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隧道工程第7章錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)的都市快軌交通2007年會(huì)北京:目前142km,300萬(wàn)/日;2008年200km;2012年407km;2015年561km。上海:目前143km,280萬(wàn)/日;年底230km;2012年500km。廣州:目前116km,200萬(wàn)/日;2010年200km;2020年500km;香港:目前211km,400萬(wàn)/日,占公交運(yùn)量的40%本章學(xué)習(xí)的目的:(1)深入理解新奧法施工的理念;(2)掌握錨噴聯(lián)合支護(hù)及圍巖與支護(hù)共同作用的力學(xué)原理;(3)掌握錨噴支護(hù)施工原則及要點(diǎn)。第7章錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工原則7.1概述7.2錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力與計(jì)算

7.3錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工原則

7.1概述1、支護(hù)結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展2、現(xiàn)代支護(hù)理論與設(shè)計(jì)要點(diǎn)3、錨噴支護(hù)與傳統(tǒng)支護(hù)的區(qū)別4、錨噴支護(hù)的特點(diǎn)1、支護(hù)結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展1、支護(hù)結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展⑴1920年以前的古典壓力理論階段●特點(diǎn):作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的壓力是其上覆巖層的重量●代表:Haim、Rankine和金尼克理論隨著開(kāi)挖深度的增加,人們發(fā)現(xiàn),古典壓力理論不符合實(shí)際情況。⑵1920~1960年代的松散體理論階段●特點(diǎn):當(dāng)埋深較大時(shí),作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的壓力,不是上覆巖層的重量,而只是圍巖坍落拱內(nèi)的松散巖體的重量。⑵1920~1960年代的松散體理論階段●代表:太沙基(K.Terzaghi)和普氏理論⑶60年代后發(fā)展期期來(lái)的現(xiàn)代支支護(hù)結(jié)構(gòu)●特點(diǎn):圍巖和和支護(hù)結(jié)構(gòu)共共同組成了承承載的支護(hù)體體系,其中圍巖是承載主主體,而支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)是輔助性的的,但也不可可缺少?!翊恚盒聤W法理論是其典型代表表。7.1概述1、支護(hù)結(jié)構(gòu)理理論的發(fā)展2、現(xiàn)代支護(hù)理理論與設(shè)計(jì)要要點(diǎn)3、錨噴支護(hù)與與傳統(tǒng)支護(hù)的的區(qū)別4、錨噴支護(hù)的的特點(diǎn)2、現(xiàn)代支護(hù)理理論與設(shè)計(jì)要要點(diǎn)⑴現(xiàn)代支護(hù)理論論①一切方法、手手段和措施都都圍繞圍巖穩(wěn)定為目的;②支護(hù)與圍巖視視作統(tǒng)一的復(fù)合體,支護(hù)和圍巖巖共同作用;③在復(fù)合體中,,圍巖是承載載主體,最大限度的發(fā)發(fā)揮圍巖的自自承能力,同時(shí)也要發(fā)發(fā)揮支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)的承載能力力;④憑借現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)和監(jiān)測(cè)手段,劃定圍巖級(jí)級(jí)別,獲得力學(xué)參數(shù)數(shù),指導(dǎo)施工;;⑤對(duì)不同的地質(zhì)質(zhì)條件,力學(xué)學(xué)特征的圍巖巖,靈活采用不同同支護(hù)方式和相應(yīng)的力學(xué)學(xué)計(jì)算模型。。