学习资料八 初期支护及注浆加固技术PPT课件
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对围岩起到整个加固作用。对于局部很破碎、软 弱围岩部位或可能出现过大变形的部位，应加设 长锚杆。
21
布置的原则： (1)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，或使其与层面呈斜交布置。
22
(2)在岩面上锚杆宜成菱形排列，纵、横间距为 0.6~1.5m，其密度约为0.6~3.6根/m2；
16
(2)中空注浆锚杆
❖ 组成：由中空锚杆杆体和垫板、螺母、排气管等 附件组成。主要设在开挖断面的拱部及围岩较差 地段的拱墙。
❖ 施工顺序：施工准备 布孔 钻孔、清孔 组装中空锚杆体、排气管、止浆塞 安装锚
杆 连接注浆管、注浆 锚杆杆体孔口回浆 浆体待强、安装垫板螺栓
17
❖ 设计、施工要点
①中空锚杆体材料应选用符合《中空锚杆技术条件》 的无缝钢管轧制。
12
设计、施工要点
❖ ①钻孔：钻孔方向宜尽量与岩层主要结构面 垂直。钻孔孔径比杆径大15mm。孔位允许 偏差为±15～50mm钻孔深度应大于锚杆设计 长度10cm，孔深允许偏差为±50mm。清孔： 孔钻好后用高压水(风)将孔眼冲洗干净，用 塞子塞紧孔口，防止石渣掉入。
13
❖ ②水泥砂浆：水泥一般选用普通硅酸盐水泥， 砂子粒径不大于3mm，并过筛；砂浆强度不 低于M20；配合比一般为水泥:砂:水＝ 1:(1~1.5):(0.45 ~0.5)。粘结砂浆应拌和均匀， 并调整其和易性，随拌随用，一次拌和的砂 浆应在初凝前用完。
❖ 在围岩条件中等和较差的Ⅲ~Ⅵ级岩层中，作 为复合衬砌中初期支护的锚杆，单线隧道锚 杆长度为2.0~3.0m，双线隧道锚杆长度为 2.0~3.5m。
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4、锚杆间距和布置
锚杆最大间距不应超过锚杆长度之半； 隧道跨度之半(跨度小于6m)；岩体中平均断 裂面间距所确定的不稳定岩块宽度的1.5倍。
下表是有关资料对施工中可能发生的一些紧急情况及处
理措施的总结。
4
5
二、先护后挖原则
在隧道围岩坚硬完整时，采取常规支护，并按“先挖后 护，顺序施作”原则。
在软弱破碎围岩条件下，采用特殊稳定措施进行隧道施 工的基本原则是“先护后挖，逆序施作”的原则。具体来说， 就是“先支护/先加固、后开挖、逆序施作；短进尺、慎开挖， 万勿冒进；强支护、快衬砌，及时封闭；重观察、勤量测， 莫等塌方”。
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资料一 初期支护施工的三大原则
一、预防为主的原则
隧道工程主要依靠初期支护保证施工期间的稳定和安全， 因此各种结构类型的初期支护，各种施工方法、开挖方法、 掘进方式，以及各种施工技术措施，都是前人实践经验的总 结，它们本身就带有预防性。
然而由于地下工程的不定性，不可避免地会遇到一些预 料之外的情况。为了防止重大事故，应该做到心中有数，并 制定相应的紧急预备方案，发现异常现象时及时采取紧急处 理措施。这就是预防为主的原则。
拱架被喷射混凝土所包裹、覆盖密实。 （3）分次施作的联合支护，应尽快将各部分相联，如超前锚
杆与系统锚杆及钢拱架的联结等。要在量测指导下进行，检 验其有效性，必要时应作适当调整，以做到及时、有效经济 地控制围岩变形，保证围岩稳定。
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资料二 锚杆（锚索）
❖ 1、锚杆（索）的支护效应 锚杆(索)是用金属或其它高抗拉性能的
材料制作的一种杆（索）状构件。 (1)支承围岩； (2)加固围岩； (3)提高土层间摩阻力，形成“组合梁” (4)“悬吊”作用:
8
挤压加固作用
9源自文库
“组合梁”作用
10
悬吊作用
11
2、锚杆种类
（1）普通水泥砂浆锚杆
施工顺序：施工准备 初喷砼面上标注孔 位 钻孔 清孔 往孔中注入 砂浆
插入杆体 固定杆体、待强 安 装垫板
三、联合效应原则
在隧道工程中，为适应地质条件和结构条件的变化，常 将各种单一支护材料和结构，进行恰当组合，共同构成人工 复合支护结构体系，称为“联合支护”。
6
联合支护的施工应满足以下技术要求： （1）钢筋网及钢拱架要尽可能多与锚杆头焊连，因此锚杆要
有适量的露头。 （2）钢筋网要被喷射混凝土所包裹、覆盖密实，一般要求钢
(3) 锚杆间距不宜大于锚杆长度的1/2，在Ⅳ、 Ⅴ级围岩中，锚杆间距宜为0.5~1.2m，但当 锚杆长度超过2.5m时，若仍按间距不大于1/2 锚杆长度的规定，则锚杆间的岩块可能因咬 合和连锁不良而导致掉块坠落，为此，其间 距不宜大于1.25m。
