地下工程围岩特征及其支护措施(2016年8月) (1)

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，然后通过中空的杆体向孔内注浆，将孔周边相对松散的岩体 以及锚杆胶结成整体，提高围岩的稳定能力。
五、 锚杆支护-锚杆类型
自进式锚杆：将钻孔、锚杆安装、注浆、锚固合而为一的锚杆， 钻杆即为锚杆体，并使用等截面中空管取代钢筋，具有高效、可 靠、施工方便的特点，能保证在各种不同的复杂地层中的锚固效 果，主要适用于破碎围岩、风化岩、碎石层、砂砾层和圆卵石层 等钻孔难以形成、易于塌孔地层的锚固。
6# 支 洞 93 m 处 顶 拱 塌 方
六、 围岩破坏形态及处理方法
处理原则： （一）不良地质洞段发生塌方应该及时迅速处理，处理时 必须详细观测塌方的范围、形状、塌穴的地质构造，查明 塌方发生的原因和地下水活动情况，制定处理方案。 （二）处理塌方前应先加固未坍塌地段，防止继续发展， 并根据不同塌方程度和塌方原因进行针对处理。
。主要用于初步设计、招标和施工图设计。
二、 围岩分类-详细分类
二、 围岩分类-详细分类
二、 围岩分类-详细分类
二、 围岩分类-详细分类
二、 围岩分类-详细分类
二、 围岩分类-详细分类
根据以上围岩详细分类表对本工程不同岩性洞段的围岩 进行评分判定如下：
三、 围岩支护类型
根据水利水电工程喷锚支护技术规范（SL377-2007)， 针对不同围岩类别采取的支护类型见下表：
地下洞室围岩特征 与支护处理措施
鄂北15标隧洞工程项目部 2016年8月
目 录
一、基本地质知识 二、围岩分类 三、围岩支护类型 四、围岩支护具体措施 五、锚杆支护 六、围岩破坏形态及处理方法 七、不良地质洞段开挖支护原则
一、 基本地质知识-岩石分类
岩石按照成因分为：岩浆岩、沉积岩、变质岩 岩浆岩——由岩浆喷出地表或侵入地壳冷却凝 固所形成的岩石。 沉积岩——其他岩石的风化产物和一些火山 喷发碎屑物，经过水流或冰川的搬运、沉积、成 岩作用形成的岩石。 变质岩——岩浆岩、沉积岩在高温、高压或 应力变化、化学成分变化作用下，改造所形成的 新型岩石。
一、 基本地质知识-岩石转换
一、 基本地质知识-岩浆岩
白 鹤 滩 坝 区 柱 状 节 理 玄 武 岩
一、 基本地质知识-岩浆岩
安 徽 黄 山 花 岗 岩
一、 基本地质知识-沉积岩
白 鹤 滩 库 区 粉 砂 岩 夹 泥 岩
一、 基本地质知识-沉积岩
本 工 程 砂 砾 岩 夹 粉 砂 岩
一、 基本地质知识-变质岩
三、 围岩支护类型
三、 围岩支护类型
三、 围岩支护类型
Ⅲ类围岩开挖支护图
三、 围岩支护类型
Ⅳ类围岩开挖支护图
三、 围岩支护类型
Ⅴ类围岩开挖支护图
四、 围岩支护具体措施
支护时机：超前支护、初期支护、二次衬砌支护
支护形式：喷混凝土、钢筋网、锚杆、钢筋拱肋、钢拱
架、超前小导管或管棚、超前灌浆等
一、 基本地质知识-节理
隧洞出口掌子面岩体中发育的随机节理
一、 基本地质知识-劈理
劈理：是一种由潜在分裂面将岩石按一定方向分 割成平行密集的薄片或薄板的次生结构面。
二、 围岩分类-围岩概念
围岩：指地下洞室周围一定范围内，对洞身的 稳定有影响的岩（土）体。
二、 围岩分类
围岩分类——是对地下工程岩体工程地质 特性进行综合分析、概括和评价的方法，是许 多地下工程设计、施工和运行经验的总结，故 分类的实质是工程地质类比，其目的就是对围 岩的整体稳定程度进行判断，并指导施工开挖 和系统支护设计。 国内外围岩分类方法很多，国内主要根据 各行业编制的规程规范进行分类。
四、 围岩支护具体措施
管棚、超前小导管、超前灌浆一般在围岩条件很差
的情况下采用的超前支护措施，以确保岩土体的暂时稳定
