隧洞工程施工-隧洞支护（水利工程施工课件）

锚喷支护及施工工艺目录1锚杆施工2喷混凝土的施工喷锚支护：它是地下工程施工中对围岩进行保护与加固的主要技术措施。在洞室开挖后，将围岩冲洗干净，适时喷上一层厚3-8cm的混凝土，防止围岩枪松动，有时围岩变形过大，还要进行加设锚杆。它能节省投资、提高施工进度。一、锚杆施工从支护机理上看，锚杆支护属于“主动”支护，可以充分利用围岩的自承能力，提高隧道围岩的稳定性，将载荷体变为承载体。在相同生产地质条件下，锚杆支护的隧道围岩变形量比棚式支护减少一半以上。工程中常用锚杆有金属锚杆和砂浆锚杆，其锚固方式基本分为集中锚固和全长锚固，锚杆的布置有局部锚杆和系统锚杆。（一）锚杆的种类和形式（二）锚杆的布置形式

局部锚杆主要是用来加固危石，防止掉块。系统锚杆主要用来提高围岩的强度和整体性。锚杆的方向应尽量与岩体结构面垂直，当结构面不明显时，右与周边轮廓垂直。锚杆在平面上的布置要求呈梅花形或方格形。目前水利工程中常用的是普通水泥砂浆锚杆1.构造组成砂浆杆体垫板螺母施工准备初喷砼面上标注孔位钻孔清孔注入砂浆插入杆体结束固定杆体、待强原材料检验锚杆加工砂浆配比安装垫板质量检查补强处理合格不合格②钻孔：钻孔孔径比杆径大15mm。钻孔深度应大于锚杆设计长度10cm。清孔：用高压水(风)清孔。

①杆体材料：20MnSi钢筋，直径14~22mm，长度2~3.5m。③水泥砂浆：普通硅酸盐水泥；砂浆强度不低于M10；配合比一般为水泥:砂:水＝1:(1~1.5):(0.45~0.5)。

④注浆管应插至距孔底5~10cm位置，随砂浆注入缓慢匀速拔出。将注浆管全部抽出后，应立即迅速插入杆体。2.设计、施工要点砂浆锚杆施工缺点：

1.普通砂浆锚杆常采用先灌浆后插筋的工艺，人为因素对灌浆饱满度影响较大，灌浆饱满程度难于保证。

2.

由于锚杆施工中砂浆饱满度难以控制。钻孔内的孔隙为地下水(特别是含腐蚀介质的地下水)的入侵提供了通路，导致钢质杆体的锈蚀，严重影响锚杆的耐久性。目前常采用锚固剂代替水泥砂浆，能较好解决上述问题。（三）钢筋网支护钢筋网除可在混凝土喷射以前防止锚杆间松动岩块的脱落外，还可以提高喷混凝土的整体性，防止喷混凝土产生收缩并提高抗震的能力。钢筋网施工要点(1)钢筋网应根据被支护围岩面上的实际起伏形状铺设，且应在喷射一层混凝土后再行铺设。钢筋与岩面或与初喷混凝土面的间隙应不小于3~5cm，钢筋网保护层厚度不小于3cm，有水部位不小于4cm。(2)为便于挂网安装，常将钢筋网先加工成网片，长宽可为100~200cm。环向筋一般为受力筋，直径φ12左右；纵向筋一般为构造筋，直径φ6~φ10；网格尺寸一般为20cm×20cm，20cm×25cm，25cm×25cm，25cm×30cm或30cm×30cm。二、喷混凝土的施工

它是使用混凝土喷射机，按一定的混合程序，将掺有速凝剂的细石混凝土，喷射到岩壁表面上，并迅速固结成一层支护结构，从而对围岩起到支护作用。它能立即封闭新开挖暴露出的岩石，能很快获得较高的强度。喷射混凝土既是一种新型的支护结构，又是一种新的施工工艺。（一）喷混凝土的作用

2.“卸载”作用1.支撑围岩3.填平补强围岩承载圈粘结粘结剪切剪切NN4.覆盖围岩表面5.阻止围岩松动

6.分配外力潮气裂隙水ττ（二）喷射混凝土材料组成：水泥、砂、石、水、掺合料基本材料的选用：

1.水泥：42.5硅酸盐水泥、52.5矿渣水泥。

2.砂：中砂和中粗纱（细度模数在3左右，平均粒径为0.35～0.5mm），砂的含水率对喷射砼工艺影响很大（6％为宜）。3.石子：优先选用卵石，在级配良好的基础上，最大粒径为15mm。

4.水：所用水质必须满足规范的有关规定，且不影响速凝效果为宜。5.外加剂：速凝剂。目前水利水电工程中常采用在普通喷射砼中加入富于延性的纤维（钢纤维），来改变喷射砼的物理力学性能。（三）