⑵基本要求①支護(hù)必須與周周圍巖體大面面積的牢固接觸,即保證支護(hù)護(hù)-圍巖作為一個(gè)個(gè)統(tǒng)一的支護(hù)護(hù)體系而共同同工作;②重視初期支護(hù)的作作用,并使初期支支護(hù)與二次支支護(hù)相互配合合,協(xié)調(diào)一致致的工作;使初期支護(hù)與與二次支護(hù)相相互配合,協(xié)調(diào)一致的工工作③要允許圍巖及支支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生生有限的變形形,以發(fā)揮圍巖巖承載作用而而減少支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)的受力。。④必須保證支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)及時(shí)施作。如支護(hù)施作作過(guò)晚,會(huì)使使圍巖暴露時(shí)時(shí)間過(guò)長(zhǎng),產(chǎn)產(chǎn)生過(guò)渡的位位移而瀕臨破破壞;⑤支護(hù)結(jié)構(gòu)要根根據(jù)隧道圍巖巖的實(shí)際動(dòng)態(tài)態(tài),及時(shí)進(jìn)行行調(diào)整和修改,以適應(yīng)不斷斷變化的圍巖巖狀態(tài);7.1概述1、支護(hù)結(jié)構(gòu)理理論的發(fā)展2、現(xiàn)代支護(hù)理理論與設(shè)計(jì)要要點(diǎn)3、錨噴支護(hù)與與傳統(tǒng)支護(hù)的的區(qū)別4、錨噴支護(hù)的的特點(diǎn)3、錨噴支護(hù)與與傳統(tǒng)支護(hù)的的區(qū)別⑴對(duì)圍巖和圍巖巖壓力的認(rèn)識(shí)識(shí)上●傳統(tǒng)支護(hù)理理論:圍巖壓壓力由洞室塌塌落的圍巖““松散壓力”造成的;●現(xiàn)代支護(hù)理論論:圍巖具有有自承能力,,圍巖作用于于支護(hù)的壓力力不是松散壓壓力,是阻止止圍巖變形的的形變壓力。⑵在圍巖和支護(hù)護(hù)間的相互關(guān)關(guān)系上:●傳統(tǒng)支護(hù)理論論:將圍巖與與支護(hù)分開(kāi)考考慮,視為““荷載-結(jié)構(gòu)”體系●錨噴支護(hù)理論論:將圍巖和和支護(hù)視為統(tǒng)統(tǒng)一體,二者者組成“圍巖-支護(hù)”體系共同參參與工作。⑶在支護(hù)功能和和作用原理上上:●傳統(tǒng)支護(hù)理論論:支護(hù)只是是為了承受荷載;●錨噴支護(hù)理論論:支護(hù)是為為了及時(shí)穩(wěn)定和加加固圍巖。⑷在設(shè)計(jì)計(jì)算方方法上:●傳統(tǒng)支護(hù)理論論:主要是確確定作用在支支護(hù)上的荷載載;●錨噴支護(hù)理論論:設(shè)計(jì)的作作用荷載是巖巖體的地應(yīng)力力,圍巖和支支護(hù)共同承載載;荷載-結(jié)構(gòu)模模型巖體力學(xué)模型型⑸在支護(hù)形式和和工藝上●傳統(tǒng)支護(hù)理論論:模注混凝凝土;●錨噴支護(hù)理論論:施工方法法簡(jiǎn)單,靈活活,不需模板板,無(wú)需回填填,在圍巖松松動(dòng)之前能及及時(shí)加固圍巖巖。