和施工人员安全；钢拱架一般在Ⅴ类围岩系统支护中采用
的措施，Ⅳ类围岩中也较少应用，通常配合喷混凝土、钢
筋网、锚杆等联合使用；锚杆是最常用的支护措施，不但
支护效果好，且用料省、施工简单、有利于机械化操作、
直径的选用及其配置要考虑能承受危岩体的重量。锚杆长度 要求穿过围岩塑性区域或松弛区，进入至稳定岩层中的长度 不应小于1.0m。 2、锚杆锚入方向应按最优锚固角度布置，在层状岩体中应 与岩层面正交，在非层状岩体中的应与岩体主要结构面成较 大角度布置。
五、 锚杆支护-支护要点
锚杆方向--与主结构面大角度（垂直）布置
四、 围岩支护具体措施-钢筋网
由纵向和横向钢 筋十字交叉通过 绑扎或焊接制作 而成的网。一般 与锚杆连接固定 ，然后配合喷混 凝土对岩体进行 支护。
四、 围岩支护具体措施-喷混凝土
将水泥、沙、细石 、水及外加剂在特 定工艺下混合，然 后用压力喷枪向围 岩喷涂的一种施工 方法。混凝土凝结 、硬化很快，短时 间内可以达到一定 强度。
五、 锚杆支护-支护作用
组合拱作用：在拱形隧 洞围岩的破裂区，安装 预应力锚杆，锚杆两端 将形成圆锥形分布的压 应力，各个锚杆的压应 力锥体相互交错，使洞 室周围的岩层形成一种 连续的组合带(拱)。这 个组合拱可承受一定的 径向荷载。
五、 锚杆支护-支护要点
锚杆支护要点：
1、锚杆锚固重点位于隧洞顶部和拱肩，锚杆数量、长度、
一、 基本地质知识-层面
层理-----指岩层中物质的成分、颗粒大小、形 状和颜色在垂直方向发生改变时产生的纹理。
一、 基本地质知识-断层
断层： 地壳受力发生断裂，两侧岩体沿破裂面发 生显著相对位移的构造。
一、 基本地质知识-节理
节理：岩石在自然条件下形成的裂纹或裂缝，裂 面两侧无明显相对位移。
七、不良地质洞段开挖支护原则
• 不良地质洞段包括断层破碎带、软岩带、涌水带、膨 胀土洞带、溶洞、岩爆区等，其共同特性是围岩自承 能力差，自稳时间短。 开挖支护原则： • 1．根据围岩的具体情况，需要增加超前锚杆、超前管 棚、超前灌浆。在支护上需要进一步强化，如加钢筋 肋或格栅钢架等手段，用以充分调动或提高围岩自承 能力。 • 2．支护时间应该及时或尽早，并充分利用掌子面空间 效应，即掌子面对其附近的围岩变形起约束作用，紧 跟支护距掌子面距离应在2倍洞径范围之内。 • 3．设计时要在设计开挖轮廓线外预留一定的围岩变形 量，确保设计要求的净空尺寸。
• 5. 在地下水丰富的破碎围岩开挖施工中，必须首 先解决地下水问题，可以采用打排水孔集中排水 或灌浆堵水的方法，最好的方法是超前排水和超 前灌浆。
七、不良地质洞段开挖支护原则
• 6. 为了掌握施工中围岩和支护的稳定程度，保证施工安 全，应布置现场变形观测，及时修正施工。 • 7. 重视施工质量，必须尽量控制爆破，采用浅进尺、密 集孔，降低总药量和单位耗药量。 • 8. 不良地质洞段的施工，应以“先治水、短开挖、弱 爆破、强支护、早衬砌、勤监测、稳步前进”为指导原 则。
白 鹤 滩 库 区 板 岩
一、 基本地质知识-变质岩
本 工 程 白 云 钠 长 片 麻 岩
一、 基本地质知识-岩体结构面
岩体-------在工程地质中，把工程作用范围 内具有一定的岩石成分、结构特征及赋存于某 种地质环境中的地质体称为岩体。（岩石和结 构面组合构成的地质体） 结构面——指具有极低的或没有抗拉强度的 不连续面。包括一切地质分离面。常见的有： 层理、断层 、节理、劈理。
施工速度快。
五、 锚杆支护-锚杆类型
比较常用的锚杆有普通砂浆锚杆、中空注浆锚杆、自钻式锚杆 普通砂浆锚杆：属于 全长粘结式锚杆，利
用水泥砂浆与锚杆的
粘结力、砂浆与岩层 的粘结力而达到锚固 岩层的目的。该锚杆 应用比较广泛。
