全国地下工程施工-隧道支护技术

支护体系基本构成锚杆喷混凝土二次衬砌岩体围岩松弛区隧道支护技术

概述

坑道支护体系是由岩体和支护结构两部分组成的，通常情况下，岩体是主要的承载单元，而支护结构是辅助性的，但也是不可缺少的。在某些特殊情况下，支护结构也是主要的承载单元，

支护结构的基本作用：保持坑道断面的使用净空；防止岩体质量的进一步恶化；承受可能出现的各种荷载；使坑道支护体系有足够的安全度。第一节概述

1、能与周围岩体大面积地牢固接触即支护—围岩体系作为一个的整体工作。接触状态的好坏，不仅改变了荷载的分布图形，也改变了两者之间相互作用的性质。由于施工方法、支护类型的不同，两者的接触状态也是不同的。接触状态可作如下分类：一个理想的支护结构应满足的基本要求：第一节概述分为A、B、C、D四类。接触状态的不同，对围岩应力分布、支护结构的受力状态等都有着重要的影响。

围岩－支护结构的接触状态模注砼、木支撑喷砼、泵送砼衬砌A任意的面接触点接触土质隧道有回填B确定的C松散的D牢固的钢支撑第一节概述四类接触状态的力学状态大致如图所示。

现代支护理论的研究多数是以全面接触为出发点的。因此在施工作业时必须尽量实现这一点。第一节概述2重视初期支护，使之与永久支护相配合，协调一致地工作

初期支护：是为了暂时地、迅速地控制坑道围岩的力学过程，为永久支护创造有利条件。

永久支护：作为隧道安全的基本承载支护结构。早期一般忽视初期支护的作用。随着支护技术的发展，逐步把初期支护与永久支护合并考虑，初期支护亦作为永久支护的一个重要部分。如：喷射混凝土—锚杆支护、薄板混凝土支护、钢纤维喷混凝土等。第一节概述3、允许坑道—支护体系产生有限制的变形，充分协调发挥两者的共同作用。

要求：支护结构刚度小，构造具有一定柔性或可缩件。允许支护结构产生一定的变形，充分发挥围岩的承载作用，柔性结构能产生一定的变形，使支护—围岩中的应力重新调整，使两者协调工作。目前的支护结构，其刚度相对地降低很多，即以采用柔性支护结构为主。与过去的刚性支护结构—现灌混凝土衬砌相比，厚度有了大幅度减小。

第一节概述4、保证支护结构架设及时

支护过晚会使围岩暴露时间长，产生过度的位移而濒临破坏（极限平衡），因此，支护构架应在围岩达到极限平衡之前发挥作用。坑道开挖后要及时地、尽快地加以支护，其目的在于控制围岩的初始位移，这一点在埋深小、围岩差的情况下，尤其重要。第一节概述5、支护结构要根据围岩的动态（位移、应力…），及时地进行调整和修改参数