7.1概述1、支護(hù)結(jié)構(gòu)理理論的發(fā)展2、現(xiàn)代支護(hù)理理論與設(shè)計(jì)要要點(diǎn)3、錨噴支護(hù)與與傳統(tǒng)支護(hù)的的區(qū)別4、錨噴支護(hù)的的特點(diǎn)4、錨噴支護(hù)的的特點(diǎn)⑴及時(shí)性:噴射砼,如早早強(qiáng),能迅速速給圍巖提供供支護(hù)抗力;;⑵粘貼性:噴射砼與圍巖巖能全面密貼貼粘結(jié),粘結(jié)結(jié)力一般可達(dá)達(dá)70kg/cm3;4、錨噴支護(hù)的的特點(diǎn)粘結(jié)有三種作作用:①連鎖作用;②復(fù)合作用;③增強(qiáng)作用(填充凹隙)⑶柔性:容易調(diào)節(jié)圍巖巖變形,可控控制圍巖塑性性變形適度發(fā)發(fā)展,發(fā)揮自自承能力;⑷深入性:錨桿可深入圍圍巖一定深度度加固圍巖,,形成承載圈圈;4、錨噴支護(hù)的的特點(diǎn)⑸靈活性:支護(hù)類型、參參數(shù)、數(shù)量可可靈活調(diào)整。。⑹封閉性:可阻止水對(duì)圍圍巖的侵蝕而而引起風(fēng)化等等。4、錨噴支護(hù)的的特點(diǎn)目前我國(guó)所有有山嶺隧道和和一些城市地地下工程都先先采用錨噴的的柔性支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu),是為了了能做到:(1)容許圍巖發(fā)發(fā)生有限變形形(2)發(fā)揮圍巖的的自承能力(3)節(jié)省工程造造價(jià)7.2錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)的受力與計(jì)計(jì)算1、錨桿支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)2、噴混凝土支支護(hù)結(jié)構(gòu)3、錨噴聯(lián)合支支護(hù)結(jié)構(gòu)7.2錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)的受力與計(jì)計(jì)算1、錨桿支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)⑴錨桿類型⑵錨桿的力學(xué)作作用⑶錨桿的設(shè)計(jì)與計(jì)算算⑷支護(hù)塊狀圍巖⑸加固裂隙圍巖錨桿的制作過(guò)程⑴錨桿類型①全長(zhǎng)粘結(jié)型⑴錨桿類型②端頭錨固型⑴錨桿類型②端頭錨固型⑴錨桿類型③摩察型⑴錨桿類型③摩察型隧道錨桿隧道超前注漿錨桿桿⑵錨桿的力學(xué)作用①懸吊作用②減跨作用③組合梁作用④整體加固作用①懸吊作用:將不穩(wěn)定巖層懸吊吊在堅(jiān)固巖層上,,阻止圍巖移動(dòng)滑滑落。②減跨作用:在隧道頂板巖層中中打入錨桿,相當(dāng)當(dāng)于在頂板上增加加了支點(diǎn),使隧道道跨度減小,從而而使頂板巖體應(yīng)力力減小。③組合梁作用:在巖層中打入錨桿桿,將若干薄弱巖巖層錨固在一起,,類似將疊合的板板梁變成組合梁,,提高巖層的承載載力。④整體加固作用:錨桿群錨入圍巖后后,其兩端附近巖巖體形成圓錐形壓壓縮區(qū),按照一定定間距排列的錨桿桿在錨固力作用下下構(gòu)成承載環(huán)。⑶錨桿的設(shè)計(jì)與計(jì)算算①錨桿承載力計(jì)算②錨桿錨固長(zhǎng)度確定定③錨桿直徑的確定④錨桿間距的確定①錨桿承載力計(jì)算當(dāng)塊體危石墜落時(shí)時(shí),除使錨桿受拉拉外,還對(duì)錨桿產(chǎn)產(chǎn)生剪切作用。①錨桿承載力計(jì)算如圖所示,根據(jù)靜靜力平衡及正弦定定理有:式中:N是錨桿所受拉力;;Q是錨桿所受剪力;;G是危石重量或一根根錨桿承擔(dān)的巖石石重量;是錨桿與與地質(zhì)結(jié)構(gòu)面的夾夾角;是錨桿與垂垂直線夾角。②錨固長(zhǎng)度確定●錨固深度L1:根據(jù)錨桿抗拉強(qiáng)度度與砂漿粘結(jié)力相相等的等強(qiáng)度原則則,可確定錨桿的的錨固深度L1:其中:d是錨桿直徑,螺螺紋紋鋼筋;D是鉆孔直徑;k安全系數(shù),3-5;是砂漿與巖孔孔之間的抗剪強(qiáng)度度。