五、 锚杆支护-锚杆类型
中空注浆锚杆：属于全长粘结式锚杆，先钻孔，再安装锚杆
二Baidu Nhomakorabea 围岩分类
《水利水电工程地质勘察规范（GB50487-2008）》 附录N 围岩工程地质分类： 围岩分类分：初步分类、详细分类 初步分类：主要依据岩质类型、岩体结构类型、岩体完 整程度进行定性划分，主要适用于规划、可研设计；
二、 围岩分类
二、 围岩分类-详细分类
详细分类：是以控制围岩稳定的岩石强度、岩体完 整程度、结构面状态、地下水发育情况和主要结构面 产状五大因素评分之和作为基本依据，围岩强度应力 比为限定依据，最后综合判定围岩的类别，对于大跨 度、高边墙地下洞室，洞顶、边墙及端墙应分别评分
五、 锚杆支护-支护作用
锚杆支护的力学作用：悬吊作用、组合梁作用、组合拱作用 悬吊作用：通过锚杆将软弱、松动、不稳定的岩土体悬吊于稳定的 岩土体中，以防止滑落。锚杆的作用主要是提供足够拉力，用以克 服松动块体的重力或下滑力，来维持围岩稳定。
五、 锚杆支护-支护作用
组合梁作用：适合于 顶拱由层状岩体组成 的隧洞。在没有稳固 岩层提供悬吊支点的 薄层状岩层中，利用 锚杆的拉力将薄层状 岩体组合起来，形成 组合梁结构进行支护 ，而提高顶板的自稳 能力。
支护方式：随机支护（有针对性的支护）
系统支护（施工图上的支护形式）
四、 围岩支护具体措施-管棚
一般应用于软弱 、破碎围岩的隧 道工程中，比如 砂、卵砾石地层 、泥岩、千枚岩 等软岩。预先提 供增强地层承载 力的超前临时支 护方法。
四、 围岩支护具体措施-超前小导管
是隧道工程掘 进施工过程中 的一种工艺方 法，用于自稳 时间短的软弱 破碎带、砂层 、砂卵石、断 层破碎、软岩 带等地段的预 支护。
四、 围岩支护具体措施-钢拱架
采用型钢加工成所 需的形状后支撑地 下洞室的一种支护 措施。一般用于岩 体条件很差的围岩 中，与锚杆、喷射 混凝土、钢筋网组 成复合支护，起到 主要的支撑作用。
四、 围岩支护具体措施-锚杆
锚杆是岩土体加固的 杆件体系结构。实质 上锚杆位于岩土体内 与岩土体形成一个新 的复合体。锚杆主要 作用是增强围岩体的 抗拉能力，从而使得 岩体自身的承载能力 大大加强。
七、不良地质洞段开挖支护原则
• 4. 破碎软弱围岩中开挖需要采用自上而下的分层开挖 ，循环进尺小于1.0m，目的是减少一次爆破的炸药量， 从而减少对围岩的震动影响，而且减少石渣量从而缩短 出渣时间，以便及时迅速支护最不安全的顶拱，然后层 层开挖，层层支护。不宜在劣质围岩中采用左、中、右 程序的分块开挖。
五、 锚杆支护-支护要点
锚杆方向--与主结构面大角度（垂直）布置
五、 锚杆支护-支护要点
锚杆方向--与主结构面大角度（垂直）布置
六、 围岩破坏形态及处理方法
整 体 块 状 岩 体 围 岩
六、 围岩破坏形态及处理方法 层状岩体围岩破坏
六、 围岩破坏形态及处理方法 碎 裂 状 岩 体 围 岩
六、 围岩破坏形态及处理方法
六、 围岩破坏形态及处理方法
• 小塌方：首先加固塌方体两侧洞段，并尽快采用锚喷联合支护封 闭塌方洞穴顶部和侧部，再进行清渣。也可以在塌渣上架设临时 支架，稳定顶部，再进行清渣。临时支架需等灌注混凝土达到一 定强度后才能拆除。 • 大塌方：宜先护后挖的方法。在查清塌穴规模大小和穴顶位置后 ，可采用管棚法和注浆固结法稳固岩体和渣体（在掌子面设置混 凝土封堵墙并进行向塌方体内泵送混凝土和注浆），待其基本稳 定后，按先上部后下部的顺序清除渣体，采用短进尺、弱爆破、 早封闭的原则开挖渣体，并尽早完成衬砌。 • 塌方冒顶：在清渣前应支护陷穴口，地层很差时，在塌陷口附近 地面设置地表锚杆，洞内可采用管棚法和钢架联合支护。 • 洞口塌方：可采用管棚或暗洞明做的方法。