适应不断变化的围岩状态。这一点在传统的木支撑条件下，也是较难实的，而用现代支护技术，则可采取分次喷射，增设锚杆或调整其参数（间距、锚杆直径和长度）等方法来实现。

支护结构要完全满足上述技术要求是很困难的，这就要求我们对各种类型的支护结构有一正确的评价，以便根据变化的地质条件进行合理的选择。第二棚节嘉隧道押支护阵结构悟分类旬及基肿本参殿数一、家根据封其使折用目乞的分讽类防护乳型支血护支护羡中最饼轻型嚼者，痕不能创阻止煌和承岩受岩游体压丘力，喉仅用胀以封凳闭岩碗面，旷防止肢坑道终围岩热进一倡步恶族化。循通常卫是喷写浆、庭喷混高凝土砌或单旅独锚绣杆来衡完成降的。构造惰型支葱护用于演长时逐间坑岁道基熔本稳洽定的患岩体遗。此系时力熟学行率为是捐弹性今的，译支护揉参数栽只满肿足施栽工要奖求，类如砼最仇小厚呆度、辨锚杆唯最小客直径金及长被度等。表支护滴参数脾不由痒计算理决定树，由讲施工演决定网。承载狮型支雨护坑道具支护政的主奖要类凭型。木视坑材道围匆岩的左力学叼动态元，分垂为轻蹦、中圈、重货型。菜视压元力大受小，纪采用迷顶部打支护掩和完理全支晒护。第二陷节富隧道厚支护床结构材分类灯及基思本参屿数二、友根据世采用卵的材跪料分脉类1、木蛙支撑2、钢痛支撑3、锚隶杆和阳金属帅网支休护4、模狐注混输凝土允和喷件混凝预土支宅护（1）混给凝土糟支护族、包链括混形凝土犯预制星块支合护（2）喷仇混凝踢土支纤护5、组焰合支富护（1）钢内支撑荣加背仗板（2）喷蒜混凝灭土与扮锚杆（3）喷圆混凝愉土、婆钢支异撑和肃锚杆……等第二部节熟隧道竭支护梨结构偷分类挨及基环本参妻数三、拔各类址支护能结构逝的技扒术特被征及踪蝶其存托在的西问题木支捎撑：采用亦立柱酱或支瓦架形爹式，汉目前梅部分价工程烧还在靠采用作，腹逐渐奋在减淹少。钢支让撑：可迅吓速架岭设并贝有足把够的羊阻力芒，能您变换仓支撑寨刚度胆，与会围岩吼接触滴条件炒比木拆支撑恩好。土在部克分工者程中册，是垃不拆橡除的妄，作帜为永剥久衬秃砌的斤一部接分。锚杆朗支护：是支真护技壳术的怖一大妥进展默，从旅内部葬提高识岩体鞭的承要载能海力。棍预应蝴力的评锚杆事更易羊形成愿主动凯的支秋护力框，阻量止岩杀体强界度降器低。幕一般筒说锚防杆的简支护买阻力堂是不众充分淹的，归但可拒随时晌给以茧加强贞。第二刑节呆隧道烫支护谁结构累分类区及基汤本参悬数模筑景混凝肠土支据护：能起米到有或效地亿支护纲暴露优岩体某这样芝的目换的。忠但模徒筑混键凝土赠的厚厦度几迎乎不卡会小从于0.趟30～0.士40李m，由亏此会广使开档挖成环本增削加。喷浆：是一想种喷奋射3c剖m厚的炮水泥吃砂浆葛的方被法，逆在50年代碰初代夜替了纵顶部胖防护卡木支辈撑，椒现在渠用来只防止傲暴露晒岩面西的风络化，爆它的肺进一踪蝶步发岔展是妥喷混开凝土将。喷混喜凝土：是一宣种较溪好的叮支护赞方法吼，在执围岩籍紧密娘结合沙和迅蔬速施属喷方料面；臭在岩捞体条贩件和秤坑道凯形状房诚的适碌应性吴上，争喷混舍凝土柱支护奶方法误也是压突出椅的，尚它的指支护丸能力拒很高注，并展可随古时进岁行加拦强。第二即节景隧道嫌支护烟结构饮分类锋及基温本参突数四、弟隧道飞支护鸣类型倒的选多择隧道固支护鉴类型碎的选绑择主皇要根输据下磁述条村件决灶定：（1）对串预计错的主慌要岩茧体类锈型的耗评价哲；（2）对脉岩体馋类别大变化悼的适舒应性闪；（3）对艰很大论的或璃特殊礼地压估的适扭应性嚷；（4）对质地下访水性塌质的牌适应聚性；（5）经毒济性鹿；（6）作乐业时希间消昂耗。第二学节燃隧道柜支护得结构开分类风及基颜本参秧数

支护类型要求木支撑钢支撑锚杆加金属网混凝土支护混合支护防护砼喷浆喷砼钢支撑喷砼钢支撑短锚杆喷砼钢支撑钢背板紧密接触1203-3132全面接触1103-3132迅速施设0130-3122支护阻力小1213-2233预加应力的可能性1120-0121以后加强的可能性2231-3232顶替造成的危害1-33-21--对岩体性质的适应性2211-3233对坑道形状的适应性0131-3132排水条件3132-33310不可程用1可用2合适3很好第二绿节源隧道耀支护叛结构灭分类熊及基康本参给数支护方法

地质数据

木支撑钢支撑锚杆网防护砼喷浆喷砼钢支撑喷砼钢支撑短锚杆喷砼钢支撑钢背板岩石强度高123032210岩石强度中等121202232粘性土120201233松散土020000113高岩压或较小岩石强度22-301-2002-33-42裂隙间距小120213132裂隙间距大213112121很小分离度213233230很高分离度121203120张开裂隙111202130粘土充填裂隙121203133第三驱节尊锚贷喷支鬼护的次力学炭作用秀及锚秧固机槽理答：是步把锚允杆安造设在丙坑道顾的围屈岩中什，使您层状骡的、正软质桥的岩援体得蛮到不纹同形魄态的誓得加赠固，竹和围海岩共过同形羊成完绪整的赖支护羽结构赵，提矛供一翠定的滴支护输抗力益，共甘同抵杆抗围蝇岩的朱位移碗和变晕形。

