共同工作。薄薄的喷层支护护柔性大，变变形能力强，，使围岩变形形得到控制，，应力得以调调整，从而使使围岩体获得得稳定。作为为“整体结构构物”一部分分的喷层也同同时受到因围围岩的变形引引起的形变压压力。2.围岩分级方法法围岩的分类方方法有多种，，“岩石力学学”里面已经经有所介绍。。这里介绍《工程岩体分类类标准》（GB50218）。根据岩石坚硬硬程度和岩体体完整程度将将围岩分为6级(见下表)。2.围岩分级方法法3.喷锚支护设计计锚杆喷混凝土土(或加钢筋网)联合加固的结结构作用,实际上是锚杆杆加固和喷混混凝土加固围围岩结构作用用时的有机组合.其受力状况与与围岩的应力力状态密切相相关,其影响因素比比较复杂,其受力分析和和结构计算尚尚处于半经验半理论论阶段.喷锚设计原则则：工程地质条件件和岩体力学学特征；依据不同的围围岩压力的特特点，对不同同部位采用不不同的支护参参数，“拱是是重点、拱墙墙有别”；体现喷锚支护护灵活性的原原则，对于围围岩局部和整整体加固采取取等强度支护护原则，对不不同部位采用用不同的支护护类型和参数数；喷锚支护应遵遵循实测位移移评价的原则则。3.喷锚支护设计计1.局部作用原理理目前,锚喷支护的常常用设计方法法是按悬吊原理计算.锚杆所需截面面积：锚杆的设计长长度必须满足足：1.局部作用原理理1）锚固长度Lm，需同时满足2）加固长度hr可按不稳定岩岩层厚度或围围岩的荷载高高度取。3）外露长度Le考虑设置托板板，钢筋网等等要求，可取取5-15cm，但不应超过过喷射混凝土土的厚度，此此外，拱脚处处可取拱顶处处锚杆长度的的1.2倍1.局部作用原理理被锚杆加固的的不稳定围岩岩可视为锚杆组合拱。并认为锚杆组组合拱内切向向缝的剪力由由锚杆承受，，斜向剪力共共同承受，径径向剪力由岩岩石承受。（教材图15-4）锚杆的设计长长度必须满足足：2.整体作用原理理锚杆的加固作作用2.整体作用原理理2.整体作用原理理3.喷射混凝土的的计算和设计计喷射混凝土支支护厚度有最小喷层厚度度和平均喷层层厚度两种指标考虑到喷射混混凝土收缩较较大，其厚度度不应小于50mm。为了发挥围岩岩的自承作用用，喷层最大大设计厚度不不宜超过250mm。在含水地层中中，为了保证证喷层的抗渗渗能力，其最最小厚度不应应小于80mm。3.喷射混凝土支支护厚度的计计算混凝土层要能能够有效地防防止围岩松动、离离层和塌落。要求混凝土层层有足够的抗拉力，防止在节理理面处出现冲冲切破坏；同同时喷层和围围岩间应有足够的粘结力力，使喷层不出出现撕裂现象象。3.喷射混凝土支支护厚度的计计算要求混凝土层层有足够的抗抗拉力，防止止在节理面处处出现冲切破破坏（教材图图15-3）；同时喷层和围围岩间应有足足够的粘结力力，使喷层不不出现撕裂现现象（按弹性性地基梁理论论计算）。钢筋网喷射混混凝土支护设设计设置钢筋网能能提高喷层的的整体性，使使其应力分布布均匀，从而而较少混凝土土的收缩和喷喷层裂缝。在变形大而自自稳性差的软软弱围岩的混混凝土喷层中中，应设置1~2层钢筋网。在在强度低的土土砂地层中（（尤其是粉砂砂层）中，可可安设防剥落落的网眼较密密的钢筋网。。钢筋网喷射混混凝土支护设设计钢筋网喷射混混凝土的厚度度不应小于100mm，也不宜大于于250mm。钢筋网保护护层厚度不应应小于20mm钢筋网按构造造要求设计，，钢筋直径一一般为6-10mm，钢筋间距宜宜为150-300mm采用双层钢筋筋网时，第二二层钢筋网应应在第一层钢钢筋网被混凝凝土覆盖后铺铺设，在喷层层厚度内所设设的两层钢筋筋网的间距应应尽量大些1、隧道洞周收收敛达2m2、锚杆伸入软软弱层太短，，仅2m喷射混凝土的的施工锚杆的布置系统锚杆布置置原则在隧道断面上上，系统锚杆杆宜按垂直隧隧道周边轮廓廓布置，当遇遇层状岩层时时，应增设与与主结构面成成最大角度的的锚杆。在掩掩面上，锚杆杆宜成菱形排排列。根据工程经验验，系统锚杆杆间距不宜大大于锚杆长度度的二分之一一，在软弱的的Ⅱ、Ⅲ类围岩中，锚锚杆间距不得得大于1.25m,以为0.5-1.2m锚杆的布置局部锚杆的布布置原则局部锚杆的主主要作用是阻阻止部分不稳稳定岩块塌落落或滑移,通过锚杆将岩岩块固定在稳稳定岩体上.拱腰以上的局局部锚杆布置置方向应有利利于锚杆受拉拉,拱腰以下及边边墙部分的局局部锚杆宜逆逆着不稳定岩岩块滑动方向向布置.喷射混凝土的的施工喷射作业应在在划定的区段段内进行，区区段长度小于于6m。喷射时自下而而上，先墙后后拱分部、分分块进行。当岩面有较大大坑洼时，应应先喷凹处，，后找平。一般拱部一次次喷厚4-6cm，边墙为6-8cm喷射下一放炮炮时间，间隔隔不应小于4小时地利学者拉布布西维兹等人人于20世纪60年代初提出了了“新奥地利利隧道施工法法”（NewAustrianTunnollingMethod)，简称为“新奥法”(NATM）。新奥法也被称称为“欧洲隧隧道掘进法””或“收敛约约束法”(Convergencocon-finemontMethod）。新奥法简介它的要点就是：尽可能能不扰动周边边围岩，开挖挖之后及时进进行一次支护护，防止围岩岩的进一步松松动，然后视视需要进行二二次支护。所所有的支护都都是相当柔性性的，能适应应围岩的变形形，在施工过过程中密切监监测围岩的变变形、应力等等情况，以便便及时调整支支护措施，控控制变形。新奥法目前在在设计埋论上上还不很成熟熟，一般是先先采用经验统统计类比的方方法（工程类比法）做预设计，，再在施工过过程中不新监监测围岩的应应力、应变状状况，按其发发展规律来修修改设计、调调整支护措施施。新奥法简介不能将新奥法法等同于锚喷喷支护。锚喷喷支护与新奥奥法是既有密密切联系又有有原则区别的的，正是由于于发展了利用用锚喷支护的的快速有效的的支护施工手手段，才有可可能使新奥法法的基本原则则得以实现．．若不按照新新奥法的要求求适时进行锚锚喷支护．不不把围岩看成成自承结构，，不充分发挥挥围岩的自承承作用，即使使大量采用锚锚喷支护，也也不能认为是是应用了新奥奥法。锚喷支护与新新奥法目前，新奥法法锚喷支护的的设计工作是是在其理论基基础的指导下下，参考已建建工程的设计计参数进行预预设计后，再通过施工过过程对围岩的的量测分析来来完善设计。可见量测是是新奥法锚喷喷支护的重要要内容，它不不仅是保证施施工安全的需需要，而且也也是修改设计计、指导