隧道锚喷结构与计算144页PPT
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锚喷支护结构的设计与施工PPT课件
● 设计施工中要正确估计围岩特性及其随时间的变化，以便采 取最合适的支护措施和支护时间。
⑵ 支护与围岩共同作用的力学原理
① 锚喷支护结构设计的力学原理：采用的是围岩体和柔性支护 共同变形的弹塑性理论。
② 弹塑性理论的基本概念：基于材料试验弹塑性曲线
③ 对于圆形隧道，作如下假定：
● 围岩为均质、各向同性的连续弹塑性体；
减跨作用
组合梁作用
③ 组合梁作用：在岩层中大入锚杆，将若干薄弱岩层锚固在 一起，类似将叠合的板梁变成组合梁，提高岩层的承载力。
④ 挤压加固作用（整体加固作用）：预应力锚杆群锚入围岩后， 其两端附近岩体形成圆锥形压缩区，按照一定间距排列的锚杆 在预应力作用下构成一个均匀的压缩带，即承载环。压缩带中 的岩体处于三向应力状态，显著提高围岩强度。
② 砂浆锚杆所需锚固长度
● 锚杆直径d：
以抗拉为例，锚杆直径可用下式计算：
d 2 kN
Rg
式中：K是安全系数，可取2；Rg是锚杆抗拉强度；N是锚杆 所受拉力；d是锚杆直径。
● 锚固深度L1：
根据锚杆抗拉强度与砂浆粘结力相等的等强度原则，可确定
锚杆的锚固深度L1： L1
d 2Rg
4kD
其中：d是锚杆直径，16 ~螺22纹钢筋；D是钻孔直径；k安全系
相11对、位影移响值隧指道实周喷测边位最混移终值位凝与移两量土测的点因层距素离有与之哪比些围；？ 岩体表面紧密粘结、咬合、使洞室表面岩
● 了解开挖体工作形面的成工程较地质平，包顺括地的质种整类及体分布，状态依，岩靠石颜结色、合成分面、结处构等的，节抗理状拉况，、断层抗特征压等 、抗剪能
力，与岩体密贴组成“组合结构”或“整体结构物”共同工
岩的力学效应主要有以下作用： ●内拱的承载力常是一种安全储备，安全系数
⑵ 支护与围岩共同作用的力学原理
① 锚喷支护结构设计的力学原理：采用的是围岩体和柔性支护 共同变形的弹塑性理论。
② 弹塑性理论的基本概念：基于材料试验弹塑性曲线
③ 对于圆形隧道，作如下假定：
● 围岩为均质、各向同性的连续弹塑性体；
减跨作用
组合梁作用
③ 组合梁作用：在岩层中大入锚杆，将若干薄弱岩层锚固在 一起，类似将叠合的板梁变成组合梁，提高岩层的承载力。
④ 挤压加固作用（整体加固作用）：预应力锚杆群锚入围岩后， 其两端附近岩体形成圆锥形压缩区，按照一定间距排列的锚杆 在预应力作用下构成一个均匀的压缩带，即承载环。压缩带中 的岩体处于三向应力状态，显著提高围岩强度。
② 砂浆锚杆所需锚固长度
● 锚杆直径d：
以抗拉为例，锚杆直径可用下式计算：
d 2 kN
Rg
式中：K是安全系数，可取2；Rg是锚杆抗拉强度；N是锚杆 所受拉力；d是锚杆直径。
● 锚固深度L1：
根据锚杆抗拉强度与砂浆粘结力相等的等强度原则，可确定
锚杆的锚固深度L1： L1
d 2Rg
4kD
其中：d是锚杆直径，16 ~螺22纹钢筋；D是钻孔直径；k安全系
相11对、位影移响值隧指道实周喷测边位最混移终值位凝与移两量土测的点因层距素离有与之哪比些围；？ 岩体表面紧密粘结、咬合、使洞室表面岩
● 了解开挖体工作形面的成工程较地质平，包顺括地的质种整类及体分布，状态依，岩靠石颜结色、合成分面、结处构等的，节抗理状拉况，、断层抗特征压等 、抗剪能
力，与岩体密贴组成“组合结构”或“整体结构物”共同工
岩的力学效应主要有以下作用： ●内拱的承载力常是一种安全储备，安全系数
锚喷支护原理PPT资料(正式版)
B、控制开挖引起的应力重分布程度
现代支护理论（新奥法原则）
C、对于软弱岩层要及时采取适当的支护形式，防 止岩层垮落。不同岩层自稳时间差别很大。
D、选择对岩层局部扰动较小的施工方法进行开挖， 才会有利于岩层的稳定。
（2）把支护与围岩视作统一的承载结构，认真研 究支护与围岩共同作用的机理和力学模型。
传统支护理论与现代支护理论在设计理念上的差 别：
现代支护理论（新奥法原则） 对“围岩-支护”结构进行施工监测；
（1）锚喷支护的类型和参数可根据各段不同的地质条件 B、通过选择支护时机、支护强度、预应力大小，恰到好处地控制围岩产生有限的应力松弛或进入塑性状态，又不致大规模丧失稳定，
去有效地调动围岩的自承自稳能力。
随时调整。 （2）这些理念和原则来源于大量工程实践和深入广泛的力学模型的研究，并经受了实际的反复经验证明是正确的，是可行的，是地下
工程修建者应遵守的基本准则。 锚喷支护设计原则和方法
（2）支护组合和设置时间的可分性 （1）目前是地下工程支护设计的辅助方法，却是今后设计的发展方向。
