锚喷支护原理共18页
喷锚支护
计算方法： 计算方法： ※ 危石理论的计算方法 节理、裂隙、裂缝切割围岩的块体。 节理、裂隙、裂缝切割围岩的块体。 块体间相互咬合 主动力：为岩体重量； 主动力：为岩体重量；阻“掉”力：为咬合力 ①按“冲切”破坏（喷锚情况） 冲切”破坏（喷锚情况） 式中：
KG ≤τ0 hu KG h≥ τ 0u
பைடு நூலகம்
γ
Ra——锚杆的抗拉强度（ kg / cm 2 ）
hB ——松动圈的厚度（m）
锚杆锚入稳定岩体的长度 2
KγhB S L = 100πdaτ
2
τ
kg / cm 2 ——锚杆与沙浆间的黏结力（
）
光面钢筋36 kg / cm 2
锚杆总长度
kg / cm 2 螺旋钢筋72
L = L1 + KhB + L2
τ0
——喷混凝土抗剪强度 K ——安全系数 u ——危石边长 G ——危石重量 h ——喷层厚度
②按粘结破坏（撕开）（喷混凝土情况） 按粘结破坏（撕开）（喷混凝土情况） ）（喷混凝土情况
G 4 3 K 13 h ≥ 3 . 65 ( ) （ ） R粘 u E
式中： 式中：
R粘 ——喷混凝土计算黏结强度 喷混凝土计算黏结强度 ——危石弹性抗力系数 K ——危石弹性抗力系数 ——喷混凝土的弹性模量 E ——喷混凝土的弹性模量
5# 支护与围岩共同作用 下产生的变形曲线
T（时间）
四、水工隧洞中喷锚支护的几个问题
1、锚喷衬砌的承载能力 锚喷衬砌的厚度一般只有模浇衬砌的1/3～1/4。 锚喷衬砌的厚度一般只有模浇衬砌的1/3～1/4。 1/3 在隧洞进、出口等薄弱部位，担心开裂， 在隧洞进、出口等薄弱部位，担心开裂，内水外渗而 造成失稳。规范规定，这些部位仍用模浇混凝土。 造成失稳。规范规定，这些部位仍用模浇混凝土。 ２、糙率系数问题 锚喷糙率系数比模浇混凝土大的多 引水发电洞 水头损失（电能损失） 只作施工稳定围岩用， —水头损失（电能损失） 只作施工稳定围岩用， 泄水隧洞 ——易出现空蚀破坏 另外加模浇混凝土。 ——易出现空蚀破坏 另外加模浇混凝土。
《喷锚支护》PPT课件
Q N0 sinn qr cosn N qr sinn N0 cosn
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当锚杆径向布置时作裂缝强度校核。 a. 径向缝的强度校核
设组合拱有一条径向缝，与垂直线成φ角。假设剪力全 由岩石承受，则应满足：
Q Q y
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假定岩体摩尔包络线为直线，
其内摩擦角为 ，则不管 3
多大，剪切角 均为一定值：
45
2
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剪切滑动线上任意点的半径为：
r
r e( ) tan 0
剪切范围高度为：
h 2r0 cos
r0 ——洞室半径
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喷混凝土的容许承载力：
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喷锚结构设计原理和计算方法
锚杆喷混凝土联合加固结构是将岩石、锚杆和 喷混凝土三者视为一整体的组合结构，其设计原 理和计算方法主要有三种。
悬吊 组合拱 压剪破坏
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一、按悬吊设计原理的计算方法
锚喷结构可用受力分配的方法计算锚杆参数和喷混凝土厚度。 即不稳定大块岩石或松动围岩，主要由锚杆承受，锚杆间不 稳定岩石则由喷混凝土支撑。
Ql0
Q
0.514
0.552
0.614
0.692
0.785
ql0
Q值为半个拱上的总荷载 f—矢高 l0—计算跨度。
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拱脚处径向截面内力：
Qn Hn sinn Vn cosn Nn Vn sinn Hn cosn
弯矩Mn直接由表查得。
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《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