1、锡什么泛叫锚壳杆支狗护？第三长节隶锚席喷支暮护的密力学学作用誉及锚寨固机尘理钢筋踏或钢乞丝绳连砂浆增锚杆争：以水泥升砂桨辰作为宽锚杆灭与围遇岩的循粘结沙剂。呼

倒楔曾式金跃属锚逃杆：曾经杀是使性用最池广泛售的锚轮杆形后式之网一。尚加工尽简单败，安级装遥方便霞，具赌有一肚定的穗锚固步力，缝因此愤在一熔定范币围内蒜至今茎还在弄使用炼。

管缝拢式锚秋杆：是一隙种全缴长摩亡擦锚势固式立锚杆狐。这腰种锚不杆具姿有安恐装简唯单、衰锚固姓可靠厨、初涝锚力哪大首、长漂时锚增固力炉随围鱼岩移枣动而扎增长中等特变点。录

树脂磨锚杆膜：用树羡脂作加为锚堪杆的语粘结梨剂，胁成本同较高具。自进殖式中扶空注发浆锚低杆：具有馆边钻咸进边汽加长消的特锯性，牺不需脖套管刺护壁姐、预句注浆屿等特鞠殊手提法加袜固围秋岩锚杆螺种类第三唐节饱锚身喷支接护的刃力学锅作用弃及锚乱固机绘理钢质扒涨壳扑体锚傲杆中空竞注浆首锚杆中空编自钻被锚杆全螺杜纹等岛强锚滥杆第三桶节识锚姓喷支氏护的谜力学待作用您及锚剥固机饿理2、慨什么觉叫喷饭混凝梅土支脆护？答：利用絮喷射荒设施史将一仗定配惩比的身混凝毁土喷委射到破隧道纺开挖船毛洞莲的表块面，胀形成罪具有压一定鸣厚度沫和支龟护强腐度的蛙薄壁谣结构盏，达惩到封拿闭暴前露的逃岩体古和加庆固岩报体的居目的柄。第三慎节季锚蒜喷支区护的纳力学断作用辩及锚唉固机神理根据盒工艺当不同窝分干呢喷、屋潮喷非、湿脆喷三灭种。胖主要终区别赞是投挽料程姿序不响同。干喷携：是将沉骨料管、水难泥和县速凝躲剂按盲一定早比例狱干拌椒均匀粒，装乡丰入喷框射机哀，用繁压缩版空气龙使干满集料球在软董管内辞压送抱到喷闸枪，高在喷栗嘴处花与高克压水胜混合淡，以湖较高武速度蹦喷射服到岩雹面上谨。优点机械预结构除较简判单，悲清洗皂和故鬼障易墓处理手。缺点是粉允尘较续大，枪回弹添量大懒，水屑灰比忘控制摆较难波。潮喷弟：将骨挡料预鸟加少雪量水乡丰，呈泉潮湿温状，底再加誓水泥陆拌和悉，降无低上嫁料和蔬喷射添时的崭粉尘竟。大泼量的毫水仍村是在误喷头翁处加泉入的伶，其母工艺碰和干宾喷工感艺相躁同。碰现场之使用盟较多线。湿喷峡：是将尤骨料刃、水铜泥和旅水按耽设计赏比例陷拌和姓均匀副，用像湿式局喷射横机压校送到糊喷头赚处，圆在喷浸头处威添加斗速凝凭剂后美喷出孤。优点混凝用土质啊量容舟易控蝴制，签喷射边中粉处尘和拖回弹续量少某。缺点对喷口射机笨械要学求高蜘，清茅洗和涨故障课处理需麻烦落。由于预喷射美工艺泥的不挺同，拿喷射偏混凝文土强鲁度不凤同，孟干喷帽和潮抚喷混嘉凝土假强度旁较低基，一同般只箭能达素到C2斤0而湿数喷则皆可达忌到C3取0~岸C3毒5。喷混表凝土后种类第三根节像锚世喷支田护的搞力学水作用里及锚冈固机殿理干喷逆机幕潮喷袜机胃湿田喷机现场扣喷混址凝土朵喷丈射完芝成的壶壁面第三佳节制锚潜喷支栗护的励力学品作用得及锚姜固机防理3喷锚欢支护宗与传微统支冬护的斥区别（一丽）对暖围岩垒和围这岩压妻力的香认识传统汤支护陆设计这是建售立在秃围岩慨“松烛散压肥力”副基础鸦上。锚喷跪支护勾设计录是建斥立在建围岩风变形捉而形疗成的绒形变白压力涉上。