锚喷支护的设计与施工中的应用
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一
锚
锚 喷支 护
喷支护 主要分 为喷锚 支护和 喷射混凝 土 。
３ ． 理 论 验 算 法 法 ， 却 是 今 后 设 计 的 发展 方 向 。分 为整 体 稳 定 性 验算 与 局 部失 稳 验 算 。
（ ２ ） 对 于浅 埋 隧 道 或 洞 门 等 隧道 工 程 ． 可 以采 用 荷 载 结 构 模 型 考 虑 围 岩 的 弹性 抗 力 进 行 理 论 分 析 与计 算 （ ３ ） 对 于软岩隧道或 埋深较大 、 稳 定 性 较 好 的 围 岩 中 的 大跨度工程 ． 可 以采 用 地 层一 结构 模 型 考 虑 岩 石 的 弹 塑 黏 性 、 各 向异 性 、 节理裂 隙等诸多因素 ， 还 可 以 用 近 似 的 解 析 计 算 方 法 或 用 数值 计算 方 法 进 行 整 体 的稳 定 性 分 析 。
上 的 图 解 分 析 法 （ ２ ） 用 工 程 类 比法 结 合 现 场 实 际初 选 初 期 支 护 的设 计 参 数： 建 立无 量 纲 围岩 特 征 线 ： 建立无量纲支护特征线 ； 根 据 各 支护组成部 分的设置位置 、 先后 次序 、 喷 射 混 凝 土 的 滞 后 效 应 等 因素 绘 制 组 合 支 护 特 征 线 ： 计 算 组 合 支 护 的 工 作 反 力 和 安全系数 ． 评 价 支护 的适 用 性 和 可 靠 性 。
应 用 技 术
暑 ■ ● 一誓 宣
锚 喷支扩 的设 计与施工 中的应月
马 云 峰
其 中喷 锚 支 护 主 要 表 现 为 喷 射 混 凝 土 、 锚 杆、 钢 筋 网喷 射 混 凝 土 、 钢 拱 架 喷 射 混 凝 土 结 构 组 合 起来 的支 护 形 式 可 以根 据 不 同 围岩 的稳 定 状 况 ． 采 用 喷 锚 支 护 中 的 一种 或 几 种 结 构 的 组合 ．加 固 隧 道 围 岩 ． 提 高 围 岩 的 自撑 能 力 。而 喷 射 混 凝 土 主要 是利 用 高 压 气 ． 将 掺 有 速 凝 剂 的 混 凝 土 混 合 料 通 过 混 凝 土 喷 射 机 与 高 压 水 混 合， 喷射 到 岩 面 上 ． 迅速凝结而成 。 它 不 像 传 统 的模 筑 混 凝 土衬 砌 那 样 ． 只 是 在 洞 室 开 挖 后 被动地承受围岩压力 ． 而 是 主 动 地 加 固 围岩 对 喷锚 支护 作 用 原 理 的 研 究 还不 完 善 ． 有 待 进 一 步探 索 和 改 进
（ ４ ） 任何情况下 ， 凡 可 能 出 现 局部 失 稳 的 围 岩 ， 都 要 通 过 不 稳 定 块 体 的 理论 计算 进 行 局 部 加 固 ４ ． 典 型类 比监 控 反 演 法 （ １ ） 综 合方法 ． 较 好 地 解 决 了岩 体 力 学 参 数 和 地 应 力 难 以获得的问题 ． 又 完 善 了监 控 量 测 法 的反 馈 工 作 。 （ ２ ） 用 工 程 类 比法 初 选 锚 喷 支 护 参 数 ； 对“ 围岩一 支护” 结 构进行施 工监测 ： 选择可靠量测 数据 ， 利 用 适 当 的 力 学 模 型 和 数 值 计算 方 法 进 行 反 演 分 析 ．求 得 地 应 力 和 岩 体 力 学 参 数： 根据反演得 到的地应力和岩体 力学指标 ． 采用 “ 地层一 结 构” 模 型模 拟开 挖 过 程 ． 分 析 围 岩 受 力 状 态 和 围岩 稳 定 性 ， 对 施工方法 、 支 护 时机 、 支 护参 数 做 出必 要 的修 正 。 ５ ． 特 征 线 法 （ １ ） 建 立 在 现 代 岩 石 力 学 理 论 特 别 是 空 间效 应 分 析 基 础
