喷锚支护结构设计与施工共120页
合集下载
锚喷支护结构的设计与施工
锚喷支护结构的设计与施工基坑支护技术2009-11-14 11:02:42 阅读214 评论0 字号：大中小订阅1.1 概述喷射混凝土是利用高压空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的，锚喷支护是喷射混凝土、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，采用锚喷支护中的一种或几种结构的组合。
工程实践证明，锚喷支护较传统的现浇混凝土衬砌支护优越。
由于锚喷结构能及时支护和有效地控制围岩的变形，防止岩块坠落和坍塌的产生，充分发挥围岩的自承能力，所以锚喷支护结构比模注混凝土衬砌的受力更为合理。
锚喷支护能大量节省混凝土、木材和劳动力，加快施工进度，工程造价可大幅度降低，并有利于施工机械化程度的改进和劳动条件的改善等。
此外，锚喷支护是一种符合岩体加固原理的积极支护方法，加固体具有良好的物理力学性能。
即它能及时地支护和加固围岩，与围岩密贴并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、自承能力和整体性。
由于锚喷支护结构柔性好，它能同围岩共同变形，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。
锚喷支护技术不再把围岩仅仅视作荷载（松散压力），同时还把它视为承载结构的组成部分。
锚喷支护应配合光面爆破等控制爆破技术，使开挖断面轮廓平整、准确，便于锚喷成型，并减少回弹量；减轻爆破对围岩的松动破坏，维护围岩强度和自承能力，使其受力良好。
目前，锚喷支护结构的设计和施工，已积累了不少经验。
锚喷支护结构设计和施工除了计算之外，还依赖于“经验类比”。
还有很多需要进一步研究的问题，例如支护结构设计理论、支护形式和时间的合理确定、施工控制、低温下喷混凝土的成型等问题。
此外，锚喷支护的使用也是有一定条件的，在围岩的自承能力差、有涌水及大面积淋水处、地层松软处就很难成型。
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
锚喷支护结构设计资料PPT课件
8
§1锚喷支护的概况
3）要点： (一) 因为围岩是隧道的主要承载单元，所以要在施工中充分保护和爱护围岩。 (二) 为了充分发挥围岩的结构作用，应容许围岩有可控制的变形。 (三) 变形的控制主要是通过支护阻力(即各种支护结构)的效应达到的。 (四) 在施工中，必须进行实地量测监控，及时提出可靠的、足够数量的量测信息，以指导 施工和设计。这是“新奥法”的重要组成部分。
9
§1锚喷支护的概况
3）要点： (五) 在选择支护手段时，一般应选择能大面积的、牢固的与围岩紧密接触的、能及时施设 和应变能力强的支护手段。 (六) 要特别注意，隧道施工过程是围岩力学状态不断变化的过程。 (七) 在任何情况下，使隧道断面能在较短时间内闭合是极为重要的。。 (八) 在隧道施工过程中，必须建立设计—施工检验—地质预测—量测反馈—修正设计的一 体化的施工管理系统，以不断地提高和完善隧道施工技术。 上述隧道施工的基本原则可扼要地概括为：“少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭”。
10
§1锚喷支护的概况
控制爆破 锚喷支护 监控量测
新奥法三 大要素
11
§1锚喷支护的概况
开挖
三项作业
初期 支护
二次 支护
12
§1锚喷支护的概况
4）新奥法设计程序
13
§1锚喷支护的概况
5）新奥法与锚喷支护 新奥法不等同于锚喷支护，锚喷支护与新奥法既有密切的联系又有原则的区别。正
是由于发展了利用锚喷支护的快速有效的支护施工手段，才有可能使新奥法的基本原则得 以实现。若不按照新奥法的要求适时进行锚喷支护，不把围岩看成自承结构，不充分发挥 围岩的自承作用，即使大量采用锚喷支护，也不能认为是应用了新奥法。
概念图
17
§2.锚喷支护设计
§1锚喷支护的概况
3）要点： (一) 因为围岩是隧道的主要承载单元，所以要在施工中充分保护和爱护围岩。 (二) 为了充分发挥围岩的结构作用，应容许围岩有可控制的变形。 (三) 变形的控制主要是通过支护阻力(即各种支护结构)的效应达到的。 (四) 在施工中，必须进行实地量测监控，及时提出可靠的、足够数量的量测信息，以指导 施工和设计。这是“新奥法”的重要组成部分。
9
§1锚喷支护的概况
3）要点： (五) 在选择支护手段时，一般应选择能大面积的、牢固的与围岩紧密接触的、能及时施设 和应变能力强的支护手段。 (六) 要特别注意，隧道施工过程是围岩力学状态不断变化的过程。 (七) 在任何情况下，使隧道断面能在较短时间内闭合是极为重要的。。 (八) 在隧道施工过程中，必须建立设计—施工检验—地质预测—量测反馈—修正设计的一 体化的施工管理系统，以不断地提高和完善隧道施工技术。 上述隧道施工的基本原则可扼要地概括为：“少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭”。
10
§1锚喷支护的概况
控制爆破 锚喷支护 监控量测
新奥法三 大要素
11
§1锚喷支护的概况
开挖
三项作业
初期 支护
二次 支护
12
§1锚喷支护的概况
4）新奥法设计程序
13
§1锚喷支护的概况
5）新奥法与锚喷支护 新奥法不等同于锚喷支护，锚喷支护与新奥法既有密切的联系又有原则的区别。正
是由于发展了利用锚喷支护的快速有效的支护施工手段，才有可能使新奥法的基本原则得 以实现。若不按照新奥法的要求适时进行锚喷支护，不把围岩看成自承结构，不充分发挥 围岩的自承作用，即使大量采用锚喷支护，也不能认为是应用了新奥法。
概念图
17
§2.锚喷支护设计
喷锚支护结构设计与施工共120页
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。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全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。— —西塞 罗
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
喷锚支护结构设计与施工
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
喷锚支护PPT课件
.