事实上，在设计中人们常常采用的是一种综合方法。 限制支护前变形的发展，防止围岩进入松弛状态。 分为整体稳定性验算与局部失稳验算。
（3）广泛的适用性 （2）用工程类比法初选锚喷支护参数；
锚喷支护原理
锚喷支护
喷锚支护：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
喷射混凝土：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。
2、现代支护理论的内容 限制支护前变形的发展，防止围岩进入松弛状态。
现代支护理论（新奥法原则）
C、对于软弱岩层要及时采取适当的支护形式，防 止岩层垮落。不同岩层自稳时间差别很大。
D、选择对岩层局部扰动较小的施工方法进行开挖， 才会有利于岩层的稳定。
（2）把支护与围岩视作统一的承载结构，认真研 究支护与围岩共同作用的机理和力学模型。
传统支护理论与现代支护理论在设计理念上的差 别：
现代支护理论（新奥法原则） 对“围岩-支护”结构进行施工监测；
（1）锚喷支护的类型和参数可根据各段不同的地质条件 B、通过选择支护时机、支护强度、预应力大小，恰到好处地控制围岩产生有限的应力松弛或进入塑性状态，又不致大规模丧失稳定，
去有效地调动围岩的自承自稳能力。
随时调整。 （2）这些理念和原则来源于大量工程实践和深入广泛的力学模型的研究，并经受了实际的反复经验证明是正确的，是可行的，是地下
工程修建者应遵守的基本准则。 锚喷支护设计原则和方法
（2）支护组合和设置时间的可分性 （1）目前是地下工程支护设计的辅助方法，却是今后设计的发展方向。
事实上，在设计中人们常常采用的是一种综合方法。 限制支护前变形的发展，防止围岩进入松弛状态。 分为整体稳定性验算与局部失稳验算。
（3）广泛的适用性 （2）用工程类比法初选锚喷支护参数；
锚喷支护原理
锚喷支护
喷锚支护：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
喷射混凝土：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。
2、现代支护理论的内容 限制支护前变形的发展，防止围岩进入松弛状态。
《锚喷支护施工》课件
03
钢筋网布置
在喷射混凝土前，铺设或固定钢筋网 ，以增加混凝土的抗拉强度。
养护与防护
喷射完成后，对混凝土进行养护，并 采取措施防止其受到侵蚀和破坏。
05
04
喷射作业
使用喷射机将混凝土混合料喷射到岩 面上，控制好喷射厚度和均匀性。
钢丝网、钢筋施工工艺流程
钢丝网选择与加工
根据工程需要，选择 合适的钢丝网规格， 并进行加工处理。
《锚喷支护施工》PPT课件
目 录
• 锚喷支护施工概述 • 锚喷支护施工材料 • 锚喷支护施工工艺 • 锚喷支护施工质量检测与控制 • 锚喷支护施工安全措施 • 锚喷支护施工案例分析
01
锚喷支护施工概述
锚喷支护技术的定义
锚喷支护技术是一种利用锚杆和喷射混凝土联合支护围岩的施工方法，通过在岩 体中打入锚杆，并喷射混凝土，以增强围岩的稳定性，防止岩体变形和破坏。
03
04
钢筋的种类与选择
根据工程要求选择合适的钢筋规格，如直 径、长度等。
05
06
选择符合国家标准的优质钢筋，确保质量 可靠。
03
锚喷支护施工工艺
锚杆施工工艺流程
钻孔
使用钻机在岩土层中钻孔，孔 径和深度需符合设计要求。
注浆
向钻孔内注入配制好的浆液， 使锚杆与岩土层紧密结合。
锚杆材料选择
根据工程要求和地质条件，选 择合适的锚杆材料，如钢、塑 料或玻璃纤维等。
清理现场
施工完成后，及时清理施工现场，确保作业环境整洁 、有序。
总结评估
对整个锚喷支护施工过程进行总结评估，总结经验教 训，不断提高施工安全水平。
06
锚喷支护施工案例分析
某矿山的锚喷支护施工案例
隧道工程第5章-隧道支护结构计算课件.ppt
位移ue为：
e
ue
a
e
(4
3
)
a
e
e
(14
15
)
e
2 2
4
14
3
1
4
2
10
当基础无扩展时，墙顶位移为：
0 cp
uc0p
M
0 cp
1
M c0pu1
H
0
cp
2
H c0pu2
eeuee00
墙顶截面的弯矩Mc、水平力Hc、转角c、水平位移uc为：
Mc Hc
c
M
0 cp
X1
X2
另一种是开挖后，洞室围岩产生塑性区，此时洞室都要 采用承载的支护结构，支护结构对洞室围岩应力状态和位移 状态产生影响。
根据弹性力学和岩体力学可得，隧道壁的径向位移与支护阻 力之间的关系式：
u
பைடு நூலகம்
|r r0
r0 2G
(Hc
sin
C
cos)[(1
sin )
Hc C cot pa C cot
1sin