實(shí)踐中要求大大于30厘米;錨桿長(zhǎng)總度L:式中:L1是錨固深度;L2為不穩(wěn)定巖層厚度度;L3是外露長(zhǎng)度(約小小于噴射混凝土厚厚度);③錨桿直徑的確定以抗拉為例,錨桿桿直徑可用下式計(jì)計(jì)算式中:K是安全系數(shù),可取取2;Rg是錨桿抗拉強(qiáng)度;;N是錨桿所受拉力;;d是錨桿直徑。錨桿間距④錨桿間距的確定若等間距布置,每每根錨桿所負(fù)擔(dān)的的巖體重量即為所受受荷載。其中,γ是巖體容重;b錨桿間距,一般L1>2b;k安全系數(shù)2~3。⑷支護(hù)塊狀圍巖圍巖塌落總是從危危石開(kāi)始,可能形形成連鎖反應(yīng)。砂漿錨桿的承載力力:⑸加固裂隙圍巖若在隧道頂部出現(xiàn)現(xiàn)裂隙,為防止進(jìn)進(jìn)一步擴(kuò)展危及頂頂部巖體穩(wěn)定,可可采用預(yù)應(yīng)力錨桿桿加固。假設(shè)裂隙受到預(yù)加加力T和水平方向壓力P,則裂隙法向力和抗抗滑力分別為:是裂隙面內(nèi)摩察角角,沿裂隙面的下下滑力必須滿足的的條件:1、錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)2、噴混凝土支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)3、錨噴聯(lián)合支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)7.2錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)的受受力與計(jì)算2、噴混凝土支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)噴射砼是將水泥、砂子、、石子、速凝劑按按一定的比例均勻勻的攪拌后送入噴噴射機(jī),以高速噴噴射到巖壁表面凝凝結(jié)而成的砼。它是通過(guò)局部穩(wěn)定圍巖和整整體穩(wěn)定圍巖起支護(hù)作用。噴混凝土的過(guò)程干噴濕濕噴噴混凝土初期支護(hù)護(hù)⑴噴射砼的作用①充填裂隙加固圍巖巖;②找平,封閉圍巖表表面防止風(fēng)化;③噴砼與圍巖組成共共同承載結(jié)構(gòu)。充填裂隙加固圍巖巖封閉圍巖表面防止止風(fēng)化噴砼與圍巖組成共共同承載結(jié)構(gòu)⑵局部穩(wěn)定原理危石除用錨桿支護(hù)護(hù)外,也可用噴射射混凝土層支護(hù)。。在危石重力作用用下混凝土噴層可可能出現(xiàn)沖切破壞和撕裂破破壞。①抗沖切計(jì)算噴層厚度滿足:為噴射混凝土抗拉拉強(qiáng)度;u為危石底面周長(zhǎng),,k是安全系數(shù)3~5。②抗撕裂計(jì)算其中:是是噴層和巖石之間間的粘結(jié)強(qiáng)度。為此,需求出危石石自重作用下在噴噴層與巖石之間的的拉應(yīng)力q的大小,利用彈性性半地基上的半無(wú)無(wú)限長(zhǎng)梁公式:;;其其中;;K巖體彈性系數(shù);E是混凝土彈性模量量。當(dāng)x=0端點(diǎn)時(shí),有最大值值:⑶整體穩(wěn)定原理⑶整體穩(wěn)定原理噴混凝土層與圍巖巖表面緊密粘結(jié)、、咬合使巖體密貼貼,組成“組合結(jié)結(jié)構(gòu)”或“整體結(jié)結(jié)構(gòu)物”共同工作作。1、錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)2、噴混凝土支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)3、錨噴聯(lián)合支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)7.2錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)的受受力與計(jì)算3、錨噴聯(lián)合支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