喷锚支护结构设计与施工[详细]
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（4）两车道隧道系统锚杆长度一般不小于2.0m，三 车道隧道系统锚杆一般不小于2.5m。
4、局部不稳定的岩块宜设置局部锚杆，可采用全长粘 结型锚杆、端头锚固型锚杆、预应力锚杆，锚固端应 置于稳定岩体内，锚杆参数应通过计算确定。
一般规定
5、软岩、收敛变形较大的围岩地段，可采用预应力 锚杆，预应力锚杆的预应力应不小于100kPa。预应 力锚杆的锚固端必须锚固在稳定岩层内。 6、岩体破碎、成孔困难的围岩，宜采用自进式锚杆。
φ1 N G ξ-φ1
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。
① 锚杆承载力裂隙计面 算
锚杆
锚杆
如图所示，根据静力平衡及
正弦定理有：
Q G sin 1 s in
N G sin( 1 ) sin
φ1 锚杆
G
φ1 ξ 裂隙面
φ1 N G ξ-φ1
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；1是锚杆与垂直线夹角。
当r=R时，
e r
p r
,
e
p
σ
2
1
σθ
τσrθ
σr
θ
σθ σr
σr
r
σR
塑性弹区性区
⑦ 塑性区半径与支护抗力的关系
σ
2
1
σθ
τσrθ
σr
θ
σθ σr
σr
r
σR
塑性弹区性区
1sin
R
r0
p0 pi
c cot c cot
(1
sin
)
2 sin
pi
( p0
c
c
ot
)(1
sin
)(
r0
2 sin
当防水要求较高时，可采用强度等级大于C30的高性能喷射混 凝土。
1、锚杆支护结构 2、喷混凝土支护结构 3、锚喷联合支护结构
3、锚喷联合支护结构 ⑴ 锚喷联合支护修建隧道的基本概念 ⑵ 支护与围岩共同作用的力学原理 ⑶ 锚喷支护结构承载力计算 (4) 隧道围岩位移量的容许值 ⑸ 二次衬砌支护时间选择原则
● 初始应力为自重应力场；
● 隧道视为无限体中的孔洞问题；
● 采用莫尔-库仑(Mohr-Coulomb)准则为塑性
屈服判据:
sin
r
r 2c cot
④ 均质围岩中圆形隧道的弹性解
r
p0 (1
R2 r2
)
R
R2 r2
(1
R2 r2
)
R
R2 r2
⑤ 均质围岩中圆形隧道的塑性解
② 抗撕裂计算
d kG RLu u
其中：RLu 是喷层和岩石之间的粘 结强度。
为此，需求出危石自重作用下在喷层与岩
石之间的拉应力q的大小，利用弹性半地
基上的半无限长梁公式：
q
2P
x
es
cos
x
；
s
s
其中 s 4 4EI 0.764 Ed3 ；K岩体弹性系数；E是
bK
K
混凝土弹性模量。当x=0端点时，有最大
值：
qmax
2P s
2.63P Ed 3
RLu
4
K
4
1
d
3.63
G RLu u
3
K E
3
⑶ 整体稳定原理
⑶ 整体稳定原理
喷混凝土层与围岩体表面紧密粘 结、咬合、使洞室表面岩体形成较 平顺的整体，依靠结合面处的抗拉、 抗压、抗剪能力，与岩体密贴组成 “组合结构”或“整体结构物”共 同工作。
● 基本方程：d r r 0
dr
r
sin
r
r 2c cot
● 边界条件： r r0 , r pi
●
塑性解： r
( pi
c cot)(
r
2 sin
)1sin
r0
c cot
( pi
c cot)(
r
2 sin
)1sin
(1
sin
)
c
cot
r0
1 sin
⑥ 弹性区与塑性区边界上的连续条件
Pi
kL2 b 2
d 2
4
Rg
b d 2
Rg 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：
Ps DL1 (cs t tans )
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。
锚杆类型
② 端头锚固型
锚杆类型
② 端头锚固型
锚杆类型
③ 摩察型
主要有缝管锚杆、楔管锚杆和水胀锚杆等
锚杆类型
③ 摩察型
锚杆的力学作用
① 悬吊作用 ② 组合梁作用 ③ 整体加固作用
①悬吊作用：将不稳定岩层悬吊在坚 固岩层上，阻止围岩移动滑落。
② 组合梁作用：在岩层中打入锚杆，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。
第一节 喷锚支护的概况
C、通过试验、量测决定围岩体和支护结构的承载 －变形－时间特性； D、按“预计的”围岩局部应力松弛选择开挖方法 和支护结构； E、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。 5、控制爆破技术：
第一节 喷锚支护的概况