心某一距离的各点，其应力值是相同的，因此围岩中的塑性 区必然是个圆形区域。令这个圆形塑性区的半径为R0，那么
在塑性区与弹性区的交界面上(即在r=R0处)，塑性区的应力 p与弹性区的应力 e一定保持平衡，同时，交界面上的应力
既要满足弹性条件，又要满足塑性条件，可得到在r=R0处：
围岩弹塑性区
p r
p
替，便可得到变位积分的近似计算公式：
ik
S E
ip
S E
MiMk
M
I iM
p
I
11
S E
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当基础无扩展时，墙顶位移为：
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1
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墙顶截面的弯矩Mc、水平力Hc、转角c、水平位移uc为：
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X1
X2
另一种是开挖后，洞室围岩产生塑性区，此时洞室都要 采用承载的支护结构，支护结构对洞室围岩应力状态和位移 状态产生影响。
根据弹性力学和岩体力学可得，隧道壁的径向位移与支护阻 力之间的关系式：
u
பைடு நூலகம்
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Hc C cot pa C cot
1sin
心某一距离的各点，其应力值是相同的，因此围岩中的塑性 区必然是个圆形区域。令这个圆形塑性区的半径为R0，那么
在塑性区与弹性区的交界面上(即在r=R0处)，塑性区的应力 p与弹性区的应力 e一定保持平衡，同时，交界面上的应力
既要满足弹性条件，又要满足塑性条件，可得到在r=R0处：
围岩弹塑性区
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替，便可得到变位积分的近似计算公式：
ik
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p
I
11
S E
锚喷支护PPT课件
4
d 2 t
Q
⑵ 按挤压加固拱理论：
b L,tgα——锚a杆在松散体中控制角，取为45°；
tg
支护能力估算：拉麦公式—单位面积的承载强度P为
式中
b————破组裂合锚拱固厚体度强；度，P按最软2围z 岩1验算b，R取2R
=10MPa； 2
R——巷道的半径或1/2宽度。
因管缝式锚杆管径大于孔径，需用风钻（需装特制顶具）或其他专用机具强行将杆体 挤入钻孔，依靠管体的弹性变形恢复力而与孔壁紧紧挤压，在杆体全长产生锚固力。锚 固力可达50～70kN。
4. 树脂锚杆：
中速2～5min，快速0.5～1min，一个药包的锚固力可达50kN以上、端头锚固， （K2350和Z2350, 长度为2.00m、φ20mm螺纹钢，每孔安装两个树脂药卷，成本在30 元左右）。
快硬膨胀水泥锚杆: 安装时，把水泥卷的塑料外套、纱网内的圆纸筒去掉，把水泥卷串 入杆体放至阻挡垫圈，再将锚杆头部和水泥卷插在水中浸3～5s后送入钻孔中，用带挡圈 的套管将水泥卷冲压密实，而后安装垫板和紧固螺母。安装1个水泥卷的锚固力达20～ 40kN；安装2个水泥卷的锚固力达60～90kN。
6. 玻璃钢锚杆
这种玻璃钢锚杆杆体可切割、轻质高强、便于安装；成本低，与金属锚 杆相比，成本降低40%左右，可替代现有煤帮金属锚杆、木锚杆、竹锚杆 等煤帮支护。
二．锚杆支护作用机理：
1. 悬吊作用 将软弱直接顶、伪顶悬挂在坚硬的老顶
上或稳定的完整岩体上 缺陷：只适应于顶板
如果顶板中没有坚硬稳定岩层或 顶板软弱岩层较厚，围岩破碎区范 围较大，无法将锚杆锚固到上面坚 硬岩层或者未松动岩层时，悬吊理 论就不适用。
锚喷支护
喷锚支护教学课件PPT课件
第33页/共49页
第34页/共49页
1、隧道洞周收敛达2m 2、锚杆伸入软弱层太 短，仅2m
第35页/共49页
喷射混凝土的施工
第36页/共49页
锚杆的布置
系统锚杆布置原则 在隧道断面上，系统锚杆宜按垂直隧
道周边轮廓布置，当遇层状岩层时，应 增设与主结构面成最大角度的锚杆。在 掩面上，锚杆宜成菱形排列。 根据工程经验，系统锚杆间距不宜大 于锚杆长度的二分之一，在软弱的Ⅱ、 Ⅲ类围岩中，锚杆间距不得大于1.25m,以 为0.5-1.2m
第37页/共49页
锚杆的布置
局部锚杆的布置原则 局部锚杆的主要作用是阻止部分不稳
定岩块塌落或滑移,通过锚杆将岩块固定 在稳定岩体上. 拱腰以上的局部锚杆布置 方向应有利于锚杆受拉,拱腰以下及边墙 部分的局部锚杆宜逆着不稳定岩块滑动 方向布置.