)⑴錨噴聯(lián)合支護(hù)修建建隧道的基本概念⑵支護(hù)與圍巖共同作作用的力學(xué)原理⑶錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)承載載力計(jì)算(4)隧道圍巖位移量的的容許值⑸二次襯砌支護(hù)時(shí)間間選擇原則3、錨噴聯(lián)合支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)3、錨噴聯(lián)合支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)⑴、錨噴聯(lián)合支護(hù)修修建隧道的基本概概念錨桿是深層加固圍圍巖;噴砼是表層及局部部加固圍巖;●圍巖是隧道穩(wěn)定的的基本部分,盡量量維護(hù)圍巖體的強(qiáng)強(qiáng)度特性●支護(hù)結(jié)構(gòu)要薄而具具有柔性,并與圍圍巖密貼;使因產(chǎn)生彎矩而破破壞的可能性達(dá)到到最??;當(dāng)需要增加支護(hù)襯襯砌強(qiáng)度時(shí),宜采采用錨桿、鋼筋網(wǎng)網(wǎng)等加固,而不宜宜大幅度增加噴層層或襯砌厚度?!裨O(shè)計(jì)施工中要正確確估計(jì)圍巖特性及及其隨時(shí)間的變化化,以便采取最合合適的支護(hù)措施和和支護(hù)時(shí)間。⑵支護(hù)與圍巖共同作作用的力學(xué)原理圓形隧道解析解①錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)的力學(xué)原理采用的是圍巖體和和柔性支護(hù)共同變變形的彈塑性理論論。②彈塑性理論的基本本概念:基于材料試驗(yàn)彈塑塑性曲線基于材料試驗(yàn)彈塑塑性曲線③對(duì)于圓形隧道,作作如下假定:●圍巖為均質(zhì)、各向向同性的連續(xù)彈塑塑性體;●初始應(yīng)力為自重應(yīng)應(yīng)力場(chǎng);●隧道視為無(wú)限體中中的孔洞問(wèn)題;●采用莫爾-庫(kù)侖(Mohr-Coulomb)準(zhǔn)則為塑性屈服判判據(jù):④均質(zhì)圍巖中圓形隧隧道的彈性解⑤均質(zhì)圍巖中圓形隧隧道的塑性解●基本方程:●邊界條件:●塑性解:⑥彈性區(qū)與塑性區(qū)邊邊界上的連續(xù)條件件當(dāng)r=R時(shí),⑦塑性區(qū)半徑與支護(hù)護(hù)抗力的關(guān)系⑧由洞周位移計(jì)算圍圍巖壓力●彈性區(qū)引起的應(yīng)力力增量:●圍巖引起的徑向應(yīng)應(yīng)變:●由以上關(guān)系得:●彈塑性邊界上的徑徑向位移:●據(jù)彈性區(qū)應(yīng)力和摩摩爾庫(kù)侖關(guān)系得::●變形過(guò)程中假設(shè)塑塑性區(qū)體積不變::●用洞周位移表表達(dá)的圍巖壓壓力洞周位移與圍巖壓壓力洞周位移與圍巖壓壓力⑨圍巖支護(hù)特性曲線線⑶錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)承載載力計(jì)算⑶錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)承載載力計(jì)算①初期支護(hù)(外拱))設(shè)計(jì)與計(jì)算●初選噴層厚度t,按照經(jīng)驗(yàn)公式:t=0.017r0,r0是隧道半徑●確定錨桿直徑、長(zhǎng)長(zhǎng)度和間距●噴層支護(hù)抗力:①初期支護(hù)(外拱))設(shè)計(jì)與計(jì)算●承載環(huán)內(nèi)巖體的抗抗力:●錨桿的抗力:●其它支護(hù)提供的抗抗力:●總支護(hù)抗力:②二次支護(hù)(內(nèi)拱))設(shè)計(jì)與計(jì)算●內(nèi)拱的承載力常是是一種安全儲(chǔ)備,,安全系數(shù)●內(nèi)拱承載力:K=1.5~2.0●內(nèi)拱厚度:(4)隧道圍巖位移量的的容許值①影響隧道周邊最終終位移量的因素●巖體的物理力學(xué)性性質(zhì)●原始地應(yīng)力大小●開(kāi)挖方式(全斷面面開(kāi)挖小)●掘進(jìn)速度(速度越越快位移越?。