第15章 喷锚支护

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1、第15章喷锚支护本章内容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，

2、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用条件及要求：锚喷支护应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。锚喷支护的使用是有一定条件的，在围岩自立能力差、有涌水及大面积淋水处、地层松软处就很难实现。此外，尚有理论和实践中的一些问题需要进

3、一步研究。1.概述用锚杆作为主要支护构件时掘进和支护的联合循环施作过程锚喷支护的材料性能喷混凝土能在10min内终凝，一般2h即具有强度，4d为28d强度的70%左右，28d抗压强度可达25~30MPa；抗拉强度为2~2.2MPa.一般设计中,可采用喷混凝土标号为20号,抗压强度为14MPa,抗拉强度为1.2MPa.弹性模量为2.0×104MPa锚喷支护的材料性能----粘结力与Ⅳ类及以上围岩的粘结力不低于0.8MPa,Ⅲ类围岩的粘结力不低于0.5MPa.为了提高混凝土与钢筋的粘结强度,不宜选用过粗的钢筋来制作

4、钢筋网,细一点为好;同时第一层喷混凝土表面或岩面与钢筋之间的空隙也不宜过大.设计时可视施工情况采用2.5~5MPa.喷射混凝土的收缩变形比普通混凝土大锚喷支护加固作用一、锚杆的加固作用二、喷混凝土的加固作用一、锚杆的加固作用1）、联结作用当洞室围岩被裂隙、断层等切割，使局部岩块不稳定时，可用锚杆将它们联结起来，并尽可能将锚杆打入稳定岩体一定深度。2）、组合梁或拱作用依靠锚杆将一定厚度的岩层，尤其是成层的岩层组合在一起，增加了层理间的抗剪强度，提高岩层的抗弯性能，使围岩得以稳定。3）、整体加固过用用锚杆群可将节理

5、裂隙较发育的围岩锚固起来，通过有规律布置的锚杆群，将隧道四周一定深度的围岩进行挤压、粘结加固，组成一个承载环。二、喷混凝土加固作用1）、局部稳定原理喷混凝土支护结构通过及时的封闭岩层表面的节理、裂隙，只要支护住最先掉落的危石，封闭加固附近的岩体，则洞室就能稳定。而喷混凝土层在危石自重力作用下，可能出现冲切破坏和撕开破坏。2）、整体稳定原理喷混凝土层与围岩体表面紧密粘结、咬合，它与岩体密贴组成“组合结构”或“整体结构物”共同工作。薄的喷层支护柔性大，变形能力强，使围岩变形得到控制，应力得以调整，从而使围岩体获得稳

6、定。作为“整体结构物”一部分的喷层也同时受到因围岩的变形引起的形变压力。2.围岩分级方法围岩的分类方法有多种，“岩石力学”里面已经有所介绍。这里介绍《工程岩体分类标准》（GB50218）。根据岩石坚硬程度和岩体完整程度将围岩分为6级(见下表)。2.围岩分级方法3.喷锚支护设计锚杆喷混凝土(或加钢筋网)联合加固的结构作用,实际上是锚杆加固和喷混凝土加固围岩结构作用时的有机组合.其受力状况与围岩的应力状态密切相关,其影响因素比较复杂,其受力分析和结构计算尚处于半经验半理论阶段.喷锚设计原则：工程地质条件和岩体力学特

7、征；依据不同的围岩压力的特点，对不同部位采用不同的支护参数，“拱是重点、拱墙有别”；体现喷锚支护灵活性的原则，对于围岩局部和整体加固采取等强度支护原则，对不同部位采用不同的支护类型和参数；喷锚支护应遵循实测位移评价的原则。3.喷锚支护设计1.局部作用原理目前,锚喷支护的常用设计方法是按悬吊原理计算.锚杆所需截面积：锚杆的设计长度必须满足：1.局部作用原理1）锚固长度Lm，需同时满足2）加固长度hr可按不稳定岩层厚度或围岩的荷载高度取。3）外露长度Le考虑设置托板，钢筋网等要求，可取5-15cm，但不应超过喷射混

8、凝土的厚度，此外，拱脚处可取拱顶处锚杆长度的1.2倍1.局部作用原理被锚杆加固的不稳定围岩可视为锚杆组合拱。并认为锚杆组合拱内切向缝的剪力由锚杆承受，斜向剪力共同承受，径向剪力由岩石承受。（教材图15-4）锚杆的设计长度必须满足：2.整体作用原理锚杆的加固作用2.整体作用原理2.整体作用原理3.喷射混凝土的计算和设计喷射混凝土支护厚度有最小喷层厚度和平均喷层厚度两种指标考虑到喷射混凝土