（二歼）围苹岩与关支护惩间相宗互关铸系上传统捏支护明把围萍岩与埋支护撕分开花去考许虑，夏形成脏“荷百载——结构垮”体材系。锚喷岔支护乳把围录岩与院支护恨视作肠统一店体，倦组成盈“围增岩——支护济”体仍系。（三闲）支妇护功剃能与家作用充原理寨上传统学支护男是产镰生的系荷载俘而存惠在，浑是防导止围弃岩崩督塌，剃作用糖是被剩动消削极的省。锚喷伟支护雷是以糖围岩规稳定押为目丸的，鸣立点绿是及华时加间固围慌岩。堂作用衔是主源动积妇极。（四晨）设比计计霉算方懂法上传统鼠支护标设计趣与一素般结疾构物掠没有秀本质绑差异款，不椅同处亏是荷您载确应定要以分析嘱复杂肆的围蓝岩，捐考虑填围岩然“抗掠力”略作用检。锚喷产支护蛋是把惑围岩抚与支阀护视吉作共肝同作软用的锈统一辫体。践荷载倒是岩休体地锅应力殊，围庄岩与腰支护胜共同胖受载机。第三凯节锋锚产喷支毕护的撕力学恰作用衡及锚永固机湾理4、锚疗喷支荣护的纱特点（一朋）及帆时性由于拨工艺昨本身度的原初因，滩能做甘到支势护及京时迅秆速，闪可在飘挖掘就前超胜前支护，候喷混燃凝土蛋早强拨和全仔面密际贴性许能，刃保证仓支护把及时述和有墨效性韵。（二昌）粘嗽贴性喷混鸣凝土戚同围寨岩能皇密贴嗓粘结愉。产晋生三牧种作寇用：1）“萄联锁姿”：爹将被席裂隙翻分割到的岩恩块粘涌联在锻一起配，使违岩块慰咬合嘉镶嵌2）“辆复合碧”：准围岩仪与支损护结慰成一盒个复浓合体坡，保店证二钢者径挖向和道切向烫上都预共同黎工作何。３）绿“增脾强”扫：由适于喷悬射混忆凝土吵充填丘围岩惊凹穴抚，提衡高了井围岩宫的强鸟度，牛同时哑减少普了围些岩应绍力集聪中。第三炼节略锚覆喷支篮护的漠力学宽作用畜及锚狂固机竹理（三虑）柔善性锚喷虑支护程属于涨柔性轰薄型偏支护。喷混抄凝土垃：是一恰种脆暗性材武料，盏但其团施工气工艺董上的礼特点决，与召岩体枯密贴徒粘结血，使大它有昂可能击喷得涨很薄锹，所谱以呈巧现一产定柔旷性，这种菊柔性激可通首过分粮次喷押层的搁方法补进一银步发警挥。锚杆刚：也属位柔性畏支护嗓，因拴其从钳岩体涉内部丸加固下，可雨以允报许岩姥体有汉较大逮的变挺形而悟不破赶坏，志甚至膝对被薄加固嚷的岩房诚体作略整体节移动谜时，骆仍能对保持矿相当沙大的酿支撑吊抗力佛。（四捞）深绿入性指锚怀杆能袖深入摄岩体邻内一叹定深盒度加螺固围抱岩的裁。按累一定鸣方式衡、间选距布氧置的苦锚杆桶群，峡可以滴提高抵围岩严锚固朽区的完强度湖和整谁体性全，改歇善围烛岩应爹力状暑态。第三目节雀锚贝喷支奥护的迫力学右作用锤及锚蔬固机择理（五购）灵蔑活性是锚酒喷支透护十抓分重待要的忆工艺栏恃点帐，其掠主要偷如下州方面贩：(1旺)类型沿和参更数可窑根据薄各段畜不同馆的地障质条栽件而舟随时凤调整顿。(2嗽)施作愚工艺际的可岁分性欲。(3亭)广泛心的适科用性（六炭）封痰闭性喷混寻凝土烧能及练时施洲作，粱全面守密贴攀，能财及时谅阻止律洞内妖水对纹围岩排的侵姻蚀，坚并阻置止地最下水航的渗歇流。5、锚跃喷支摇护各真支护哗类型区的功冬能（一幅）喷氧射混衔凝土第三示节丧锚著喷支角护的燥力学势作用汁及锚尺固机慢理喷射混凝土的作用与效果

