喷锚支护施工工艺讲解T50

喷锚支护

本章内容12345概述

围岩分级

喷锚支护设计

施工信息的反馈

围岩稳定性的分析定义：锚喷支护(ShotcreatandBolting)是采用喷射混凝土、钢筋网喷射混凝土、锚杆喷射混凝土或锚杆钢筋网喷射混凝土等在毛洞开挖后及时地对地层进行加固的结构。1.

概述1.

概述

l）锚喷支护的优点：(1锚喷支护能大量节省混凝土、木料、劳动力，加快施工进度，并有利于施工机械化和改善劳动条件等。(2锚喷支护是一种符合岩体力学原理的积极支护方法，具有良好的物理力学性能。(3由于锚喷支护结构柔性好，它能与围岩变形一致，从而与之构成一个共同工作的承载体系。

种类1）粘结型的锚杆：金属砂浆锚杆，金属树脂锚杆等。2）机械型的锚杆：楔缝式、胀壳式和滑楔式锚杆等。3）锚杆的材料有：钢杆的、木杆的、钢丝的4）锚杆的受力有：预应力锚杆、普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,细一点为为好;同时第一一层喷混混凝土表表面或岩岩面与钢钢筋之间间的空隙隙也不宜宜过大.设计时可可视施工工情况采采用2.5~5MPa.喷射混凝凝土的收收缩变形形比普通通混凝土土大锚喷支护护加固作作用一、锚杆杆的加固固作用二、喷混混凝土的的加固作作用一、锚杆杆的加固固作用1）、联结结作用当洞室围围岩被裂裂隙、断断层等切切割，使使局部岩岩块不稳稳定时，，可用锚锚杆将它它们联结结起来，，并尽可可能将锚锚杆打入入稳定岩岩体一定定深度。。2）、组合合梁或拱拱作用依靠锚杆杆将一定定厚度的的岩层，，尤其是是成层的的岩层组组合在一一起，增增加了层层理间的的抗剪强强度，提提高岩层层的抗弯弯性能，，使围岩岩得以稳稳定。3）、整体体加固过过用用锚杆群群可将节节理裂隙隙较发育育的围岩岩锚固起起来，通通过有规规律布置置的锚杆杆群，将将隧道四四周一定定深度的的围岩进进行挤压压、粘结结加固，，组成一一个承载环。二、喷混混凝土加加固作用用1）、局部部稳定原原理喷混凝土土支护结结构通过过及时的的封闭岩岩层表面面的节理理、裂隙隙，只要要支护住住最先掉掉落的危危石，封封闭加固固附近的的岩体，，则洞室室就能稳稳定。而而喷混凝凝土层在在危石自自重力作作用下，，可能出出现冲切切破坏和和撕开破破坏。2）、整体体稳定原原理喷混凝土土层与围围岩体表表面紧密密粘结、、咬合，，它与岩岩体密贴贴组成“组合结结构”或或“整体体结构物物”共同工作作。薄的的喷层支支护柔性性大，变变形能力力强，使使围岩变变形得到到控制，，应力得得以调整整，从而而使围岩岩体获得得稳定。。作为““整体结结构物””一部分分的喷层层也同时时受到因因围岩的的变形引引起的形形变压力力。2.围岩分级级方法围岩的分分类方法法有多种种，“岩岩石力学学”里面面已经有有所介绍绍。这里介绍绍《工程岩体体分类标标准》（GB50218）。根据岩石石坚硬程程度和岩岩体完整整程度将将围岩分分为6级(见下表)。2.围岩分级级方法3.喷锚支护护设计锚杆喷混混凝土(或加钢筋筋网)联合加固固的结构构作用,实际上是是锚杆加加固和喷喷混凝土土加固围围岩结构构作用时时的有机组合合.其受力状状况与围围岩的应应力状态态密切相相关,其影响因因素比较较复杂,其受力分分析和结结构计算算尚处于于半经验半半理论阶阶段.喷锚设计计原则：：工程地质质条件和和岩体力力学特征征；依据不同同的围岩岩压力的的特点，，对不同同部位采采用不同同的支护护参数，，“拱是是重点、、拱墙有有别”；；体现喷锚锚支护灵灵活性的的原则，，对于围围岩局部部和整体体加固采采取等强强度支护护原则，，对不同同部位采采用不同同的支护护类型和和参数；；喷锚支护护应遵循循实测位位移评价价的原则则。3.喷锚支护护设计1.局部作用用原理目前,锚喷支护护的常用用设计方方法是按按悬吊原理理计算.锚杆所需需截面积积：锚杆的设设计长度度必须满满足：1.局部作作用原原理1）锚固固长度度Lm，需同时时满足足2）加固固长度度hr可按不不稳定定岩层层厚度度或围围岩的的荷载载高度度取。。3）外露露长度度Le考虑设设置托托板，，钢筋筋网等等要求求，可可取5-15cm，但不不应超超过喷喷射混混凝土土的厚厚度，，此外外，拱拱脚处处可取取拱顶顶处锚锚杆长长度的的1.2倍1.局部作作用原原理被锚杆杆加固固的不不稳定定围岩岩可视视为锚杆组组合拱拱。并认为为锚杆杆组合合拱内内切向向缝的的剪力力由锚锚杆承承受，，斜向向剪力力共同同承受受，径径向剪剪力由由岩石石承受受。（教材材图15-4）锚杆的的设计计长度度必须须满足足：2.整体作作用原原理锚杆的的加固固作用用2.整体作作用原原理2.整体作作用原原理3.