6、喷锚支护的适用条件 围岩的自立能力差、有涌水及大面积淋水处、地 层松软处就很难成型
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。
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。
⑴ 喷射砼的作用 ① 充填裂隙加固围岩； ② 找平，封闭围岩表面防止风化； ③ 喷砼与围岩组成共同承载结构。
⑵ 局部稳定原理
危石除用锚杆支护外，也可用喷 射混凝土层支护。在危石重力作用 下混凝土喷层可能出现冲切破坏和 撕裂破坏。
① 抗冲切计算 喷层厚度必须满足：
kG d
RLu
其中： R为L 喷射混凝土抗拉强度；u为危石底面周长， k是安全系数3～5。
第一节 喷锚支护的概况
1、喷锚支护：喷射混凝土、锚杆、钢筋网喷射混 凝土等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
2、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。
1、锚杆支护结构 2、喷混凝土支护结构 3、锚喷联合支护结构
2、喷混凝土支护结构
喷射砼是将水泥、砂子、石子、 速凝剂按一定的比例均匀的搅拌后送 入喷射机，借助压缩空气将干混合料 通过管道压送到喷头与高压水混合， 以高速喷射到岩壁表面凝结而成的砼。 它是通过局部稳定围岩和整体稳定围 岩起支护作用。
③ 整体加固作用：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锚固力作用下构成一 个均匀的压缩带，即承载环。
⑶ 锚杆的设计与计算
① 锚杆承载力计算 ② 锚杆锚固长度确定 ③ 锚杆直径的确定 ④ 锚杆间距的确定
① 锚杆承载力计算
裂隙面
锚杆
锚杆
φ1 锚杆
G
φ1 ξ 裂隙面
)1sin
R
c cot
⑧ 由洞周位移计算围岩压力
● 弹性区引起的应力增量：
e r
( p0
R)
R2 r2
e
( p0
R
)
R2 r2
● 围岩引起的径向应变：
r
ur r
r
1 2
E
(
e r
1
e
)
●
由以上关系得：ur
r
R2 2G
一般规定
3、钢纤维喷射混凝土设计应符合下列规定： （1）钢纤维掺量宜为干混合料质量的1.5%～4% （2）钢纤维喷射混凝土的设计强度等级不应低于C25 4、为提高喷射混凝土的抗裂性能，可采用合成纤维喷射混凝土， 合成纤维喷射混凝土的设计强度等级不应低于C20，合成纤维喷 射混凝土应根据实验确定其掺量。
L L1 L2 L3
式中：L1是锚固深度；L2为不稳 定岩层厚度；L3是外露长度（约小于 喷射混凝土厚度）；
③ 锚杆直径的确定 以抗拉为例，锚杆直径可用下式计算
kN d 2
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。
④ 锚杆间距的确定
若等间距布置，每根锚杆所负担的 岩体重量即为所受荷载。
假设裂隙受到预加力T和水平方向压力 P，则裂隙法向力和抗滑力分别为：
N T Psin F (T Psin) tan
是裂隙面内摩察角，沿裂隙面的下滑力 必须满足的条件：
P cos (T P sin) tan T P(sin tan sin)
一般规定
1、永久支护的锚杆应为全长粘结型锚杆或预应力注浆 锚杆。其他类型的锚杆不能作为永久支护，当需作永 久支护时，锚孔内必须注满砂浆或树脂。
第二节 喷锚支护受力分析与结构计算
1、锚杆支护结构 2、喷混凝土支护结构 3、新奥法中锚喷联合支护的应用
锚喷支护的设计步骤
分析围岩稳定条件 围岩分类，选择支护类型和设计参数，对喷锚支护进行 受力分析和结构计算，并提出施工注意事项 动态施工：根据地质情况，及时修改设计参数，变更施 工工序 施工完成后的隧道稳定性评价，必要时包括施工阶段的 监测 总结经验，改进设计和施工。掌握岩体变形、坍塌的规 律之后，在恰当的时间，采用适当的办法，把支护做好。
第一节 喷锚支护的概况
与围岩密贴，封闭岩体的张性裂隙和节理，加固 围岩结构面，有效地发挥和利用岩块间的镶嵌、 咬合和自锁作用，从而提高岩体自身的强度、自 撑能力和整体性。
4）柔性好，能同围岩共同变形，构成一个共同工 作的承载体系。在变形过程中，它能调整围岩应 力，抑制围岩变形的发展，避免岩体坍塌的产生， 防止过大的松散压力出现。喷锚支护不再把围岩 仅仅视作荷载（松散地压），同时还把它视为承 载结构的组成部分。形变压力
第一节 喷锚支护的概况
3、喷锚支护的特点 1）较传统的现浇混凝土衬砌优越。及时支护、有 效控制围岩变形，防止岩块坠落和坍塌的产生， 充分发挥围岩的自撑能力 2）能节省大量的混凝土、木料、劳动力、加快施 工进度，工程造价课降低40～50％，并有利于施 工机械化和改善劳动条件 3）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。及时支护和加固围岩，