概念图（1）支承围岩喷层与围岩密贴粘结，防止围岩强度恶化．阻止不稳定块体的塌滑。（2）“卸载”作用能有控制使围岩在不出现有害变的前提下，进入一定的塑性：从而使围岩“卸载”。(3)填平补强围岩填充表面凹穴，使裂隙分割的岩块层面粘联，保持岩块间的咬合、镶嵌作用。(4)复盖围岩表面喷层直接粘贴岩面，形成防风化和止水的防护层：并阻止节理裂隙中充填物流失。(5)阻止围岩松动紧跟掘进及时进行支护，早期强度较高，能及时向围岩提供抗力，阻止围岩松动．（6）分配外力通过喷层把外力传给锚杆、网架等，使支护结构受力均匀分担。第三哨节坛锚何喷支附护的直力学严作用庭及锚家固机骄理锚杆的作用效果

概念图（1）支承围岩限制约束围岩变形，并向围岩施加压力，洞室内表面附近的围岩保持三轴应力状态，制止围岩强度的恶化。（2）加固围岩系统锚杆的加固，使围岩中松动区的节理裂隙、破裂面等得以联结，有助于裂隙岩体和松动区形成整体成为“加固带”。(3)提高层间摩阻力．形成“组合粱”对于水平或缓倾斜的层状围岩，用锚杆群能把数层岩层连在一起．增大层理间摩阻力，从结构力学观点来看，就是形成“组合粱”。（4）“悬吊”作用指防止个别危岩的掉落或滑落，用锚杆将其同稳定围岩联结起来．加固局部失稳的岩体。（二驶）锚歪杆第三够节如锚云喷支秃护的鸣力学对作用显及锚令固机灯理钢筋网的作用效果

概念图（1）防止收缩裂缝，或减少裂缝数量和限制裂缝宽度．

（2）提高支护的抗震能力。（3）使喷层应力得到均匀分布，改善其变形性能，增强锚喷支护的整体性．（4）增强喷层的柔性。（5）提高喷层承载力，承受剪力和拉力。（三面）钢递筋网第三看节连锚困喷支门护的齐力学钱作用所及锚华固机盏理6锚喷割支护汤施工饲的基抚本原册则锚喷值支护裁合理研施工渠原则镰虽然馅目前硬还不傲能完难全以纲定量耳的关蜓系反筐映出予来，杆然而逼它对载指导加锚喷裙支护超的施蚊工却若是十商分重呈要的懂。（一扭）采们取各邮种措艘施，重确保叠围岩皂不出涉现有容害松弟动1）在其洞室茎的布卸置和钢造型削上应份适应赠原岩朱应力备状态饺和岩叫体的活地质茫、力括学特巧征，擦尽量寄争取粱一个跳较好旺的受妹力条撒件。2）施死工过圾程中臂要尽侄量减批少围尤岩强棋度的小恶化诞。3）合员理利雨用开怒挖面税的“货空间壤效应疯”，折抑制颈围岩铲变形乡丰。4）尽慢量减祝少其驳他外拴界因涌素（另主要忍是水微和潮榆气）以对围勿岩的稳影响贩。第三策节敌锚裁喷支跪护的颜力学征作用遣及锚剂固机肾理（二框）调甜节控暖制围独岩变幕形，俭在不茎进入蝇有松笼动的肾条件早下适赏度发现展，叔以便献最大荣限度范地发枣挥围割岩自麻承能系力1）初咱期支序护采缘瑞用分腹次施踪蝶作的娱方法而。2）调陶节支真护封始底时驼间（三怠）保肿证锚发喷支兔护与淹围岩暗形成稼共同月体由于乔计算鹅模型灭中把套支护省和围耕岩视掌作不伴可分浓割的税共同蜘体，穗因此偏在施魄工中野要求殃保证肢实现祝围岩荷、喷它层和只锚杆末之间朋具有雀良好骆的粘草结和然接触诸，使存三者篇共同罗受力像。（四俱）选诉择合赶理的娇支护臂类型矮与参盼数并纳充分惹发挥昨其功甩效1）支见护类筑型的竟确定末应根竭据围批岩地窝质特工点、双工程剑断面秆大小底和使借用条汤件要候求等凶综合兰考虑己。第三滔节兽锚应喷支模护的胁力学肢作用语及锚印固机愈理2）支敏护参球数的搁设计桌贯彻重“等介强度堡支护畜”的拥设计裁思想凭和整初体加骡固与悲局部哈加强直相结蝇合的仆原则鞠。3）选孝择合拿理的感锚杆栗类型粥与参丈数，挪在围订岩中拿有效含形成唐承载角圈。4）选好择合牺理的险喷层腥厚度拒，充蛇分发淘挥围分岩和摧喷层石自身果承载幼力。5）合端理配扔置钢豆筋网6）合采理选初择钢席支撑（五椒）采浙取正么确的费施工文方法（六街）依站据现细场监壮测