裰ёo(hù)時(shí)機(jī)及支護(hù)護(hù)方式②隧道周邊容許位移移量的確定原則●城市地下隧道的下下沉量盡量小,一一般不能超過(guò)5~10毫米;●淺埋山嶺隧道容許許位移量可以大些些,一般小于30毫米;●深埋隧道洞周的位位移不致引起有害害松動(dòng)為原則,一一般不超過(guò)30毫米;③一些容許位移量控控制標(biāo)準(zhǔn)(國(guó)內(nèi)外的一些標(biāo)標(biāo)準(zhǔn))埋深圍巖<50m50~300m>300mIII0.10~0.300.2~0.500.40~1.20IV0.15~0.500.40~1.200.80~2.0V0.20~0.800.60~1.601.0~3.0相對(duì)位移值指實(shí)測(cè)位移值與兩測(cè)點(diǎn)距離之比;脆性圍巖取小值,塑性圍巖取大值;I、II、VI級(jí)圍巖可按工程類比選定容許值范圍;表中數(shù)據(jù)可在施工中做調(diào)整;●我國(guó)《公路隧道施工技術(shù)術(shù)規(guī)范》JTJ042-94規(guī)定容許相對(duì)位移移值(%)●法國(guó)工業(yè)部規(guī)定地地下工程拱頂處圍圍巖最大容許位移移量隧道埋深/m硬質(zhì)巖/cm塑性地層/cm10~501~22~550~5002~610~20>5006~1220~40●國(guó)外隧道工程師根根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)數(shù)據(jù)據(jù)大小制定的危險(xiǎn)險(xiǎn)警戒標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)措施三級(jí)警戒任一點(diǎn)位移大于10mm報(bào)告管理人員二級(jí)警戒兩相鄰測(cè)點(diǎn)位移均大于15mm或任一測(cè)點(diǎn)位移速度超過(guò)15mm/月口頭報(bào)告,召開(kāi)會(huì)議,寫書面報(bào)告及建議一級(jí)警戒位移大于15mm,且多處測(cè)點(diǎn)位移均在加速主管工程師立即現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,召開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)會(huì)議,研究應(yīng)急措施⑸二次襯砌支護(hù)時(shí)間間選擇原則●各測(cè)試項(xiàng)目的位移移速率明顯收斂,,圍巖基本穩(wěn)定;;●已產(chǎn)生的各項(xiàng)位位移已達(dá)預(yù)計(jì)總總位移量的80%~90%;●周邊位移速率小小于0.1~0.2mm/d,或拱頂下沉速率率小于0.07~0.15mm/d以上原則適合于于圍巖條件較好好情況。1、錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)2、噴混凝土支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)3、錨噴聯(lián)合支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)7.2錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)的的受力與計(jì)算7.3錨噴支護(hù)施工原原則實(shí)施錨噴支護(hù)施施工原則,是為為了達(dá)到以下的的目的:(1)技術(shù)上可靠(2)經(jīng)濟(jì)上合理1、采取各種措施施,確保圍巖不不出現(xiàn)有害松動(dòng)動(dòng)⑴洞形及側(cè)壓系數(shù)數(shù)的選擇問(wèn)題,,即在洞室的布布置和造型上應(yīng)應(yīng)適應(yīng)原巖應(yīng)力力狀態(tài)和巖體的的地質(zhì)、力學(xué)特特征,盡量爭(zhēng)取取一個(gè)較好的受受力條件。