3
.
4
.
5
.
6
.
7
.
8
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
开挖断面轮廓平整、准确，便于锚喷成型，并 减少回弹量，减轻爆破对围岩的松动破坏，维 持围岩强度和自承能力。 • 锚喷支护的使用是有一定条件的，在围岩自立 能力差、有涌水及大面积淋水处、地层松软处 就很难实现。此外，尚有理论和实践中的一些 问题需要进一步研究。
.
11
施作过程
用锚杆作为主要支护构件.时掘进和支护的联合循12 环
锚喷支护的材料性能
喷混凝土能在10min 内终凝，一般2h即具有 强度，4d为28d强度的70%左右，28d抗压强 度可达25~30MPa；抗拉强度为2~2.2MPa.
一般设计中,可采用喷混凝土标号为20号ImNaoge,抗
压强度为14MPa,抗拉强度为1.2MPa. 弹性模
No
量为2.0×104MPa
1）、局部稳定原理
喷混凝土支护结构通过及时的封闭岩层表面的节理、裂隙，
只要支护住最先掉落的危石，封闭加固附近的岩体，则
洞室就能稳定。而喷混凝土层在危石自重力作用下，可
能出现冲切破坏和撕开破坏。
No
2）、整体稳定原理
Image
喷混凝土层与围岩体表面紧密粘结、咬合，它与岩体密ImNaog贴e 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
7 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）联接作用
1 锚杆承载力的计算 块体岩石坠落时，锚 杆受到拉力Ｎ及剪力Ｑ
的作用，设锚杆与铅垂线的夹角为 1 ，与地质
结构面的夹角为ξ，则根据静力平衡原理：
如下图(P158)９-２ 所示：
Q
G
sin 1 sin(180 )
第九章 锚喷支护结构的设计与施工
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
三、新奥法中锚喷联合支护的应用
一、锚杆支护结构 （一）联接作用
2 锚杆所需锚固长度 锚杆总长为 Lm：
Lm= L1+L2+L3
式中：L1— 锚杆锚固深度 L2— 危石或不稳定岩层厚度 L3— 锚杆外露长度，略小于喷射混凝土 厚度
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 （二）锚杆的组合作用
第九章 锚喷支护结构的设计与施工
§9.1 锚喷支护的概况 §9.2 锚喷支护的受力分析和结构计算 §9.3 锚喷支护的施工 §9.4 锚喷支护的主要物理力学性能和支护检测
第九章 锚喷支护结构的设计与施工
§9.1 锚喷支护的概况
喷砼： 是利用高压空气，将掺有速凝剂的砼混合 料通过砼喷射机与高压水混合，喷射到岩体 面迅速凝结而成。
二、喷混凝土支护结构 2）整体稳定原理 喷射砼层与围岩体表面紧密粘结、咬合， 使洞室表面岩体形成平顺整体，依靠结合面 处的抗拉、抗压、抗剪能力，与岩体组成 “组合结构”或“整体结构物”共同工作。 整体稳定支护结构分析将在锚喷联合支 护中介绍。
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
第15章12喷锚支护
Q Q
y
Q
y
N c tan bh z bh z
b. 斜向缝的强度校核
设在组合拱某处有一条与该处共轴线成α角 的斜向缝AB，该缝在拱轴处径向截面上的 剪力和轴力求法同前，合力为：
R
Q N
2
2
合力与拱轴线夹角为：
tan
抗滑力：
G sin tan N cos A g
g
/ sin N sin tan
锚杆加固侧壁危岩
考虑安全系数后，锚杆钢筋所需截面积：
Ag
R
G K cos sin tan
g
cos
M M
0
N 0 r 1 cos qr
2
sin cos 1
Q N 0 sin n qr cos n N qr sin n N 0 cos n
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：
u s cos h y cot
对于岩体本身承载力假设：
y
Q
h
Q
y
cbh
y
sin
R sin
hy hy d
tan
Q
h
h bd
sin
b. 斜向缝AB上的抗拉强度校核
l
M
N A
W
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
喷锚支护结构设计与施工
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
ห้องสมุดไป่ตู้
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
ห้องสมุดไป่ตู้