（ ５ ） 支护组合 和设置 时间的灵 活性 。①锚 喷支护的类 型 和参数可根据各段不同的地质条件 随时调整 ⑦支护组合和 设 置 时 间 的可 分 性 ③ 广 泛 的适 用 性 。
（ ６ ） 密 封性 ： 及时封闭围岩的暴露面 ， 阻止 围岩 的潮 解 和 风化 。 ２ ． 锚 喷 支 护设 计 与施 工 的基 本 原 则 ： （ １ ） 采 取各 种 措 施 ． 确保 围岩 不 出现 有 害 松 动 。 （ ２ ） 调节控制 围岩变形 ． 在 不 进 入 有 害 的松 动 的 条 件 下 适度发展 ． 以便 最 大程 度 地 发 挥 围岩 的 自承 能 力 （ ３ ） 保 证 锚 喷支 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 （ ５ ） 采 取正 确 的施 工 方 法 （ ６ ） 依 据 现 场监 测 数 据 指 导 设 计 施 工
、
１ ． 锚 喷 支 护 的特 点 ： （ １ ） 及 时性 ： 锚喷支护工艺 ， 超 前 支 护 。 能迅 速 给 围岩 提 供支护能力 ， 改 善 围岩 应 力 状 态 ： 限制支护前变形的发展 ， 防 止 围岩 进 入 松 弛 状 态 （ ２ ） 紧贴 性 ： 联锁作用 。 复合作用 ， 增强作用 。 （ ３ ） 柔 韧性 ： 锚 喷 支 护 属 于柔 性 薄 型 支 护 。 （ ４ ） 深 入 围 岩 内部 加 固措 施 锚 杆 。
三、 结 语
事实上 ． 在 设 计 中人 们 常 常采 用 的 是 一 种 综 合 方 法 。在 初 步 设 计 阶 段 ．用 工 程 类 比法 初 选 支 护 的类 型和 大 致 参 数 ，
用 于 编 制 工 程 概 算 在 技 术 设 计 阶 段 ． 运用 特 征 线 法 或 理 论 分析手段去确认或修改支护类型 ． 详 尽 地设 计 组 合 支 护 各 组 成 部 分 的参 数 ． 乃 至 施 工 工 艺 就 十 分必 要 了 对 于 复 杂 地 层 或 大型洞室工程 ． 甚至还需要 开挖试验洞 ． 安 装 必 要 的 测 量 仪器 ， 为 支 护设 计 提 供 可 靠 的背 景 数 据 。 在施工阶段 ， 根 据 开 挖 暴 露 出 的 地 层 情 况 和适 时 监 测 数 据 去 评 价 和 修 正 原 有 的 设计 。 参 考文 献 ： ｆ １ １闫 明礼 ，张 东 刚 ． ＣＦ Ｇ 桩 复 合 地 基 技 术 及 工 程 实践 （ 第二 版 ） 『 Ｍ１ ． 北京 ： 中 国水 利 水 电 出版 社 ， ２ ０ ０ １ 『 ２ １何 宁 ， 娄 炎， 娄斌． ＣＦ Ｇ 桩 复 合 地 基 加 固桥 头 深 厚 软 基ｆ 『 ７ ． 水 利 水 运 工 程 学报 ， ２ ０ １ ０ （ ０ ４ ） 『 ３ １黄 生根 ． ＣＦ Ｇ 桩 复 合 地 基 现 场 试 验 及 有 限 元 模 拟 分