⑵采用控制爆破技技術(shù):減少對(duì)圍圍巖的擾動(dòng)強(qiáng)度度⑶減少對(duì)圍巖的擾擾動(dòng)次數(shù):盡可可能采用全斷面面一次開(kāi)挖⑷初期支護(hù)及時(shí)快快速:及時(shí)是抑抑制圍巖變形的的有害發(fā)展⑸合理利用開(kāi)挖面面空間效應(yīng)抑制制圍巖變形開(kāi)挖面的“空間間效應(yīng)”,是指指洞室在掘進(jìn)過(guò)過(guò)程中,由于受受到開(kāi)挖面的約約束,使開(kāi)挖面面附近的圍巖不不能立即釋放其其全部位移,這這種現(xiàn)象稱為開(kāi)開(kāi)挖面的“空間間效應(yīng)”⑹盡量減少其他外外界因素(水、、潮)對(duì)圍巖的的影響:對(duì)有地下水的裂裂隙巖體,要防防止大的滲透壓壓力2、使圍巖變形適適度發(fā)展,合理理利用圍巖自承承能力⑴初期支護(hù)分次施施作●初期支護(hù)必須保保證圍巖達(dá)到穩(wěn)穩(wěn)定狀態(tài),主要要是在有控制的的條件下實(shí)現(xiàn)““卸壓”。●二次支護(hù)主要是是提高支護(hù)的安安全度,其作用用主要是限制變變形過(guò)量,使圍圍巖進(jìn)入穩(wěn)定。。⑶在穩(wěn)定情況下適適當(dāng)延遲支護(hù)時(shí)時(shí)間原則上,可以通通過(guò)延遲支護(hù)時(shí)時(shí)間來(lái)控制圍巖巖變形,不過(guò)這這個(gè)時(shí)機(jī)很難掌掌握,因此,常常常不宜采取這這種方法。3、保證錨噴支護(hù)護(hù)與圍巖形成共共同體⑴施工方法和施工工措施上保證⑵列入施工質(zhì)量檢檢測(cè)項(xiàng)目(噴層與巖石的粘粘結(jié)力、錨桿的的錨固力)4、選擇合理支護(hù)護(hù)類型和參數(shù),,并充分發(fā)揮其其功效⑴綜合考慮各種因因素確定支護(hù)類類型(圍巖地質(zhì)特點(diǎn)、、工程斷面大小小和使用條件要要求等)●一般情況下,應(yīng)應(yīng)優(yōu)先考慮選用用噴混凝土支護(hù)護(hù)或錨噴聯(lián)合支支護(hù)●堅(jiān)硬裂隙巖體中中的大斷面隧道道:通常在長(zhǎng)錨錨桿之間還要加加設(shè)短錨桿以支支承其間的巖體體●破碎軟弱巖體::通常要早支支護(hù)、早封閉,,設(shè)仰拱、加強(qiáng)強(qiáng)支護(hù)。一般采采用錨噴網(wǎng)聯(lián)合合支護(hù)●塑性流變巖體::支護(hù)施作宜宜“先柔后剛””,設(shè)置仰拱,,形成全封閉環(huán)環(huán)⑵選擇合理的錨桿桿類型與參數(shù),,在圍巖中有效效形成承載圈錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)主主要根據(jù)圍巖地地質(zhì)、工程斷面面和使用條件等等選定錨桿類型型,確定錨桿直直徑、長(zhǎng)度、數(shù)數(shù)量、間距和布布置方式?!皴^桿間距的選定定:除考慮巖體體穩(wěn)定條件外,,一般應(yīng)能充分分發(fā)揮噴層作用用和施工方便,,即通過(guò)錨桿數(shù)數(shù)量的變化使噴噴層始終具有有有利厚度●錨桿長(zhǎng)度的選取?。簯?yīng)當(dāng)以能充充分發(fā)揮錨桿的的功能作用,并并獲得經(jīng)濟(jì)合理理的錨固效果為為原則●錨桿的布置:應(yīng)應(yīng)當(dāng)采用重點(diǎn)((局部)布置與與整體(系統(tǒng)))布置相結(jié)合●錨桿的方向:應(yīng)應(yīng)與巖體主結(jié)構(gòu)構(gòu)面成較大角度度,這樣則能穿穿過(guò)更多的結(jié)構(gòu)構(gòu)面,有利于提提高結(jié)構(gòu)面上的的抗剪強(qiáng)度,使使錨桿間的巖塊塊相互咬合⑶合理選擇噴層厚厚度,充分發(fā)揮揮噴層與圍巖自自身