② 锚固长度确定
● 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
4k D
L1
d 2Rg
4k D
其中：d是锚杆直径，16 ~ 22螺纹钢筋；D
是钻孔直径；k安全系数，3-5； 是砂浆与
岩孔之间的抗剪强度。实践中要求 L1大于 30厘米；
锚杆长总度L：
锚杆支护结构
✓ 锚杆类型 ✓ 锚杆的力学作用 ✓ 锚杆的设计与计算 ✓ 支护块状围岩 ✓ 加固裂隙围岩
锚杆类型
① 全长粘结型
主要有普通水泥砂浆锚杆、树脂锚固锚杆、早强水 泥砂浆锚杆、树脂锚杆、水泥卷锚杆、中空注浆锚杆和 自钻式注浆锚杆等。
锚杆类型
② 端头锚固型
主要有机械锚固锚杆、树脂锚固锚杆、快硬水 泥卷端头锚杆等。
第一节 喷锚支护的概况
4、新奥法 1）从岩体力学观点出发，进行支护设计和施工时， 把坑道周围岩体和各种支护结构作为一个完整支 护体系的新的支护理论和方法 2）要点： A、围岩体和支护视作统一的承载结构体系，岩体 是主要的承载单元； B、允许围岩产生局部应力松弛，也允许作为承载 环的支护结构有限制的变形；
● 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；
一般规定
1、喷射混凝土厚度不应小于50mm，不宜大于300mm。 2、钢筋网喷射混凝土设计应符合下列规定 （1）钢筋网网格应按矩形布置，钢筋间距宜为150～300mm。 （2）钢筋网钢筋的搭接长度应不小于30d（d为钢筋直径） （3）钢筋网喷射混凝土保护层厚度应不小于20mm，当采用双 层钢筋网时，两层钢筋网之间的间隔距离应不小于60mm。 （4）单层钢筋网喷射混凝土厚度不得小于80mm，双层钢筋网 喷射混凝土厚度不得小于150mm。 （5）钢筋网应配合锚杆一起使用
4、局部不稳定的岩块宜设置局部锚杆，可采用全长粘 结型锚杆、端头锚固型锚杆、预应力锚杆，锚固端应 置于稳定岩体内，锚杆参数应通过计算确定。
一般规定
5、软岩、收敛变形较大的围岩地段，可采用预应力 锚杆，预应力锚杆的预应力应不小于100kPa。预应 力锚杆的锚固端必须锚固在稳定岩层内。 6、岩体破碎、成孔困难的围岩，宜采用自进式锚杆。
φ1 N G ξ-φ1
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。
① 锚杆承载力裂隙计面 算
锚杆
锚杆
如图所示，根据静力平衡及
正弦定理有：
Q G sin 1 s in
N G sin( 1 ) sin
φ1 锚杆
G
φ1 ξ 裂隙面
φ1 N G ξ-φ1
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；1是锚杆与垂直线夹角。
当r=R时，
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,
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σ
2
1
σθ
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塑性弹区性区
⑦ 塑性区半径与支护抗力的关系
σ
2
1
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塑性弹区性区
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)(1
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当防水要求较高时，可采用强度等级大于C30的高性能喷射混 凝土。
1、锚杆支护结构 2、喷混凝土支护结构 3、锚喷联合支护结构
3、锚喷联合支护结构 ⑴ 锚喷联合支护修建隧道的基本概念 ⑵ 支护与围岩共同作用的力学原理 ⑶ 锚喷支护结构承载力计算 (4) 隧道围岩位移量的容许值 ⑸ 二次衬砌支护时间选择原则
● 初始应力为自重应力场；
● 隧道视为无限体中的孔洞问题；
● 采用莫尔-库仑(Mohr-Coulomb)准则为塑性
屈服判据:
sin
r
r 2c cot
④ 均质围岩中圆形隧道的弹性解
r
p0 (1
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R
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(1
R2 r2
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R
R2 r2
⑤ 均质围岩中圆形隧道的塑性解
② 抗撕裂计算
