6 超前锚杆预支护技术 PPT课件
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锚杆支护设计全解PPT学习教案

第26页/共164页
➢ 1.巷道两帮破坏深度C的确定 ➢ 2.巷道顶板破坏高度b的确定 ➢ 3. 顶板载荷确定 ➢ 4. 巷帮载荷确定 ➢ 5. 顶板锚杆支护参数的设计 ➢ 6. 帮锚杆支第护27页参/共164数页 的设计
1.帮破坏深度C
➢ Kσ—应力集中系数, Kσ= Ks·Ka ➢ Ks—与巷道断面形状有关的应力集中系数,按下页表选
锚杆支护设计全解
第四节 锚杆支护设计
➢ 一、工程类比法 ➢ 二、理论计算法 ➢ 三、数值模拟法 ➢ 四、锚杆支护设计系统 ➢ 五、锚杆支护设计实例
第1页/共164页
一、工程类比法
➢ 由于锚喷支护作用机理理研究尚不完善,锚喷支护设计 理论也不成熟。
➢ 因此,锚喷设计中通常采用工程类比法。 ➢ 我国多数锚杆支护设计规范都明确规定,锚杆支护设计
➢ 顶板载荷集度,KN/m
Qr
2abKa
cos
2
1
1
0
H 00K y
cr
➢ 用于倾斜Q锚rw 杆2设abK计a co的s 2顶板载荷
集度,KN/m
第38页/共164页
4.巷帮载荷Qs的确定
①巷道两帮均为煤层时巷帮载荷集度
Qs
C
1
KaH 1000 cc
chc
sin
b cos
2
tan90
2
第22页/共164页
➢ 锚杆直径为d,
➢
锚杆间距和排距相等d , 安35.全52系数Q 取为351.5.82,5则0间距18.7 19m m
t
150
a Q
50
0.82 0.8m
➢ 所以,锚杆的设计参数为K长L度2 2.1m1.,8 直2径6119.m6 m,间距和排距均为0.8m。
➢ 1.巷道两帮破坏深度C的确定 ➢ 2.巷道顶板破坏高度b的确定 ➢ 3. 顶板载荷确定 ➢ 4. 巷帮载荷确定 ➢ 5. 顶板锚杆支护参数的设计 ➢ 6. 帮锚杆支第护27页参/共164数页 的设计
1.帮破坏深度C
➢ Kσ—应力集中系数, Kσ= Ks·Ka ➢ Ks—与巷道断面形状有关的应力集中系数,按下页表选
锚杆支护设计全解
第四节 锚杆支护设计
➢ 一、工程类比法 ➢ 二、理论计算法 ➢ 三、数值模拟法 ➢ 四、锚杆支护设计系统 ➢ 五、锚杆支护设计实例
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一、工程类比法
➢ 由于锚喷支护作用机理理研究尚不完善,锚喷支护设计 理论也不成熟。
➢ 因此,锚喷设计中通常采用工程类比法。 ➢ 我国多数锚杆支护设计规范都明确规定,锚杆支护设计
➢ 顶板载荷集度,KN/m
Qr
2abKa
cos
2
1
1
0
H 00K y
cr
➢ 用于倾斜Q锚rw 杆2设abK计a co的s 2顶板载荷
集度,KN/m
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4.巷帮载荷Qs的确定
①巷道两帮均为煤层时巷帮载荷集度
Qs
C
1
KaH 1000 cc
chc
sin
b cos
2
tan90
2
第22页/共164页
➢ 锚杆直径为d,
➢
锚杆间距和排距相等d , 安35.全52系数Q 取为351.5.82,5则0间距18.7 19m m
t
150
a Q
50
0.82 0.8m
➢ 所以,锚杆的设计参数为K长L度2 2.1m1.,8 直2径6119.m6 m,间距和排距均为0.8m。
锚杆支护PPT课件

18
②采用Ф18㎜×1800mm全螺纹玻璃锚杆(开口30米 后运输顺槽与回风顺槽靠工作面侧帮部支护)
规格:直径Ф18㎜,锚杆长度为1800㎜
19