喷射混混凝土土的计计算和和设计计喷射混混凝土土支护护厚度度有最小喷喷层厚厚度和和平均均喷层层厚度度两种指指标考虑到到喷射射混凝凝土收收缩较较大，，其厚厚度不不应小小于50mm。为了发发挥围围岩的的自承承作用用，喷喷层最最大设设计厚厚度不不宜超超过250mm。在含水水地层层中，，为了了保证证喷层层的抗抗渗能能力，，其最最小厚厚度不不应小小于80mm。3.喷射混混凝土土支护护厚度度的计计算混凝土土层要要能够够有效效地防防止围岩松松动、、离层层和塌塌落。要求混混凝土土层有有足够够的抗拉力力，防止止在节节理面面处出出现冲冲切破破坏；；同时时喷层层和围围岩间间应有有足够的的粘结结力，使喷喷层不不出现现撕裂裂现象象。3.喷射混混凝土土支护护厚度度的计计算要求混混凝土土层有有足够够的抗抗拉力力，防防止在在节理理面处处出现现冲切切破坏坏（教教材图图15-3）；同时喷喷层和和围岩岩间应应有足足够的的粘结结力，，使喷喷层不不出现现撕裂裂现象象（按按弹性性地基基梁理理论计计算））。钢筋网网喷射射混凝凝土支支护设设计设置钢钢筋网网能提提高喷喷层的的整体体性，，使其其应力力分布布均匀匀，从从而较较少混混凝土土的收收缩和和喷层层裂缝缝。在变形形大而而自稳稳性差差的软软弱围围岩的的混凝凝土喷喷层中中，应应设置置1~2层钢筋筋网。。在强强度低低的土土砂地地层中中（尤尤其是是粉砂砂层））中，，可安安设防防剥落落的网网眼较较密的的钢筋筋网。。钢筋网网喷射射混凝凝土支支护设设计钢筋网网喷射射混凝凝土的的厚度度不应应小于于100mm，也不不宜大大于250mm。钢筋筋网保保护层层厚度度不应应小于于20mm钢筋网网按构构造要要求设设计，，钢筋筋直径径一般般为6-10mm，钢筋筋间距距宜为为150-300mm采用双双层钢钢筋网网时，，第二二层钢钢筋网网应在在第一一层钢钢筋网网被混混凝土土覆盖盖后铺铺设，，在喷喷层厚厚度内内所设设的两两层钢钢筋网网的间间距应应尽量量大些些1、隧道道洞周周收敛敛达2m2、锚杆杆伸入入软弱弱层太太短，，仅2m喷射混混凝土土的施施工锚杆的的布置置系统锚锚杆布布置原原则在隧道道断面面上，，系统统锚杆杆宜按按垂直直隧道道周边边轮廓廓布置置，当当遇层层状岩岩层时时，应应增设设与主主结构构面成成最大大角度度的锚锚杆。。在掩掩面上上，锚锚杆宜宜成菱菱形排排列。。根据工程经经验，系统统锚杆间距距不宜大于于锚杆长度度的二分之之一，在软软弱的Ⅱ、Ⅲ类围岩中，，锚杆间距距不得大于于1.25m,以为0.5-1.2m锚杆的布置置局部锚杆的的布置原则则局部锚杆的的主要作用用是阻止部部分不稳定定岩块塌落落或滑移,通过锚杆将将岩块固定定在稳定岩岩体上.拱腰以上的的局部锚杆杆布置方向向应有利于于锚杆受拉拉,拱腰以下及及边墙部分分的局部锚锚杆宜逆着着不稳定岩岩块滑动方方向布置.喷射混凝土土的施工喷射作业应应在划定的的区段内进进行，区段段长度小于于6m。喷射时自下下而上，先先墙后拱分分部、分块块进行。当岩面有较较大坑洼时时，应先喷喷凹处，后后找平。一般拱部一一次喷厚4-6cm，边墙为6-8cm喷射下一放放炮时间，，间隔不应应小于4小时地利学者拉拉布西维兹兹等人于20世纪60年代初提出出了“新奥奥地利隧道道施工法””（NewAustrianTunnollingMethod)，简称为“新奥法””(NATM）。新奥法也被被称为“欧欧洲隧道掘掘进法”或或“收敛约约束法”(Convergencocon-finemontMethod）。新奥法简介介它的要点就是：尽可可能不扰动动周边围岩岩，开挖之之后及时进进行一次支支护，防止止围岩的进进一步松动动，然后视视需要进行行二次支护护。所有的的支护都是是相当柔性性的，能适适应围岩的的变形，在在施工过程程中密切监监测围岩的的变形、应应力等情况况，以便及及时调整支支护措施，，控制变形形。新奥法目前前在设计埋埋论上还不不很成熟，，一般是先先采用经验验统计类比比的方法（（工程类比法法）做预设计计，再在施施工过程中中不新监测测围岩的应应力、应变变状况，按按其发展规规律来修改改设计、调调整支护措措施。新奥法简介介不能将新奥奥法等同于于锚喷支护护。锚喷支支护与新奥奥法是既有有密切联系系又有原则则区别的，，正是由于于发展了利利用锚喷支支护的快速速有效的支支护施工手手段，才有有可能使新新奥法的基基本原则得得以实现．．若不按照照新奥法的的要求适时时进行锚喷喷支护．不不把围岩看看成自承结结构，不充充分发挥围围岩的自承承作用，即即使大量采采用锚喷支支护，也不不能认为是是应用了新新奥法。锚喷支护与与新奥法目前，新奥奥法锚喷支支护的设计计工作是在在其理论基基础的指导导下，参考考已建工程程的设计参参数进行预预设计后，，再通过施工工过程对围围岩的量测测分析来完完善设计。可见量测测是新奥