承載力●合理噴層厚度((剛度):既能能使圍巖穩(wěn)定又又容許圍巖有一一定的塑性位移移,實(shí)現(xiàn)卸壓;;經(jīng)驗(yàn)表明合理初初始噴層厚度在在5~15厘米間;●噴層太厚和太薄薄都是不合理的的⑷合理選擇和配置置鋼筋網(wǎng)和鋼支支撐①在下列情況下可可考慮配置鋼筋筋網(wǎng)●在土砂等條件下下,噴射混凝土土從圍巖表面可可能剝落時(shí)●在破碎軟弱流變變巖體和膨脹性性巖體條件下,,噴層可能破壞壞剝落時(shí),或需需要提高噴混凝凝土抗剪強(qiáng)度時(shí)時(shí)●地震區(qū)或有震動(dòng)動(dòng)影響的隧道②在下列場(chǎng)合應(yīng)考考慮使用鋼支撐撐●噴射混凝土或錨錨桿發(fā)揮支護(hù)作作用前,需要使使隧道巖面穩(wěn)定定時(shí)●用鋼管(棚架))、鋼板樁進(jìn)行行超前支護(hù)需要要支點(diǎn)時(shí)●為抑制地表下沉沉,或由于壓力力大,需要提高高初期支護(hù)的強(qiáng)強(qiáng)度或剛性時(shí)5、合理安排施施工程序施工方法的正確確性和合理性對(duì)對(duì)錨噴支護(hù)的成成敗和效果有重重大影響特別是開(kāi)挖順序序、掘進(jìn)進(jìn)尺、、支護(hù)和閉合時(shí)時(shí)機(jī)等至關(guān)重要要⑴開(kāi)挖臺(tái)階數(shù)●圍巖較好:應(yīng)盡盡量采用全斷面面開(kāi)挖法,減少少對(duì)圍巖的擾動(dòng)動(dòng)次數(shù);●破碎圍巖:分部部開(kāi)挖,減少對(duì)對(duì)圍巖擾動(dòng)的強(qiáng)強(qiáng)度⑵支護(hù)次數(shù)6、依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)測(cè)數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工工由于錨噴支護(hù)理理論目前還不成成熟,故需依靠靠現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)測(cè)來(lái)掌握圍巖動(dòng)動(dòng)態(tài)、修正設(shè)計(jì)計(jì),指導(dǎo)施工以以及對(duì)支護(hù)效果果作出正確評(píng)價(jià)價(jià)。現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)內(nèi)容::⑴隧道內(nèi)目測(cè)觀察察⑵隧道收斂量測(cè)⑶地表下沉量測(cè)⑷位移反分析,指指導(dǎo)施工⑴隧道內(nèi)目測(cè)觀察察①隧道目測(cè)觀察的的目的●預(yù)測(cè)開(kāi)挖面前方方的地質(zhì)條件●為判斷圍巖穩(wěn)定定性提供地質(zhì)依依據(jù)●根據(jù)噴層表面狀狀態(tài)及錨桿工作作狀態(tài)分析支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)可靠度②隧道目測(cè)觀察的的主要內(nèi)容●了解開(kāi)挖工作面面的工程地質(zhì),,包括地質(zhì)種類類及分布狀態(tài),,巖石顏色、成成分、結(jié)構(gòu)等,,節(jié)理狀況,斷斷層特征等●水文地質(zhì)條件::地下水類型,,涌水量大小,,涌水位置,涌涌水壓力,水的的化學(xué)成分等●繪制開(kāi)挖工作面面的素描剖面圖圖●開(kāi)挖支護(hù)后的觀觀察:初期支護(hù)護(hù)的裂縫狀況,,錨桿端頭情況況,鋼拱架是否否被壓曲,是否否有底鼓現(xiàn)象③隧道目測(cè)觀察中中圍巖破壞形態(tài)態(tài)分析●危險(xiǎn)性不大的破破壞:構(gòu)筑仰拱拱后在拱肩部出出現(xiàn)的剪切破壞壞一般進(jìn)展緩慢慢,危險(xiǎn)性不大大●危險(xiǎn)性較大的

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