第38页/共49页
喷射混凝土的施工
喷射作业应在划定的区段内进行，区段 长度小于6m。
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。
第15页/共49页
第16页/共49页
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，从 而与之构 成一 个共同
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1、隧道洞周收敛达2m 2、锚杆伸入软弱层太 短，仅2m
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喷射混凝土的施工
第36页/共49页
锚杆的布置
系统锚杆布置原则 在隧道断面上，系统锚杆宜按垂直隧
道周边轮廓布置，当遇层状岩层时，应 增设与主结构面成最大角度的锚杆。在 掩面上，锚杆宜成菱形排列。 根据工程经验，系统锚杆间距不宜大 于锚杆长度的二分之一，在软弱的Ⅱ、 Ⅲ类围岩中，锚杆间距不得大于1.25m,以 为0.5-1.2m
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锚杆的布置
局部锚杆的布置原则 局部锚杆的主要作用是阻止部分不稳
定岩块塌落或滑移,通过锚杆将岩块固定 在稳定岩体上. 拱腰以上的局部锚杆布置 方向应有利于锚杆受拉,拱腰以下及边墙 部分的局部锚杆宜逆着不稳定岩块滑动 方向布置.
第38页/共49页
喷射混凝土的施工
喷射作业应在划定的区段内进行，区段 长度小于6m。
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。
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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，从 而与之构 成一 个共同
锚喷支护精品PPT课件
•
L2：有效锚固长度
•
L3：锚固段长度 端头L3=0.3-0.4m
•
B、锚杆杆体直径：
•
d=35.52﹙Q/δ﹚1/2
• 式中 Q：锚固力=KHD2r
•
δ：锚杆材料抗拉强度
•
K：安全系数
•
H：抗弱岩层厚度
•
C、锚杆间、排距
•
a=(Q/krL)1/2
• 式中 r：岩石体积（密度）
•
k：安全系数1.5-2
• 〈7〉快硬水泥锚杆 • 〈8〉快硬膨胀水泥锚杆 • 与树脂性质相似
• （2）锚杆支护作用原理：
• 〈1〉悬吊作用（悬吊软弱层状顶板、悬吊危岩）
• 指锚杆将软弱的直接顶吊挂在其上的坚固老顶上， 或将松动的岩块连结在松动区外的完整坚固岩体上，使 松动岩块不致冒落。
• 〈2〉组合梁作用
• 指将层状岩体各层用锚杆连结并紧固，锚杆把数层 薄的岩层组合成类似铆钉加固的组合梁，提高了岩层的 整体抗弯能力。在相同载荷作用下，组合梁在板梁的挠 度和内应力大为减少。
•
D、货源充足，供应有保证。选择时考虑供方产量，
运输条件。原则是不能影响生产。
•
总之，选用锚杆要全面考虑。优先选用树脂锚杆、
管缝锚杆和泵注砂浆锚杆。煤巷不宜用砂浆锚杆倒楔式 和涨壳式锚杆。
• 〈2〉按悬吊理论设计锚杆支护参数：
•
A、锚杆长度：
•ห้องสมุดไป่ตู้
L=L1+L2+L3
• 式中 L为锚杆长度
•
L1：锚杆外露长度 一般为0.15m
• 〈4〉冒落拱理论法设计锚杆支护参数：P127-129
• A、锚杆根数：Ny=K3QHNy/P
新奥法隧道结构设计隧道工程新奥法锚喷结构设计
PPT文档演模板
• 其中，γ是岩体容重；b锚杆间距， 一般L1>新2奥b法隧；道结k构安设计全隧道系工程数新奥2法-3。
