新奥法隧道结构 喷锚支护结构

01传统矿山法02新奥法概述03开挖方法04钻爆施工要点05锚喷支护结构06隧道衬砌内力计算07隧道辅助施工措施08防排水措施09施工监测锚喷支护结构锚喷支护（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。锚喷支护结构（1）锚喷支护的优点及时、有效控制围岩变形，受力更合理节省、加快施工进度；符合岩体力学原理的积极支护方法；发挥和利用岩块间的镶嵌和自锁作用；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；锚喷支护技术不再把围岩仅仅视作荷载（松散压力），同时还把它视为承载结构的组成部分。锚喷支护结构承受荷载的性质为围岩的形变压力。锚喷支护结构（2）锚喷支护的适用条件及要求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；减轻爆破对围岩的松动破坏，维持围岩强度和自承能力。锚喷支护结构（一）锚喷支护原理洞室锚喷支护由喷射混凝土、锚杆和钢筋网组成喷射混凝土的设计强度等级不应低于C20；喷射混凝土1d龄期的抗压强度不应低于5MPa。支承围岩“卸载”作用填平补强围岩覆盖围岩表面阻止围岩松动（1）喷射混凝土锚喷支护结构（一）锚喷支护原理喷层对局部不稳定危岩块体的抗拉承载力应按下式验算（冲切）——喷层工作条件系数，取0.6；ft——喷射混凝土抗拉强度设计值（kPa）；h——喷层厚度ur

——不稳定危岩块体出露面的周边长度a）按冲切破坏计算；b）按撕开破坏计算锚喷支护结构（一）锚喷支护原理（2）锚杆①全长粘结型锚杆：普通水泥砂浆锚杆、早强水泥砂浆锚杆、树脂卷锚杆和水泥卷锚杆；②端头锚固型锚杆；机械锚固锚杆、树脂锚固锚杆、快硬水泥卷锚固锚杆；

③摩擦型锚杆；缝管锚杆、楔管锚杆、水胀锚杆；④预应力锚杆；⑤自钻式锚杆。支承围岩\加固围岩\提高层间摩阻力，形成“组合梁”\“悬吊”作用锚喷支护结构（一）锚喷支护原理（2）锚杆：锚杆布置——局部布置和系统布置①局部布置局部布置主要用在坚硬而裂隙发育或有潜在龟裂及节理的围岩。重点加固区域：不稳定岩体、拱顶受拉破坏区局部布置原则：拱腰以上部位锚杆方向应有利于锚杆受拉；拱腰以下及边墙部位锚杆宜逆向不稳定岩块滑动方向。①局部布置局部加固的锚杆，必须保证不稳定块体与稳定块体的有效连接，可现场测定、赤平投影等方法确定不稳定块体的形状、重量、位置据此确定锚杆间距和锚固长度。锚喷支护结构（一）锚喷支护原理锚杆间距

锚入稳定岩体深度

②系统布置布置在破碎和软弱围岩中，对围岩起到整体加固作用。局部加设长锚杆。布置原则：在隧道横断面上，锚杆宜垂直隧道周边轮廓布置，对水平成层岩层，应尽可能与层面垂直布置，或使其与层面成较大角度，对于倾斜成层的岩层，其失稳原因主要是层面滑动，锚杆与层面呈斜交布置。锚喷支护结构（一）锚喷支护原理②系统布置锚喷支护结构（一）锚喷支护原理对于端部锚固的锚杆，其抗拉力应大于或等于设计锚固力：

锚杆直径d：

全长粘结式锚杆直径d：

锚喷支护结构（一）锚喷支护原理（3）钢筋网防止收缩裂缝，或减少裂缝数量、限制裂缝宽度、提高支护的抗震能力。使喷层应力得到均匀分布，改善其变形性能，增强支护的整体性。增强喷层的柔性，提高喷层承载力锚喷支护结构（二）锚喷支护特点锚喷比及时性黏结性柔性深入性灵活性封闭性锚喷支护结构（三）锚喷支护施工原则实施锚喷支护施工原则，为了达到技术上可靠和经济上合理的目的。（1）采取各种措施，确保围岩不出现有害松动；（2）使围岩变形适度发展，最大限度发挥围岩自承能力；①初期支护采用分次施作的方法②调节支护封底时间锚喷支护结构（三）锚喷支护施工原则（3）保证喷锚支护与围岩形成共同体；（4）选择合理的支护类型与参数并充分发挥其功效；①支护类型的确定应根据围岩地质特点、工程断面大小和使用条件要求等综合考虑；②选择合理的锚杆类型与参数，在围岩中形成有效承载圈；③选择合理的喷层厚度，充分发挥围岩和喷层自身的承载力；

④合理配置钢筋网；

⑤合理选择钢支撑。锚喷支护结构（四）新奥法中锚喷联合支护的应用较好的围岩（如Ⅳ类以上围岩），可以喷射混凝土为主，锚杆加固以辅；较差的围岩，则以锚杆，尤其是预应力锚杆作为主要的岩体加固手段，并与喷射混凝土、钢筋网喷射混凝土或加钢拱的钢筋网喷射混凝土配合使用。（1）施工步骤新奥法以及时的锚喷作为临时支护，称为第一次衬砌。第一次衬砌可以起到稳定围岩，控制围岩应力和变形，防止围岩松驰、坍塌等作用。待其基本稳定后，再加做模注混凝土二次衬砌。原来的临时支护（锚喷支护）成为永久衬砌的一个组成部分。二次衬砌基本上不承受荷载或承受很小的荷载，主要是为了满足隧道结构物的安全、耐久、防水和饰面等的需要。锚喷支护结构（四）新奥法中锚喷联合支护的应用（2）新奥法中支护与围岩共同作用的力学原理支护结构的设计原理是围岩和柔性支护共同变形、破坏的弹塑性理论。①围岩为均质、各向同性的连续弹塑性体，岩体在塑性变形、剪切破坏后仍有残余强度；②隧道初始应力场为自重应力场，侧压力系数1；③隧道断面形状为圆形；④在一定的埋深条件下，将隧道看作无限体中的孔洞问题。锚喷支护结构（四）新奥法中锚喷联合支护的应用隧道周边的径向位移u

隧道周边径向位移u的大小，主要取决于支护力pi。当pi减小时，u增大；反之，u减小。围岩位移曲线锚喷支护结构（四）新奥法中锚喷联合支护的应用

围岩位移、支护特性曲线锚喷支护结构（四）新奥法中锚喷联合支护的应用①隧道开挖后，若支护非常快，且支护刚度又很大，隧道周边围岩没有变形或变形很小，图中A点取得平衡，支护需提供很大支护力pmax；围岩仅负担产生弹性变形u0的压力；假如平衡位置由A点移至C点、E点，则形变压力由pmax减至、。②若隧道开挖后不加支护，或支护很不及时，即允许围岩自由变形。表现为曲线DB。这时，隧道周边位移达到最大值umax，形变压力pa很小或接近于零。围岩已经出现松驰、坍塌，围岩对支护的压力就是松散压力，只能按传统施工方法施作模注混凝土衬砌。③较佳的支护工作点应当在D点以左附近，如图中E点。在该点上，围岩既可产生较大的变形，以较多地分担岩体压力（），而由支护分担的形变压力较小（）；锚喷支护结构（四）新奥法中锚喷联合支护的应用最重要的便是如何掌握好施作时间（以围岩的变形来判断）和支护刚度k（支护特性曲线的斜率