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我国《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》 规定：
❖ 在围岩条件较好的I~Ⅲ级岩层，可以采用喷 锚支护，锚杆长度为1.5~3.0m；
②锚杆体及附属结构的内外表面不得有裂缝、折叠、
轧折、离层、结疤和锈斑等缺陷，存放及使用中
材料内外表面必须除去油污。
18
③锚杆孔位、孔深及布置形式符合设计要求， 锚杆用的水泥浆或砂浆强度不低于M20，单 管达到设计注浆量时注浆结束，当注浆压力 达到设计终压不少于20分钟，进浆量仍达不 到注浆终量时，亦可结束注浆，并保证锚杆 孔浆液注满，注浆质量合格后将锚杆头封堵， 避免浆液倒流。
14
❖ ③注浆管应插至距孔底5~10cm位置，随砂浆 注入缓慢匀速拔出。注浆体积应略多于需要体 积，将注浆管全部抽出后，应立即迅速插入杆 体，可用锤击或通过套筒用风钻冲击，使杆体 强行插入钻孔。
15
❖ ④杆体插入孔内的长度不得短于设计长度 的95%，实际粘结长度亦不应短于设计长 度的95%。
❖ ⑤杆体到位后要用木楔或小石子在孔口卡 住，防止杆体滑出。锚杆安设后不得随意 敲击；终凝以前不得在端部悬挂重物；水 泥砂浆终凝以后安装垫板。
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3、锚杆的布置
分为局部布置和系统布置。 局部布置
❖ 它主要用在裂隙围岩。重点加固不稳定块 体，隧道拱顶受拉破坏区为重点加固区域。
布置原则：拱腰以上部位锚杆方向应 有利于锚杆的受拉；拱腰以下及边墙部位 锚杆宜逆向不稳定岩块滑动方向。
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系统布置 ❖ 在破碎和软弱围岩中，一般采用系统布置的锚杆，
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本章主要内容
❖ 资料一 ❖ 资料二 ❖ 资料三 ❖ 资料四 ❖ 资料五 ❖ 资料六
初期支护施工的三大原则 锚杆（锚索） 喷射混凝土 钢拱架 超前支护 注浆加固围岩和堵水
21
布置的原则： (1)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，或使其与层面呈斜交布置。
22
(2)在岩面上锚杆宜成菱形排列，纵、横间距为 0.6~1.5m，其密度约为0.6~3.6根/m2；
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(2)中空注浆锚杆
❖ 组成：由中空锚杆杆体和垫板、螺母、排气管等 附件组成。主要设在开挖断面的拱部及围岩较差 地段的拱墙。
❖ 施工顺序：施工准备 布孔 钻孔、清孔 组装中空锚杆体、排气管、止浆塞 安装锚
杆 连接注浆管、注浆 锚杆杆体孔口回浆 浆体待强、安装垫板螺栓
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❖ 设计、施工要点
①中空锚杆体材料应选用符合《中空锚杆技术条件》 的无缝钢管轧制。
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设计、施工要点
❖ ①钻孔：钻孔方向宜尽量与岩层主要结构面 垂直。钻孔孔径比杆径大15mm。孔位允许 偏差为±15～50mm钻孔深度应大于锚杆设计 长度10cm，孔深允许偏差为±50mm。清孔： 孔钻好后用高压水(风)将孔眼冲洗干净，用 塞子塞紧孔口，防止石渣掉入。
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❖ ②水泥砂浆：水泥一般选用普通硅酸盐水泥， 砂子粒径不大于3mm，并过筛；砂浆强度不 低于M20；配合比一般为水泥:砂:水＝ 1:(1~1.5):(0.45 ~0.5)。粘结砂浆应拌和均匀， 并调整其和易性，随拌随用，一次拌和的砂 浆应在初凝前用完。
❖ 在围岩条件中等和较差的Ⅲ~Ⅵ级岩层中，作 为复合衬砌中初期支护的锚杆，单线隧道锚 杆长度为2.0~3.0m，双线隧道锚杆长度为 2.0~3.5m。
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4、锚杆间距和布置
锚杆最大间距不应超过锚杆长度之半； 隧道跨度之半(跨度小于6m)；岩体中平均断 裂面间距所确定的不稳定岩块宽度的1.5倍。
下表是有关资料对施工中可能发生的一些紧急情况及处
理措施的总结。
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二、先护后挖原则
在隧道围岩坚硬完整时，采取常规支护，并按“先挖后 护，顺序施作”原则。
在软弱破碎围岩条件下，采用特殊稳定措施进行隧道施 工的基本原则是“先护后挖，逆序施作”的原则。具体来说， 就是“先支护/先加固、后开挖、逆序施作；短进尺、慎开挖， 万勿冒进；强支护、快衬砌，及时封闭；重观察、勤量测， 莫等塌方”。