锚喷结构设计
•⑷ 支护块状围岩：围岩塌落总是从危石开始，可能形成 连锁反应。
•砂浆锚杆的承载力：
• ⑸ 加固裂隙围岩：若在隧道顶部出现裂隙，为防止进一步扩 展危及顶部岩体稳定，可采用预应力锚杆加固。
PPT文档演模板
•整体加固作用
新奥法隧道结构设计隧道工程新奥法 锚喷结构设计
•⑶ 锚杆的设计与计算 •① 锚杆承载力计算
• 当块体危石坠落时，除使锚杆受拉外，还对锚杆产生剪切 作用，如图所示，根据静力平衡及正弦定理有：
•式中：N是锚杆所受拉力；Q是锚杆所受剪力；G是危石重量 或一根锚杆承担的岩石重量；是锚杆与地质结构面的夹角；是 锚杆与垂直线夹角。
• ① 一切方法、手段和措施都围绕围岩稳定为目的；
• ② 支护与围岩视作统一的复合体，支护合围岩共同作用；
• ③ 在复合体中，围岩是承载主体，最大限度的发挥围岩的自 承能力，同时也要发挥支护结构的承载能力；
• ④ 凭借现场试验和监测手段，划定围岩级别，获得力学参数， 指导设计施工；
PPT文档演模板
新奥法隧道结构设计隧道工程新奥法 锚喷结构设计
新奥法隧道结构设计隧道工程新奥法 锚喷结构设计
• ⑤ 支护结构要根据坑道围岩的实际动态，及时进行调整和修 改，以适应不断变化的围岩状态；
•3、锚喷支护与传统支护的区别
•⑴ 对围岩和围岩压力的认识上：
•●传统支护理论：围岩压力由洞室塌落的围岩“松散压力”造成 的;
•●锚喷支护理论：围岩具有自承能力，围岩作用在支护上的压力 不是松散压力，而是阻止围岩变形的形变压力。
第6章隧道结构计算ppt课件
6.4 隧道洞门计算
6.4.3 洞门计算内容
1. 计算内容 ①墙身偏心及强度； ②绕墙趾的抗倾覆性(墙趾:墙身外表面与基底面的交点)； ③沿基底滑动的稳定性； ④基底应力检算。
6.4 隧道洞门计算
6.4.3 洞门计算内容
2. 洞门端墙及挡（翼）墙检算规定
墙身截面压应力
墙身截面偏心距 e 基底应力
1 主动荷载模式 适于软弱岩层，如：
明挖地铁 明洞工程
6.2 结构力学方法
2 主动荷载+弹性抗力模式
适于各类围岩在实际应用中，该模式基本能反映出 支护结构的实际受力状况。
6.2 结构力学方法
3 实际荷载模式
它采用量测仪器实地量测作用在衬砌上的荷载值，某种 实测荷载只能适用于类似情况。
6.2 结构力学方法
作为结构设计荷载
的设计状态
支护 围岩变形过大，松动坍 支护与围岩共同作用，共同变形所 阻力 塌所产生的松动压力 产生的接触形变压力
支护 开挖
临时支撑+整体式厚衬砌
初期支护+二次衬砌
分部开挖， 钻爆法+中小型机械
大断面开挖， 钻爆法+大中型机械掘进
6.2 结构力学方法
6.2.1 基本原理
支护和围岩分开考虑，支护是承载的主体，视围岩为荷载 来源和支护的弹性支承，荷载处理有三种模式:主动荷载，主 动荷载+被动抗力，实际荷载。
图3.2 弹性地基梁的受力和变形
隧道衬砌结构计算的矩阵位移法
基本原理
矩阵位移法又叫直接刚度法，它是以结构节点位移 为基本未知量，联接在同一节点各单元的节点位移应该 相等，并等于该点的结构节点位移（变形协调条件）； 同时作用于某一结构节点的荷载必须与该节点上作用的 各个单元的节点力相平衡（静力平衡条件）。
最新喷锚支护结构设计与施工ppt课件
e r
( p0
R)
R2 r2
e
( p0
R)
R2 r2
● 围岩引起的径向应变：
r
ur r
r
12
E
(re
1
e
)
●
由以上关系得：ur
r
2RG 2(p0R)r12
● 弹塑性边界上的径向位移：
u R 2 R G 2(p 0R )R r d 2 r 2 R G (p 0R )
● 据弹性区应力和摩尔库仑关系得：
2、自稳时间短的围岩，宜采用全长粘结式锚杆或早强 水泥砂浆锚杆。