主要施工工艺

喷混凝土的施工方法主要有干喷法和湿喷法两种。细骨料粗骨料水泥搅拌机干式喷射机压缩空气速凝剂水喷头干喷工艺流程机械较简单，但粉尘量大，回弹量大细骨料粗骨料水泥水外加剂搅拌机湿式喷射机压缩空气速凝剂湿喷工艺流程质量好，粉尘和回弹量很少。但对喷射机械要求较高，机械清洗和故障处理较麻烦。1.喷前检查及准备(1)开挖断面尺寸检查，清除松动危岩，欠挖超标严重的应予处理。(2)根据石质情况，用高压风或水清洗受喷面。(3)受喷岩面有集中渗水时，作好排水引流处理，无集中水时，根据岩面潮湿程度，适当调整水灰比。(4)埋设喷层厚度检查标志，一般是在石缝处钉铁钉，或用快硬水泥安设钢筋头，并记录其外露长度。(5)检查调试好各机械设备的工作状态。2.工艺参数的选择（1）喷嘴与受喷面的间距：1m

。（2）喷嘴与受喷面的倾角：垂直时回弹最小。（3）一次喷射厚度：夹角越大，一次喷射厚度越小，一般小于10cm。（4）喷射层之间的间歇时间：15～20min。（5）水灰比：0.4～0.45。（6）对于岩面凹陷处应先喷多喷，凸出处应后喷少喷。（7）喷射时应分段(不超过6m)、分部(先下后上)、分块(2.0m×2.0m)，严格按先墙后拱，先下后上的顺序进行，以减少混凝土因重力作用而引起的滑动或脱落现象发生。项目主持单位:

更新改进主持单位:

更新改进参建单位:水利部水利工程质量监督总站长江流域分站

湖北省武汉市江夏区水务局陆水水利水电工程总公司南水北调中线干线工程建设管理局河南分局

扬子江工程咨询公司新奥法与锚喷支护原理目录1新奥法概述2锚喷支护概述3新奥法与锚喷支护联系与区别一、新奥法概述1.新奥法简介奥地利学者L.V.Rabcewicz在二十世纪60年代出提出了“新奥地利隧道施工法”。NewAustrianTunnellingMethod简称为“新奥法”（NATM）。或称为“欧洲隧道掘进法”或“收敛约束法”。新奥法的核心理念是“充分考虑利用围岩自身承载能力”。它是一种柔性薄层支护，可以限制围岩变形，又能与围岩同步变形，使围岩成为支护的主体，从而加固和保护围岩。。围岩是指地层中受开挖作用影响的那部分岩石。2.新奥法要点尽可能不扰动周边围岩，开挖之后及时进行一次支护，然后视需要进行二次支护。支护都是柔性的，以适应围岩的变形。目前采用经验统计类比的方法做预设计，再在施工过程中不断监测围岩的应力、应变状况，按其发展规律来调整支护措施。光面爆破、锚喷支护和施工过程中的围岩稳定状况监测，称为新奥法的三大支柱。3.新奥法适用条件及要求深埋、浅埋、中等埋深均可；勘测、设计、施工、控制各环节密切配合；尽可能地发挥围岩的自承作用，采用控制爆破（光面爆破、预裂爆破）。

4.新奥法优点（1）经济、快速新奥法的开挖量为老方法的70％左右，衬砌量为老方法的20％左右。此外，还可省去全部木模和40％以上的混凝土，降低支护成本30％以上。（2）安全、适应性强开挖断面较完整，爆破效果好，影响范围小。超欠挖控制较好。

5.新奥法主要原则（1）围岩是洞室的主要承载结构，而不是单纯的荷载，它具有一定的自承能力。（2）尽量保持围岩原有的结构和强度；（3）尽可能作到适时支护。（4）支护本身应具有薄、柔、与围岩密贴和早强等特性，支护施工应及时快速，使围岩尽快封闭而处于三向受力状态。（5）洞室尽可能为圆形断面，或由光滑曲线连接而形成的断面，以避免应力集中。（6）良好的施工组织和施工人员的良好素质对洞室结构施工的安全、经济非常重要。

二、锚喷支护概述1.锚喷支护简介锚喷支护（ShotcreteandBolting）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。2.锚喷支护的适用条件及要求（1）配合光面爆破等控制爆破技术，使开挖断面轮廓平整、准确，便于锚喷成型，并减少回弹量；（2）减轻爆破对围岩的松动破坏，维持围岩强度和自承能力。3.锚喷支护优点（1）节省、加快施工进度；（2）符合岩体力学原理的积极支护方法；（3）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；（