第七节 改善地下洞室围岩稳定性的

第七节 改善地下洞室 围岩稳定性的研究
大量的工程事例表明，各种复杂的工程地质条件是导致水工隧洞围岩 失稳的主要原因。为了保证隧道的安全施工和正常运行，就需要采取一定 的的工程技术措施去改善围岩的稳定条件。对于那些断面较大，地质条件
较差的地下洞室，尤其需要注意施工方式和方法的选择，如尽量采用分步
开挖和光面爆破技术以减少对围岩的扰动。为防止围岩在开挖后继续松动 与变形，要求在断面开挖的同时或稍后，适时地进行支护或衬砌。目前在 水利水电工程建设中常用的改善围岩稳定条件的工程措施有支护（衬砌） 和喷锚结构两类。
（2）有压隧洞衬砌。 平整的及止水衬砌、单层整体混凝土衬砌、钢筋混凝土衬砌、双层和联 合衬砌、钢板衬砌、预应力衬砌。
分部开挖、逐步扩挖示意图
衬砌类型示意图
二、喷锚支护
当地下洞室开挖后，围岩总是逐渐地向洞内变形。喷锚支护就是在洞 室开挖后，及时地向围岩表面喷一薄层混凝土(一般厚度为5～20cm)，有 时再增加一些锚杆，从而部分地阻止围岩向洞内变形，以达到支护的目的。
为了防止锚杆之间岩块的坍落，可采用喷层和钢丝网来配合。
楔缝式及楔头式锚杆
胀壳式及砂浆粘结式预应力锚杆
2、喷混凝土支护 喷混凝土是将一定比例的水泥、砂、速凝剂等拌和均匀，装入喷射机 与水混合，以高速喷射在围岩表面上，形成一层与围岩紧紧粘在一起的混 凝土层，从而起到支护作用。
喷射混凝土的作用
喷锚支护与常规衬砌支护比较示意图
一、支护和衬砌
根据围岩压力的性质和大小，选用相应的支护与衬砌方法，这是维护 和改善围岩稳定条件的最常用的方法。 1、支撑 在洞室开挖过程中，用以稳定围岩用的临时性措施，按照选用材料的 不同，有木支撑、钢支撑及混凝土支撑等。在不太稳定的岩体中开挖时， 需及时支撑以防止围岩早期松动。
2、衬砌 衬砌是加固围岩的永久性工程结构。衬砌的作用主要是承受围岩压力 及内水压力。在坚硬完整的岩体中，如果围岩的自稳能力比较高，也可以 不做衬砌。目前应用比较广泛的衬砌形式有如下几种： （1）无压隧道的衬砌。 平整衬砌、整体混凝土衬砌、钢筋混凝土衬砌。
（4）在喷射混凝土与围岩的组合供中，钢筋网承受拉应力。
支护时间与支护压力关系图
3、钢筋网的作用 在大跨度的地下工程中，多采用锚杆、喷混凝土和钢筋网和联合支护 型式。在地质条件差的地段，不论跨度大小都配有钢筋网。钢筋网的结构 中的作用有几点： （1）能使混凝土应力均匀分布，加强喷射混凝土的整体工作性能。 （2）提高喷射混凝土的抗震能力。
（3）承受混凝土的收缩压力，阻止因收缩而产生的裂缝。
பைடு நூலகம்
1、锚杆的种类与作用
锚杆有楔缝式金属锚杆、钢丝绳砂浆锚杆、普通砂浆金属锚杆、预应 力锚杆及木锚杆等。目前在大中型工程中，常用的是楔缝式金属锚杆和砂 浆金属锚杆两种。
锚杆的作用可概括为下述三个方面。 (1)悬吊作用。 (2)组合作用。对于层状岩层，锚杆可以将数层薄的岩层组合联成整 体，类似锚钉加固的组合梁，提高了岩层整体的抗震、抗剪、抗弯能力。 (3)加固作用。