3、在Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围岩条件下，锚杆应按系统锚 杆设计，并符合下列规定：
（1）锚杆一般应沿隧道周边径向布置，当结构面或岩 层层面明显时，锚杆应与岩体主结构面或岩层层面呈 大角度布置。
一般规定
（2）锚杆应按矩形排列或梅花形排列
（3）锚杆间距不得大于1.5m。间距较小时，可采用 长短锚杆交错布置。
Pi kL2b2
d2
4
Rg
b d 2
R g kL2
其中，γ是岩体容重；b锚杆间距，一 般L1>2b；k安全系数2-3。
⑷ 支护块状围岩
围岩塌落总是从危石开始，可能 形成 连锁反应。
砂浆锚杆的承 载力：
P sD 1(c L sttasn )
⑸ 加固裂隙围岩
若在隧道顶部出现裂隙，为防止进一 步扩展危及顶部岩体稳定，可采用预应 力锚杆加固。
⑴喷联合支护修建隧道的基本概念
锚杆是深层加固围岩，喷射混 凝土是表层及局部加固围岩
● 围岩是隧道稳定的基本部 分，尽量维护围岩体的强 度特性
● 支护结构要薄而具有柔性， 并与围岩密贴，使因产生弯矩 而破坏的可能性达到最小，当 需要增加支护衬砌强度时，宜 采用锚杆、钢筋网以及钢支撑 等加固，而不宜大幅度增加喷 层或衬砌厚度。
7 锚喷支护结构的设计与施工
一、锚杆支护结构
（一）联接作用
1 锚杆承载力的计算
则 锚杆直径：
d 2 kN Rg
（9-2）
2 锚杆所需锚固长度
根据：
钻孔内表面与砂浆的锚固力≥锚杆的拉力，
并考虑一安全系数
则
：
kDL1
(d2)2Rg
第九章 锚喷支护结构的设计与施工
§9.2 锚喷支护的受力分析和结构计算
一、锚杆支护结构
一、锚杆支护结构 （三）整体加固作用
通过有规律的布置锚杆群，将隧道四周一定 深度的围岩进行挤压、粘结加固，形成一个承载 环。见p160 图9-4 所示。
图9-4 锚杆的加固作用
第九章 锚喷支护结构的设计与施工
§9.2 锚喷支护的受力分析和结构计算
一、锚杆支护结构 （三）整体加固作用
由图可知，在锚杆预应力的作用下，每根锚 杆周围的岩体形成一个两头带圆锥的筒状压缩区， 形成厚度为 t 的均匀压缩带，压缩带的岩体处于 三向受压状态，使岩体的强度大大提高，从而形 成：“承载环”。
第九章 锚喷支护结构的设计与施工
§9.1 锚喷支护的概况
新奥法要点是：
围岩和支护视为同一的承载体系，岩体为主要 承载单元； 允许围岩产生局部松弛，也允许支护结构有限 制的变形； 通过试验量测决定岩体和支护结构的承载—变 形—时间特性； 按“预计”的局部应力松弛选择开挖方法和支护 构； 在施工中，通过对支护的量测、监视、修改设 计，决定支护措施或第二次衬砌。
第九章 锚喷支护结构的设计与施工
§9.1 锚喷支护的概况
锚喷支护的限制条件：
围岩的自承能力差，有涌水及大面 积淋水处，地层松软处，锚喷支护很难 成型，要限制使用。
第九章 锚喷支护结构的设计与施工
（一）联接作用
1 锚杆承载力的计算
则 锚杆直径：
d 2 kN Rg
（9-2）
2 锚杆所需锚固长度
根据：
钻孔内表面与砂浆的锚固力≥锚杆的拉力，
并考虑一安全系数
则
：
kDL1
(d2)2Rg
第九章 锚喷支护结构的设计与施工
§9.2 锚喷支护的受力分析和结构计算
一、锚杆支护结构
一、锚杆支护结构 （三）整体加固作用
通过有规律的布置锚杆群，将隧道四周一定 深度的围岩进行挤压、粘结加固，形成一个承载 环。见p160 图9-4 所示。
图9-4 锚杆的加固作用
第九章 锚喷支护结构的设计与施工
§9.2 锚喷支护的受力分析和结构计算
一、锚杆支护结构 （三）整体加固作用
由图可知，在锚杆预应力的作用下，每根锚 杆周围的岩体形成一个两头带圆锥的筒状压缩区， 形成厚度为 t 的均匀压缩带，压缩带的岩体处于 三向受压状态，使岩体的强度大大提高，从而形 成：“承载环”。