锚喷支护
• （3）锚杆支护技术参数的确定 • 〈1〉锚杆选用原则 • A、技术先进，质量可靠。选择时考虑结构是否先 进，是否适用当地条件，能否达到安全可靠、支护有效 的目的。 • B、价格合理。选用价廉物美的产品。不要贪大求 洋，但决不能用便宜次货。 • C、安装方便。优先选用机械化安装的锚杆，有利 于提高安装效率，保证工程质量，加快施工进度。 • 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。
•
兰格光弹性实验：在弹性体上安装具有预 张力的锚杆，对岩体产生压应力，增加岩体节理 裂隙面的摩擦阻力，将岩块夹在一起防止岩块转 动滑动和裂隙张开，保证了裂隙面间的挤压结合。
• 〈5〉减小跨度作用 • 一根锚杆相当于一个点柱，减小了顶板垮度， 从而增强了顶板岩石的稳定性，使岩石不易变形 和破坏。 • 锚杆支护的各种作用，不是各自孤立存在， 往往是同时并存互为补充，各占主次地位而已。 如：巷道中围岩是块状或破碎状加固拱作用为主 要，支护平顶层状顶板，则组合梁为主要。等等。
第五章 巷道支护
• 二、锚喷支护： • 锚喷支护是锚杆和喷射混凝土联合支护的简 称。两者也可单独使用。即：锚杆支护（适应于 强度高，不易风化的岩层），喷浆支护（适应于 易风化的稳定性岩层）。 • 其优点是：施工速度快，施工机械化程度高， 成本低，及节约材料等。
• 1、锚杆支护： • （1）锚杆的结构类型： • 〈1〉钢筋或钢丝绳砂浆锚杆：全长锚固型锚 杆，锚固力为30-50KN,不可立即承载。 • A、钢筋砂浆锚杆是先在孔内注满砂浆，再 扦入钢筋而成，利用砂浆与钢筋，砂筋与孔壁的 粘结力锚固岩层。 • B、钢丝绳砂浆锚杆，是利用直径1014mm的废旧钢丝绳代替钢筋扦入孔内再注砂 浆而成。废旧钢丝绳在使用前要进行处理，截断， 火烧（去油、退火），破股，除锈，平直。
6.7.1 喷锚支护的原理及特点
传统地下洞室支护理论坍塌可能坍塌下来的岩石围岩无自承能力被动承受普氏压力刚性衬砌现代地下洞室支护理论及时紧密贴合柔性保护岩体结构防止围岩松动和坍塌既让围岩变形又限制围岩变形主动自身承载能力喷锚支护喷锚支护锚杆喷射混凝土喷锚支护=新奥法关于新奥法和喷锚支护技术：源于奥地利学者L.V.Rabcewicz于20世纪60年代初提出的“新奥地利隧道施工法”（简称新奥法，NATM，NewAustrian Tunnelling Method）新奥法的核心思想：充分发挥围岩自身承载能力的基础上，因地制宜地搞好地下洞室的开挖与支护新奥法三大支柱：光面爆破、喷锚支护、监测及信息反馈 新奥法强调喷锚支护，现代意义的喷锚支护技术就是建立在新奥法核心思想或理论基础上。
喷锚支护不等同于新奥法。
支护时间及支护刚度确定原则。
●洞室开挖→围岩变形→塑性发展●(塑性区半径也可表示为洞壁位移）✓不约束（支护）→充分发展→破坏→形成松动压力✓施加约束（主动支护）→适度发展→承担变形压力1i p p f R ⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭事实上，p i 随ΔR 增大而减小有限度：当ΔR 过大时，岩体发生松动而导致分离、塌落，产生松动压力，p 反而增大（曲线CC ，p 4）支护时间确定支护时间山岩压力支护压力洞壁位移塑性区i p R围岩位移曲线I 松动压力A1i p A A t B B3i p B t C C 4i p C t 紧贴适时斜率刚度支护刚度山岩压力支护压力洞壁位移塑性区i p R∆围岩位移曲线I松动压力A 1i p A A t B B 3i p B t CC4i p C t 紧贴适时柔性A '2i p山岩压力支护压力支护时间洞壁位移塑性区i p R∆A '2i p 围岩位移曲线I 松动压力阶段II阶段III A 1i p A A t B B 3i p B t C C4i p C t 曲线I I支护刚度阶段I弹性、塑性及粘性的连续介质时间效应与空间效应控制和调整保护岩体结构适时、紧贴、柔性既让围岩变形又限制围岩变形3214有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６或关注桃报：奉献教育（店铺）。
锚喷支护原理(一)
锚喷支护原理(一)锚喷支护介绍锚喷支护是一种固结性地支护方式，它广泛应用于地下工程中。