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其中：RLu 是喷层和岩石之间的粘 结强度。
为此，需求出危石自重作用下在喷层与岩
石之间的拉应力q的大小，利用弹性半地
基上的半无限长梁公式：
q
2P
x
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；
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其中 s 4 4EI 0.764 Ed3 ；K岩体弹性系数；E是
bK
K
混凝土弹性模量。当x=0端点时，有最大
值：
qmax
2P s
2.63P Ed 3
RLu
4
K
4
1
d
3.63
G RLu u
3
K E
3
⑶ 整体稳定原理
⑶ 整体稳定原理
喷混凝土层与围岩体表面紧密粘 结、咬合、使洞室表面岩体形成较 平顺的整体，依靠结合面处的抗拉、 抗压、抗剪能力，与岩体密贴组成 “组合结构”或“整体结构物”共 同工作。
● 基本方程：d r r 0
dr
r
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r 2c cot
● 边界条件： r r0 , r pi
●
塑性解： r
( pi
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1 sin
⑥ 弹性区与塑性区边界上的连续条件
Pi
kL2 b 2
d 2
4
Rg
b d 2
Rg 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：
Ps DL1 (cs t tans )
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。
锚杆类型
② 端头锚固型
锚杆类型
② 端头锚固型
锚杆类型
③ 摩察型
主要有缝管锚杆、楔管锚杆和水胀锚杆等
锚杆类型
③ 摩察型
锚杆的力学作用
① 悬吊作用 ② 组合梁作用 ③ 整体加固作用
①悬吊作用：将不稳定岩层悬吊在坚 固岩层上，阻止围岩移动滑落。
② 组合梁作用：在岩层中打入锚杆，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。
第一节 喷锚支护的概况
C、通过试验、量测决定围岩体和支护结构的承载 －变形－时间特性； D、按“预计的”围岩局部应力松弛选择开挖方法 和支护结构； E、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。 5、控制爆破技术：
第一节 喷锚支护的概况
6、喷锚支护的适用条件 围岩的自立能力差、有涌水及大面积淋水处、地 层松软处就很难成型
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。
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。
⑴ 喷射砼的作用 ① 充填裂隙加固围岩； ② 找平，封闭围岩表面防止风化； ③ 喷砼与围岩组成共同承载结构。
⑵ 局部稳定原理
危石除用锚杆支护外，也可用喷 射混凝土层支护。在危石重力作用 下混凝土喷层可能出现冲切破坏和 撕裂破坏。
① 抗冲切计算 喷层厚度必须满足：
kG d
RLu
其中： R为L 喷射混凝土抗拉强度；u为危石底面周长， k是安全系数3～5。
第一节 喷锚支护的概况
1、喷锚支护：喷射混凝土、锚杆、钢筋网喷射混 凝土等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
2、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。
1、锚杆支护结构 2、喷混凝土支护结构 3、锚喷联合支护结构
2、喷混凝土支护结构
喷射砼是将水泥、砂子、石子、 速凝剂按一定的比例均匀的搅拌后送 入喷射机，借助压缩空气将干混合料 通过管道压送到喷头与高压水混合， 以高速喷射到岩壁表面凝结而成的砼。 它是通过局部稳定围岩和整体稳定围 岩起支护作用。
③ 整体加固作用：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锚固力作用下构成一 个均匀的压缩带，即承载环。
⑶ 锚杆的设计与计算
① 锚杆承载力计算 ② 锚杆锚固长度确定 ③ 锚杆直径的确定 ④ 锚杆间距的确定
① 锚杆承载力计算
裂隙面
锚杆
锚杆
φ1 锚杆
G
φ1 ξ 裂隙面
)1sin
R
c cot
⑧ 由洞周位移计算围岩压力
● 弹性区引起的应力增量：
e r
( p0
R)
R2 r2
e
( p0
R
)
R2 r2