锚
锚 喷支 护
喷支护 主要分 为喷锚 支护和 喷射混凝 土 。
３ ． 理 论 验 算 法 法 ， 却 是 今 后 设 计 的 发展 方 向 。分 为整 体 稳 定 性 验算 与 局 部失 稳 验 算 。
（ ２ ） 对 于浅 埋 隧 道 或 洞 门 等 隧道 工 程 ． 可 以采 用 荷 载 结 构 模 型 考 虑 围 岩 的 弹性 抗 力 进 行 理 论 分 析 与计 算 （ ３ ） 对 于软岩隧道或 埋深较大 、 稳 定 性 较 好 的 围 岩 中 的 大跨度工程 ． 可 以采 用 地 层一 结构 模 型 考 虑 岩 石 的 弹 塑 黏 性 、 各 向异 性 、 节理裂 隙等诸多因素 ， 还 可 以 用 近 似 的 解 析 计 算 方 法 或 用 数值 计算 方 法 进 行 整 体 的稳 定 性 分 析 。
上 的 图 解 分 析 法 （ ２ ） 用 工 程 类 比法 结 合 现 场 实 际初 选 初 期 支 护 的设 计 参 数： 建 立无 量 纲 围岩 特 征 线 ： 建立无量纲支护特征线 ； 根 据 各 支护组成部 分的设置位置 、 先后 次序 、 喷 射 混 凝 土 的 滞 后 效 应 等 因素 绘 制 组 合 支 护 特 征 线 ： 计 算 组 合 支 护 的 工 作 反 力 和 安全系数 ． 评 价 支护 的适 用 性 和 可 靠 性 。
应 用 技 术
暑 ■ ● 一誓 宣
锚 喷支扩 的设 计与施工 中的应月
马 云 峰
其 中喷 锚 支 护 主 要 表 现 为 喷 射 混 凝 土 、 锚 杆、 钢 筋 网喷 射 混 凝 土 、 钢 拱 架 喷 射 混 凝 土 结 构 组 合 起来 的支 护 形 式 可 以根 据 不 同 围岩 的稳 定 状 况 ． 采 用 喷 锚 支 护 中 的 一种 或 几 种 结 构 的 组合 ．加 固 隧 道 围 岩 ． 提 高 围 岩 的 自撑 能 力 。而 喷 射 混 凝 土 主要 是利 用 高 压 气 ． 将 掺 有 速 凝 剂 的 混 凝 土 混 合 料 通 过 混 凝 土 喷 射 机 与 高 压 水 混 合， 喷射 到 岩 面 上 ． 迅速凝结而成 。 它 不 像 传 统 的模 筑 混 凝 土衬 砌 那 样 ． 只 是 在 洞 室 开 挖 后 被动地承受围岩压力 ． 而 是 主 动 地 加 固 围岩 对 喷锚 支护 作 用 原 理 的 研 究 还不 完 善 ． 有 待 进 一 步探 索 和 改 进
（ ４ ） 任何情况下 ， 凡 可 能 出 现 局部 失 稳 的 围 岩 ， 都 要 通 过 不 稳 定 块 体 的 理论 计算 进 行 局 部 加 固 ４ ． 典 型类 比监 控 反 演 法 （ １ ） 综 合方法 ． 较 好 地 解 决 了岩 体 力 学 参 数 和 地 应 力 难 以获得的问题 ． 又 完 善 了监 控 量 测 法 的反 馈 工 作 。 （ ２ ） 用 工 程 类 比法 初 选 锚 喷 支 护 参 数 ； 对“ 围岩一 支护” 结 构进行施 工监测 ： 选择可靠量测 数据 ， 利 用 适 当 的 力 学 模 型 和 数 值 计算 方 法 进 行 反 演 分 析 ．求 得 地 应 力 和 岩 体 力 学 参 数： 根据反演得 到的地应力和岩体 力学指标 ． 采用 “ 地层一 结 构” 模 型模 拟开 挖 过 程 ． 分 析 围 岩 受 力 状 态 和 围岩 稳 定 性 ， 对 施工方法 、 支 护 时机 、 支 护参 数 做 出必 要 的修 正 。 ５ ． 特 征 线 法 （ １ ） 建 立 在 现 代 岩 石 力 学 理 论 特 别 是 空 间效 应 分 析 基 础