该技术可以起到连接岩体与加固结构之间的作用，确保工程的安全性。
原理锚喷支护的原理是，在支护位置利用钢筋、锚杆等材料进行锚固，随后使用喷射混凝土进行加固。
锚喷支护不仅能够增强地质体的承载能力，还可以消除地质体内部的应力集中，提高整个地下工程的整体稳定性。
适用范围锚喷支护适用于许多地下工程，例如矿山、地铁、隧道等。
它可以用于普通地质体及困难地质体的支护，包括软弱土层、岩体和混凝土。
实施步骤锚喷支护的实施步骤主要包括以下几个阶段：1.挖掘壁面并清除表面的松散岩屑和碎石；2.预埋锚杆或钢筋；3.安装喷射混凝土设备；4.喷射混凝土，同时加固锚杆和钢筋；5.等待混凝土强度达到要求后，进行后续施工。
优缺点锚喷支护的优点包括：•支护效果好•施工速度快•符合环保要求其缺点则是：•施工难度大•技术要求高结论锚喷支护是一种常用的地下工程支护方式，它具有较好的支护效果和较快的施工速度。
需要注意的是，施工过程中需要严格控制质量，以确保工程的安全性和可靠性。
设计要点使用锚喷支护时，需要注意以下设计要点：1.锚杆或钢筋的直径、长度和间距；2.喷射混凝土的配合比、强度等级和厚度；3.喷射混凝土与锚杆或钢筋之间的间隙；4.施工地点周围的验收标准和防护措施。
施工技术锚喷支护的施工技术是关键之一，需要注意以下几个方面：1.施工前需要对地质情况进行详细的调查和分析，制定出合理的支护方案；2.锚杆或钢筋的预埋深度要符合设计要求，且安装时应注意不要损坏地质体；3.喷射混凝土时，应控制好厚度和配比，确保其强度和耐久性；4.施工过程中需要不断进行质量检测，及时发现和纠正问题。
安全预防措施安全是每个工程的首要任务，使用锚喷支护时，需要严格执行以下安全措施：1.严格遵守安全生产规定，做好现场安全防护措施；2.确保喷射混凝土设备和材料的安全性和可靠性；3.施工过程中应定期检查设备和工具是否符合规定；4.操作人员必须经过专业培训，具有一定的技术能力和判断能力；5.发现安全隐患及时报告，以确保现场作业的安全进行。
锚喷支护原理
锚喷支护原理
锚喷支护是一种地下工程中常用的支护方式，它的主要原理是利用钢筋支撑和混凝土灌注来增强地层的承载能力，从而达到加固和稳定地下巷道或洞室的目的。
在锚喷支护中，钢筋锚杆作为主要的支护元素，被固定在岩体或土层中，形成一个锚固体，然后通过喷射混凝土或其他支护材料来填充锚杆周围的空隙，形成一层衬砌。
这样，锚杆与锚固体、衬砌之间的相互作用形成了一个整体，从而实现了地层的强化和支撑。
锚喷支护的主要特点是施工快速、成本低廉、效果显著。
在地下工程中，锚喷支护广泛应用于隧道、矿山、水利工程、地下室、地铁等工程中，可以很好地解决巷道或洞室的固结、位移和塌方等问题，保证了工程的安全和顺利进行。
同时，锚喷支护还可以有效地防止地下水、沙土、煤与岩层等的突出和落坡，对于保护环境和资源具有重要意义。
总之，锚喷支护是一种可靠、有效的地下工程支护方式，其原理基于钢筋锚杆和混凝土灌注，具有施工快速、经济实用、效果显著等特点，并广泛应用于各种地下工程中。
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
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围岩与支护分开，荷载结构模型。围岩与支护的不可分割 的统一体。
C、建立计算简图上 锚喷支护是现代支护理论的物质基础
现代支护理论（新奥法原则）
（3）在围岩与支护的统一体中，围岩所占的比重 最大，起的作用也最大，承载地应力的主体，对 隧道稳定起决定性作用。
A、岩体的整体稳定
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
（3）不是一种独立的方法，通常和经验类比法、理论验 算法结合使用。
（4）使用效果与量测手段、量测地段的选择、量测数据 的可靠性、量测数据的分析与利用关系很大。
锚喷支护设计原则和方法
三、理论验算法
（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。分为整体稳定性验算与局部失稳验算。
（2）对于浅埋隧道或洞门等隧道工程，可以采用荷载结 构模型考虑围岩的弹性抗力进行理论分析与计算。
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）