● 围岩引起的径向应变：
r
ur r
r
1 2
E
(
e r
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●
由以上关系得：ur
r
R2 2G
一般规定
3、钢纤维喷射混凝土设计应符合下列规定： （1）钢纤维掺量宜为干混合料质量的1.5%～4% （2）钢纤维喷射混凝土的设计强度等级不应低于C25 4、为提高喷射混凝土的抗裂性能，可采用合成纤维喷射混凝土， 合成纤维喷射混凝土的设计强度等级不应低于C20，合成纤维喷 射混凝土应根据实验确定其掺量。
L L1 L2 L3
式中：L1是锚固深度；L2为不稳 定岩层厚度；L3是外露长度（约小于 喷射混凝土厚度）；
③ 锚杆直径的确定 以抗拉为例，锚杆直径可用下式计算
kN d 2
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。
④ 锚杆间距的确定
若等间距布置，每根锚杆所负担的 岩体重量即为所受荷载。
假设裂隙受到预加力T和水平方向压力 P，则裂隙法向力和抗滑力分别为：
N T Psin F (T Psin) tan
是裂隙面内摩察角，沿裂隙面的下滑力 必须满足的条件：
P cos (T P sin) tan T P(sin tan sin)
一般规定
1、永久支护的锚杆应为全长粘结型锚杆或预应力注浆 锚杆。其他类型的锚杆不能作为永久支护，当需作永 久支护时，锚孔内必须注满砂浆或树脂。
第二节 喷锚支护受力分析与结构计算
1、锚杆支护结构 2、喷混凝土支护结构 3、新奥法中锚喷联合支护的应用
锚喷支护的设计步骤
分析围岩稳定条件 围岩分类，选择支护类型和设计参数，对喷锚支护进行 受力分析和结构计算，并提出施工注意事项 动态施工：根据地质情况，及时修改设计参数，变更施 工工序 施工完成后的隧道稳定性评价，必要时包括施工阶段的 监测 总结经验，改进设计和施工。掌握岩体变形、坍塌的规 律之后，在恰当的时间，采用适当的办法，把支护做好。
第一节 喷锚支护的概况
与围岩密贴，封闭岩体的张性裂隙和节理，加固 围岩结构面，有效地发挥和利用岩块间的镶嵌、 咬合和自锁作用，从而提高岩体自身的强度、自 撑能力和整体性。
4）柔性好，能同围岩共同变形，构成一个共同工 作的承载体系。在变形过程中，它能调整围岩应 力，抑制围岩变形的发展，避免岩体坍塌的产生， 防止过大的松散压力出现。喷锚支护不再把围岩 仅仅视作荷载（松散地压），同时还把它视为承 载结构的组成部分。形变压力
第一节 喷锚支护的概况
3、喷锚支护的特点 1）较传统的现浇混凝土衬砌优越。及时支护、有 效控制围岩变形，防止岩块坠落和坍塌的产生， 充分发挥围岩的自撑能力 2）能节省大量的混凝土、木料、劳动力、加快施 工进度，工程造价课降低40～50％，并有利于施 工机械化和改善劳动条件 3）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。及时支护和加固围岩，
② 锚固长度确定
● 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
4k D
L1
d 2Rg
4k D
其中：d是锚杆直径，16 ~ 22螺纹钢筋；D
是钻孔直径；k安全系数，3-5； 是砂浆与
岩孔之间的抗剪强度。实践中要求 L1大于 30厘米；
锚杆长总度L：
锚杆支护结构
✓ 锚杆类型 ✓ 锚杆的力学作用 ✓ 锚杆的设计与计算 ✓ 支护块状围岩 ✓ 加固裂隙围岩
锚杆类型
① 全长粘结型
主要有普通水泥砂浆锚杆、树脂锚固锚杆、早强水 泥砂浆锚杆、树脂锚杆、水泥卷锚杆、中空注浆锚杆和 自钻式注浆锚杆等。
锚杆类型
② 端头锚固型
主要有机械锚固锚杆、树脂锚固锚杆、快硬水 泥卷端头锚杆等。
第一节 喷锚支护的概况
4、新奥法 1）从岩体力学观点出发，进行支护设计和施工时， 把坑道周围岩体和各种支护结构作为一个完整支 护体系的新的支护理论和方法 2）要点： A、围岩体和支护视作统一的承载结构体系，岩体 是主要的承载单元； B、允许围岩产生局部应力松弛，也允许作为承载 环的支护结构有限制的变形；
● 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；
一般规定
1、喷射混凝土厚度不应小于50mm，不宜大于300mm。 2、钢筋网喷射混凝土设计应符合下列规定 （1）钢筋网网格应按矩形布置，钢筋间距宜为150～300mm。 （2）钢筋网钢筋的搭接长度应不小于30d（d为钢筋直径） （3）钢筋网喷射混凝土保护层厚度应不小于20mm，当采用双 层钢筋网时，两层钢筋网之间的间隔距离应不小于60mm。 （4）单层钢筋网喷射混凝土厚度不得小于80mm，双层钢筋网 喷射混凝土厚度不得小于150mm。 （5）钢筋网应配合锚杆一起使用