第九章 锚喷支护结构的设计与施工
§9.1 锚喷支护的概况
新奥法要点是：
围岩和支护视为同一的承载体系，岩体为主要 承载单元； 允许围岩产生局部松弛，也允许支护结构有限 制的变形； 通过试验量测决定岩体和支护结构的承载—变 形—时间特性； 按“预计”的局部应力松弛选择开挖方法和支护 构； 在施工中，通过对支护的量测、监视、修改设 计，决定支护措施或第二次衬砌。
第九章 锚喷支护结构的设计与施工
§9.1 锚喷支护的概况
锚喷支护的限制条件：
围岩的自承能力差，有涌水及大面 积淋水处，地层松软处，锚喷支护很难 成型，要限制使用。
第九章 锚喷支护结构的设计与施工
下坑隧道喷混凝土支护设计PPT
132O 1D 2 1 C s c io n s1 2 ss in in 3
此式亦即是“塑性判据”。
在平面极坐标系中（图4）知有平衡方程：
整理ppt
8
r
r
1 r r
r
r
0
r
1
r
0
r r r
因为围岩为各向同性的均匀连续介质，岩体似处 静水压力场，N=1则τ=0
0 得： r dr 0 （1）
两洞口端设置明洞及洞口加强衬砌，试验原分为三段：锚喷 +模注段（甲式）；锚喷段（丁式）；锚喷网段（乙式）。后 据施工状况取消锚喷段，故实际施工仅为甲式和乙式。原设 计按工程类比法选用的主要设计参数为：1.甲式：第一次喷层 厚8厘米，锚杆间距100厘米×100厘米，后作模注厚25厘米。 2.乙式：第一次喷层厚8厘米，第二次喷层厚10厘米。共计喷 层厚18厘米，锚杆间距100厘米×100厘米，钢筋网格20厘米 ×20厘米，钢筋直径纵向φ=6毫米，横向φ=12毫米。
（虽然这种作法是不尽合理的，但是偏于安全的）
6
整理ppt
A
B
D
C
7
整理pptห้องสมุดไป่ตู้
由于洞室处于符合弹
性理论基本假定的围岩
中，假定其开挖过程中
的粘着力C及围岩中内 摩擦角φ不变，则围岩 应力状态符合莫尔—— 库伦理论，即认为当某
点应力状态的应力圆与
破坏包络线τ=C+σtgφ 相切时，岩体进入塑性
状态，如图3：由简单 几何关系可得：
将式（11）代入（10）经变换可得
整理ppt
15
r 1 r( 1 3 s s iin n) 1 (R r)3 1 s in s i n r C • c tg C c tg(R r)1 2 s s ii n n
锚喷支护施工ppt课件
(1)适当减少速凝剂的掺入量； (2)增加混凝土的水灰比； (3)因喷射距离短，可适当降低风压。
2010-05-28
.
35
➢喷射混凝土机具
喷射机 上料机 搅拌机 喷射机械手
2010-05-28
.
36
➢喷射混凝土机具
选择喷射工具： 1、喷射机：
国内混凝土喷射机种类较多，按照喷射 料的干湿程度分为干喷机、潮喷机和湿喷 机三类。
.
23
➢喷射混凝土的几种工艺
干喷法和湿喷法主要区别有三点： （1）水和速凝剂的施加方式不同； （2）干喷法用粉状速凝剂，湿喷法多用 液体速凝剂； （3）喷射机不同，干式喷射机和湿式喷 射机。
2010-05-28
.
24
➢喷射混凝土的几种工艺
水泥裹砂石法喷射工艺： 1、水泥裹砂法喷射工艺：
①工艺流程（图9-2）；
第九章 锚喷支护施工
主讲：孟杏微
本章重点、难点： 1、掌握干喷法和湿喷法； 2、掌握喷射混凝土的基本材料和添加剂； 3、熟悉常用的锚杆类型。
15.06.2020
.
2
2010-05-28
2010-05-28
.
3
2010-05-28
.
4
➢喷射混凝土支护施工
定义：喷砼是将砂石料、水泥和速凝剂、
水等材料，借助喷射机高速喷敷在岩面上， 形成砼喷层，用以支护围岩。
其中干喷机最为广泛，但粉尘太大。
2010-05-28
.