（ ５ ） 支护组合 和设置 时间的灵 活性 。①锚 喷支护的类 型 和参数可根据各段不同的地质条件 随时调整 ⑦支护组合和 设 置 时 间 的可 分 性 ③ 广 泛 的适 用 性 。
（ ６ ） 密 封性 ： 及时封闭围岩的暴露面 ， 阻止 围岩 的潮 解 和 风化 。 ２ ． 锚 喷 支 护设 计 与施 工 的基 本 原 则 ： （ １ ） 采 取各 种 措 施 ． 确保 围岩 不 出现 有 害 松 动 。 （ ２ ） 调节控制 围岩变形 ． 在 不 进 入 有 害 的松 动 的 条 件 下 适度发展 ． 以便 最 大程 度 地 发 挥 围岩 的 自承 能 力 （ ３ ） 保 证 锚 喷支 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 （ ５ ） 采 取正 确 的施 工 方 法 （ ６ ） 依 据 现 场监 测 数 据 指 导 设 计 施 工
、
１ ． 锚 喷 支 护 的特 点 ： （ １ ） 及 时性 ： 锚喷支护工艺 ， 超 前 支 护 。 能迅 速 给 围岩 提 供支护能力 ， 改 善 围岩 应 力 状 态 ： 限制支护前变形的发展 ， 防 止 围岩 进 入 松 弛 状 态 （ ２ ） 紧贴 性 ： 联锁作用 。 复合作用 ， 增强作用 。 （ ３ ） 柔 韧性 ： 锚 喷 支 护 属 于柔 性 薄 型 支 护 。 （ ４ ） 深 入 围 岩 内部 加 固措 施 锚 杆 。
三、 结 语
事实上 ． 在 设 计 中人 们 常 常采 用 的 是 一 种 综 合 方 法 。在 初 步 设 计 阶 段 ．用 工 程 类 比法 初 选 支 护 的类 型和 大 致 参 数 ，
用 于 编 制 工 程 概 算 在 技 术 设 计 阶 段 ． 运用 特 征 线 法 或 理 论 分析手段去确认或修改支护类型 ． 详 尽 地设 计 组 合 支 护 各 组 成 部 分 的参 数 ． 乃 至 施 工 工 艺 就 十 分必 要 了 对 于 复 杂 地 层 或 大型洞室工程 ． 甚至还需要 开挖试验洞 ． 安 装 必 要 的 测 量 仪器 ， 为 支 护设 计 提 供 可 靠 的背 景 数 据 。 在施工阶段 ， 根 据 开 挖 暴 露 出 的 地 层 情 况 和适 时 监 测 数 据 去 评 价 和 修 正 原 有 的 设计 。 参 考文 献 ： ｆ １ １闫 明礼 ，张 东 刚 ． ＣＦ Ｇ 桩 复 合 地 基 技 术 及 工 程 实践 （ 第二 版 ） 『 Ｍ１ ． 北京 ： 中 国水 利 水 电 出版 社 ， ２ ０ ０ １ 『 ２ １何 宁 ， 娄 炎， 娄斌． ＣＦ Ｇ 桩 复 合 地 基 加 固桥 头 深 厚 软 基ｆ 『 ７ ． 水 利 水 运 工 程 学报 ， ２ ０ １ ０ （ ０ ４ ） 『 ３ １黄 生根 ． ＣＦ Ｇ 桩 复 合 地 基 现 场 试 验 及 有 限 元 模 拟 分