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资料一 初期支护施工的三大原则
一、预防为主的原则
隧道工程主要依靠初期支护保证施工期间的稳定和安全， 因此各种结构类型的初期支护，各种施工方法、开挖方法、 掘进方式，以及各种施工技术措施，都是前人实践经验的总 结，它们本身就带有预防性。
然而由于地下工程的不定性，不可避免地会遇到一些预 料之外的情况。为了防止重大事故，应该做到心中有数，并 制定相应的紧急预备方案，发现异常现象时及时采取紧急处 理措施。这就是预防为主的原则。
拱架被喷射混凝土所包裹、覆盖密实。 （3）分次施作的联合支护，应尽快将各部分相联，如超前锚
杆与系统锚杆及钢拱架的联结等。要在量测指导下进行，检 验其有效性，必要时应作适当调整，以做到及时、有效经济 地控制围岩变形，保证围岩稳定。
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资料二 锚杆（锚索）
❖ 1、锚杆（索）的支护效应 锚杆(索)是用金属或其它高抗拉性能的
材料制作的一种杆（索）状构件。 (1)支承围岩； (2)加固围岩； (3)提高土层间摩阻力，形成“组合梁” (4)“悬吊”作用:
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挤压加固作用
9源自文库
“组合梁”作用
10
悬吊作用
11
2、锚杆种类
（1）普通水泥砂浆锚杆
施工顺序：施工准备 初喷砼面上标注孔 位 钻孔 清孔 往孔中注入 砂浆
插入杆体 固定杆体、待强 安 装垫板
三、联合效应原则
在隧道工程中，为适应地质条件和结构条件的变化，常 将各种单一支护材料和结构，进行恰当组合，共同构成人工 复合支护结构体系，称为“联合支护”。
6
联合支护的施工应满足以下技术要求： （1）钢筋网及钢拱架要尽可能多与锚杆头焊连，因此锚杆要
有适量的露头。 （2）钢筋网要被喷射混凝土所包裹、覆盖密实，一般要求钢
(3) 锚杆间距不宜大于锚杆长度的1/2，在Ⅳ、 Ⅴ级围岩中，锚杆间距宜为0.5~1.2m，但当 锚杆长度超过2.5m时，若仍按间距不大于1/2 锚杆长度的规定，则锚杆间的岩块可能因咬 合和连锁不良而导致掉块坠落，为此，其间 距不宜大于1.25m。
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我国《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》 规定：
❖ 在围岩条件较好的I~Ⅲ级岩层，可以采用喷 锚支护，锚杆长度为1.5~3.0m；
②锚杆体及附属结构的内外表面不得有裂缝、折叠、
轧折、离层、结疤和锈斑等缺陷，存放及使用中
材料内外表面必须除去油污。
18
③锚杆孔位、孔深及布置形式符合设计要求， 锚杆用的水泥浆或砂浆强度不低于M20，单 管达到设计注浆量时注浆结束，当注浆压力 达到设计终压不少于20分钟，进浆量仍达不 到注浆终量时，亦可结束注浆，并保证锚杆 孔浆液注满，注浆质量合格后将锚杆头封堵， 避免浆液倒流。
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❖ ③注浆管应插至距孔底5~10cm位置，随砂浆 注入缓慢匀速拔出。注浆体积应略多于需要体 积，将注浆管全部抽出后，应立即迅速插入杆 体，可用锤击或通过套筒用风钻冲击，使杆体 强行插入钻孔。
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❖ ④杆体插入孔内的长度不得短于设计长度 的95%，实际粘结长度亦不应短于设计长 度的95%。
❖ ⑤杆体到位后要用木楔或小石子在孔口卡 住，防止杆体滑出。锚杆安设后不得随意 敲击；终凝以前不得在端部悬挂重物；水 泥砂浆终凝以后安装垫板。
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3、锚杆的布置
分为局部布置和系统布置。 局部布置
❖ 它主要用在裂隙围岩。重点加固不稳定块 体，隧道拱顶受拉破坏区为重点加固区域。
布置原则：拱腰以上部位锚杆方向应 有利于锚杆的受拉；拱腰以下及边墙部位 锚杆宜逆向不稳定岩块滑动方向。
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系统布置 ❖ 在破碎和软弱围岩中，一般采用系统布置的锚杆，
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❖ 资料一 ❖ 资料二 ❖ 资料三 ❖ 资料四 ❖ 资料五 ❖ 资料六
初期支护施工的三大原则 锚杆（锚索） 喷射混凝土 钢拱架 超前支护 注浆加固围岩和堵水