超前锚杆预支护技术.ppt

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1、6超前预支护技术6超前预支护技术6.1概述6.1.1超前支护的概念6.1.2超前支护原理6.1.3超前支护形式6.2超前锚杆和小导管注浆超前支护技术6.2.1适用范围6.2.2设计原则6.2.3小导管的施工技术6.3管棚式超前支护技术6.3.1管棚式超前支护适用范围6.3.2管棚式超前支护设计6.4超前预支护技术的应用6.1概述6.1.1超前支护的概念6.1.2超前支护原理6.1.3超前支护形式6.1.1超前支护的概念超前支护：是指对尚未开挖的岩土体进行预支护，预防其在开挖时的冒落或塌落。这些岩土体主要是指一些开挖后来不及支护就会发生破坏性事故

2、，如流沙、严重的破碎带、松散的软岩、高应力围岩等。超前支护的方法有许多，如开挖前施工的各种护坡桩、注浆、超前锚杆及和各种形式的结合结构。超前支护一般都是在迫不得已的情况下采用，代价相对比较高，但往往能收到很好的效果，比破坏后的修复省工省时，具有较好的经济效果。南京地铁等风化岩层中区间隧道主要采用超前支护技术配合锚杆、钢拱架支护等技术解决掘进和支护问题。6.1.2超前支护原理围岩的破坏是有时间过程的，其原因包括开挖的端头效应和时间效应：（1）端头效应。荷载并非同时全部地施加在端头附近的围岩上的，只有随开挖向前推进到超出端头影响区以后，应力才被全部

3、施加，端头的夹持作用也失去。因此，许多开挖工程常常是在开挖后的一段时间里会发生破坏性事故。（2）时间效应。岩土的蠕变特性说明，围岩存在一个对应于某段时间的长期强度，当应力超过此强度值时，则围岩在到达此时间后就会发生破坏。无限长时间的长时强度约为瞬时强度的70%。应力越高，破坏的时间越短；因此，当围岩应力低于瞬时强度，而高于长时强度时，就会在某个时间里发生破坏（如果不支护）。6.1.2超前支护原理因此，开挖后发生立即破坏或来不及支护的破坏，也是这两个原因。即：一是虽然存在端头效应，但其围岩内的应力已经超过强度，端头的夹持效应也不能阻止其破坏过程；

4、另一个便是时间效应因素。6.1.2超前支护原理实际上，围岩的破坏是渐进的。就是加载后，围岩随变形的增加，其内部就开始有破裂出现而降低岩体质量。因此，过大的变形对围岩后期的承载是不利的。有时尽管岩土体没有冒落或坍塌，但围岩的破损可能发生在岩土体的内部，围岩的承载能力可能已经有严重损失，以至在载荷进一步发展后（端部开挖），围岩很快就失效。因此，超前支护就是提前提供约束，减少围岩质量在变形过程中的降低。6.1.3超前支护形式超前支护一般可以分为两种，即：超前锚杆（或预应力锚杆）和带注浆的超前锚杆。带注浆的超前锚杆支护又分小导管注浆支护和管棚式支护。围

5、岩压力大，容易冒落，最大空顶时间短，则可以采用超前锚杆支护形式；在破碎带、浅埋软弱破碎岩层或松软的砂土层和工作面不易站立的岩土层中，可采用小导管注浆支护；对于更严重的地层（如第四系表土、砂砾层等）或施工规模更大的工程，可采用管棚式支护。6.2超前锚杆和小导管注浆超前支护技术6.2.1适用范围6.2.2设计原则6.2.3小导管施工技术6.2超前锚杆和小导管注浆超前支护技术超前锚杆：主要是指在工作面向前方布置倾斜式锚杆，使锚杆伸到即将要开挖的部分，在开挖前对这部分围岩进行支护。小导管注浆超前支护：是指采用锚、注的形式进行超前支护，可将破碎的围岩固结

6、和锚固成一个整体，从而显著提高围岩的自承载能力。它是沿初期支护外轮廓线，以一定仰角，向工作面施打直径为32～45mm的带泄浆孔的小导管并进行注浆，利用浆液充分填充岩土体中的空隙，形成一定厚度的结合体。小导管注浆的作用：稳定工作面前方的岩土体，以达到控制开挖松弛、崩塌、沉降，从而提高了工作面的自稳性。此项技术在软弱围岩的地下工程中获得了广泛的应用。6.2.1适用范围小导管注浆方法主要适用于：自稳时间短的软弱破碎带、浅埋软弱围岩和严重偏压砂层、砂卵石层、断层破碎带以及大面积淋水或涌水的隧道与巷道等。对结构顶部处于亚粘土、粉细砂、中粗砂等地质松软、空

7、隙较大的地层更为适用，效果明显。6.2.2设计原则为保证工作面开挖时不坍塌，设计施工时，应充分考虑：支护时间、支护类型和支护参数的选择，且小导管注浆超前支护工艺也应和开挖工序等相结合等。注意：（1）在台阶掘进中，要保证上台阶前方不稳定土体的稳定，小导管打入土体的长度必须穿过可能形成的破裂面以外；（2）小导管间距应根据工作面前方地质条件和其自稳能力来决定；6.2.2设计原则（3）小导管的外插角（与隧道开挖轮廓的夹角）应考虑小导管的长度和钢架的间距；（4）考虑一次掘进进尺及前后小导管之间的搭接长度。根据现场试验和施工经验：小导管的长度L以3～4.5

8、m为宜，外插角以10º～20º为宜，小导管间距通常按每米3～4根布置，导管之间的搭接长度不宜小于1.0m。6.2.3小导管的施工技术（1）小导管的加工