37
➢喷射混凝土施工
选择喷射工具：
1、喷射机：
配料装置、运输装
转子式国产喷射机应用最广置；、机械手
国内发明了喷射用机械手，优点很多；
国外使用砼喷射三联机，其由三部分组成。
2010-05-28
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35
➢喷射混凝土机具
喷射机 上料机 搅拌机 喷射机械手
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➢喷射混凝土机具
选择喷射工具： 1、喷射机：
国内混凝土喷射机种类较多，按照喷射 料的干湿程度分为干喷机、潮喷机和湿喷 机三类。
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➢喷射混凝土的几种工艺
干喷法和湿喷法主要区别有三点： （1）水和速凝剂的施加方式不同； （2）干喷法用粉状速凝剂，湿喷法多用 液体速凝剂； （3）喷射机不同，干式喷射机和湿式喷 射机。
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➢喷射混凝土的几种工艺
水泥裹砂石法喷射工艺： 1、水泥裹砂法喷射工艺：
①工艺流程（图9-2）；
第九章 锚喷支护施工
主讲：孟杏微
本章重点、难点： 1、掌握干喷法和湿喷法； 2、掌握喷射混凝土的基本材料和添加剂； 3、熟悉常用的锚杆类型。
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➢喷射混凝土支护施工
定义：喷砼是将砂石料、水泥和速凝剂、
水等材料，借助喷射机高速喷敷在岩面上， 形成砼喷层，用以支护围岩。
其中干喷机最为广泛，但粉尘太大。
2010-05-28
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➢喷射混凝土施工
选择喷射工具：
1、喷射机：
配料装置、运输装
转子式国产喷射机应用最广置；、机械手
国内发明了喷射用机械手，优点很多；
国外使用砼喷射三联机，其由三部分组成。
《锚喷支护工程》PPT课件
n 2.6 自钻式锚杆
n 是一种将钻进、注浆、锚固结合为一体 的锚杆。适用于易塌孔、必要时采用跟套 管钻进的复杂地层。
2021/3/8
6
n 3.工艺流程及材料
n 3.1 普通砂浆锚杆
n 3.1.1 先注浆后插杆
n 测量定位→钻孔就位→钻孔→洗（冲）孔 →灌注水泥砂浆→安装锚杆→封孔灌浆→ 检测。
n 适用于垂直孔、下斜孔。
n
靠锚杆体与孔壁之间的摩擦力起锚
固作用的锚杆。适用于软弱破碎、经过
爆破振动、矿山巷道。安装后立即提供
支护能力、韧性好。
n ① 缝管锚杆
n ② 楔管锚杆
n ③ 水胀锚杆
n 2.4 加强型锚杆
n
锚杆体由多根钢筋组成，以提高支
护能力。
2021/3/8
5
n 2.5 预应力锚杆
n 设计对张拉有要求的张拉型锚杆。能对 岩体施加大于200kN的预应力，且能处理 深部的稳定问题。适用于大跨度地下工程 的系统支护、局部大的不稳定块体支护。
n 水泥：普通硅酸盐32.5、42.3
n 中细砂：颗粒不应大于2.5mm(规范)
n 水泥砂浆配合比： （重量比）
n 水泥∶砂宜为1∶1～1∶2,
n2021/3/8 水灰比为0.38～0.45。
8
n 3.2 预应力锚杆
n 3.2.1 采用的是端头锚固型式，锚杆分为锚 固段及张拉段，锚固段段长一般是3m。
2021/3/8
14
n 第四节 喷 砼 支 护
n 喷射混凝土：是借助喷射机械，利用压 缩空气将按一定比例配合的拌合料，通过 管道输送并以高速喷射到受喷面（岩面、 旧建筑物等）上凝结硬化而成的一种混凝 土。
n 1.作用
n 是一种将钻进、注浆、锚固结合为一体 的锚杆。适用于易塌孔、必要时采用跟套 管钻进的复杂地层。
2021/3/8
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n 3.工艺流程及材料
n 3.1 普通砂浆锚杆
n 3.1.1 先注浆后插杆
n 测量定位→钻孔就位→钻孔→洗（冲）孔 →灌注水泥砂浆→安装锚杆→封孔灌浆→ 检测。
n 适用于垂直孔、下斜孔。
n
靠锚杆体与孔壁之间的摩擦力起锚
固作用的锚杆。适用于软弱破碎、经过
爆破振动、矿山巷道。安装后立即提供
支护能力、韧性好。
n ① 缝管锚杆
n ② 楔管锚杆
n ③ 水胀锚杆
n 2.4 加强型锚杆
n
锚杆体由多根钢筋组成，以提高支
护能力。
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n 2.5 预应力锚杆
n 设计对张拉有要求的张拉型锚杆。能对 岩体施加大于200kN的预应力，且能处理 深部的稳定问题。适用于大跨度地下工程 的系统支护、局部大的不稳定块体支护。
n 水泥：普通硅酸盐32.5、42.3
n 中细砂：颗粒不应大于2.5mm(规范)
n 水泥砂浆配合比： （重量比）
n 水泥∶砂宜为1∶1～1∶2,
n2021/3/8 水灰比为0.38～0.45。
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n 3.2 预应力锚杆
n 3.2.1 采用的是端头锚固型式，锚杆分为锚 固段及张拉段，锚固段段长一般是3m。
2021/3/8
14
n 第四节 喷 砼 支 护
n 喷射混凝土：是借助喷射机械，利用压 缩空气将按一定比例配合的拌合料，通过 管道输送并以高速喷射到受喷面（岩面、 旧建筑物等）上凝结硬化而成的一种混凝 土。
n 1.作用
隧道工程课件：锚喷支护结构的设计与施工PPT文档共48页
隧道工程课件：锚喷支护结构 的设计与施工
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
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