A、围岩和围岩压力的认识
传统支护理论针对松散体；现代支护理论认为岩层具 有一定的自稳能力，其力学机制已为围岩特征线与支护特 征线理论得到了很好的描述。
C、过强支护对围岩稳定无必要。
锚喷支护特点
1、及时性：锚喷支护工艺，超前支护。能迅速给围岩提
供支护能力，改善围岩应力状态；限制支护前变形的发展， 防止围岩进入松弛状态。
2、紧贴性 联锁作用，复合作用，增强作用
3、柔韧性 锚喷支护属于柔性薄型支护
锚喷支护特点
4、深入围岩内部加固：锚杆 5、支护组合和设置时间的灵活性
（3）对于软岩隧道或埋深较大稳定性较好的围岩中的大 跨度工程，可以采用地层-结构模型考虑岩石的弹塑粘性、 各向异性、节理裂隙等诸多因素还可以用近似的解析计算 方法或用数值计算方法进行整体的稳定性分析。
（4）任何情况下，凡可能出现局部失稳的围岩，都要通 过不稳定块体的理论计算进行局部加固。
锚喷支护设计原则和方法
锚喷支护设计原则和方法
二、监控量测法
（1）信息设计法，以施工监控量测信息为依据，对支护 参数、施工方法的合理性进行评价，并将这些分析结果反 馈到设计施工中去。
（2）较为科学，“锚杆喷射混凝土支护技术规范”中规 定：对不稳定的，稳定性差的软弱围岩或较大跨度的工程 及分次支护的工程，应采用监控量测法。
锚喷支护设计原则和方法
事实上，在设计中人们常常采用的是一种综合方法。在初 步设计阶段，用工程类比法初选支护的类型和大致参数， 用于编制工程概算。在技术设计阶段，运用特征线法或理 论分析手段去确认或修改支护类型，详尽地设计组合支护 各组成部分的参数，乃至施工工艺就十分必要了。对于复 杂地层或大型洞室工程，甚至还需要开挖试验洞，安装必 要的测量仪器，为支护设计提供可靠的背景数据。在施工 阶段，根据开挖暴露出的地层情况和适时监测数据去评价 和修正原有的设计。因此，隧道工程支护设计，不仅贯穿 于隧道修建的全过程，而且所用的设计手段也是多手段综 合性的。
（1）锚喷支护的类型和参数可根据各段不同的地质条件 随时调整。 （2）支护组合和设置时间的可分性 （3）广泛的适用性
6、密封性：及时封闭围岩的暴露面，阻止围岩的潮解和
风化。
锚喷支护设计原则和方法
一、工程类比法
（1）根据围岩分级及工程断面尺寸或隧道毛跨，直接确 定锚喷支护参数与施工方法。 （2）目前应用最广泛，在工程设计中占主导地位。 （3）对于一些简单的小跨度工程，可以单独使用工程类 比法，但是大多数情况下，特别是那些地质复杂、经验不 多的地下工程，单凭工程类比法不足以保证设计的可靠性 和合理性，此时应结合其他设计方法。
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。
四、典型类比监控反演法
（1）综合方法，较好地解决了岩体力学参数和地应力难 以获得的问题，又完善了监控量测法的反馈工作。
（2）用工程类比法初选锚喷支护参数；对“围岩-支护” 结构进行施工监测；选择可靠量测数据，利用适当的力学 模型和数值计算方法进行反演分析，求得地应力和岩体力 学参数；根据反演得到的地应力和岩体力学指标，采用 “地层-结构”模型模拟开挖过程，分析围岩受力状态和围 岩稳定性，对施工方法、支护时机、支护参数做出必要的 修正。
2、现代支护理论的内容 （1）地下工程修建方法、确定洞室分步开挖方案 和暴露面积大小，选择支护时机、支护方案和支 护参数的时候要确保维护围岩稳定这一基本目标。 A、做好工程地质勘察工作。
贯穿锚喷支护设计与施工的全过程 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。
现代支护理论（新奥法原则）
1、现代支护理论 （1）处于一个发展阶段，还没有形成自身比较完 整的理论体系只能算是一些理念和原则
（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。
现代支护理论（新奥法原则）
锚喷支护设计原则和方法
五、特征线法
（1）建立在现代岩石力学理论特别是空间效应分析基础 上的图解分析法。
（2）用工程类比法结合现场实际初选初期支护的设计参 数；建立无量纲围岩特征线；建立无量纲支护特征线；根 据各支护组成部分的设置位置、先后次序、喷射混凝土的 滞后效应等因素绘制组合支护特征线；计算组合支护的工 作反力和安全系数，评价支护的适用性和可靠性。