采用塑钢网编制的方格网,规格为宽1200×长 10000mm,网目30mm×30mm。
20
⑵锚固剂
➢ 锚固剂:树脂药卷,一般采用凝结速度为超快与中速的树脂药 卷配合。
施工单位:
检测单位:
序号
部位
设计扭矩力:
检测结果( N·M)
是否合格
顶:120(N·M)
帮:100(N·M) 检测日期
顶
1
m左
右
顶
2
m左
右
顶
3
m左
右
36
37
安装顶板锚索
1、顶板良好时,迎头锚索及时跟紧。 2、安装顶板锚索 打设顶板眼:采用Ф28 ㎜合金钢钻头,施工锚索眼深 度为6750㎜-6850mm。锚索直径为15.24㎜,打眼后先 用锚索插入孔内试探孔深是否符合要求,孔深不够时,须 加深至设计要求为止。 送树脂药卷:向孔内先后装入2支CK2360和2支Z2340 树脂药卷,用钢绞线慢慢将树脂药卷推入孔底。 搅拌树脂:用搅拌接头将锚杆钻机与锚索连接起来,然 后升起钻机推进钢绞线,边搅拌边推进。 直至将锚索推入孔底,停止升钻机,搅拌20〜30s后停 机,并等待2min回落钻机,卸下搅拌连接器,完成锚索 的内锚固。安装完毕,进入下一个循环。
38
五 其它
端头锚固:锚固的长度是锚杆全长的1/3。 全长锚固:锚固的长度超过锚杆全长的90%。 加长锚固:锚固的长度鉴于锚杆全长的1/390%之间。
39
端头锚固和加长锚固区别: ⑴加长锚固锚杆能提供更高的锚固力:锚固长 度越大,锚固力越高。 ⑵加长锚固时锚杆的受力状态更好:端头锚固 锚固力集中,全长锚固作用相对分散。 ⑶加长锚固时锚杆使岩石的受力更合理:端头 锚固应力集中,岩石受力集中,极易失效。 ⑷加长锚固锚杆能提供更高的抗剪能力和抗剪 刚度。 ⑸加长锚固有较高的可靠性。 ⑹加长锚固能起到“防微杜渐”的作用。
②采用Ф18㎜×1800mm全螺纹玻璃锚杆(开口30米 后运输顺槽与回风顺槽靠工作面侧帮部支护)
规格:直径Ф18㎜,锚杆长度为1800㎜
19
采用塑钢网编制的方格网,规格为宽1200×长 10000mm,网目30mm×30mm。
20
⑵锚固剂
➢ 锚固剂:树脂药卷,一般采用凝结速度为超快与中速的树脂药 卷配合。
施工单位:
检测单位:
序号
部位
设计扭矩力:
检测结果( N·M)
是否合格
顶:120(N·M)
帮:100(N·M) 检测日期
顶
1
m左
右
顶
2
m左
右
顶
3
m左
右
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安装顶板锚索
1、顶板良好时,迎头锚索及时跟紧。 2、安装顶板锚索 打设顶板眼:采用Ф28 ㎜合金钢钻头,施工锚索眼深 度为6750㎜-6850mm。锚索直径为15.24㎜,打眼后先 用锚索插入孔内试探孔深是否符合要求,孔深不够时,须 加深至设计要求为止。 送树脂药卷:向孔内先后装入2支CK2360和2支Z2340 树脂药卷,用钢绞线慢慢将树脂药卷推入孔底。 搅拌树脂:用搅拌接头将锚杆钻机与锚索连接起来,然 后升起钻机推进钢绞线,边搅拌边推进。 直至将锚索推入孔底,停止升钻机,搅拌20〜30s后停 机,并等待2min回落钻机,卸下搅拌连接器,完成锚索 的内锚固。安装完毕,进入下一个循环。
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五 其它
端头锚固:锚固的长度是锚杆全长的1/3。 全长锚固:锚固的长度超过锚杆全长的90%。 加长锚固:锚固的长度鉴于锚杆全长的1/390%之间。
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端头锚固和加长锚固区别: ⑴加长锚固锚杆能提供更高的锚固力:锚固长 度越大,锚固力越高。 ⑵加长锚固时锚杆的受力状态更好:端头锚固 锚固力集中,全长锚固作用相对分散。 ⑶加长锚固时锚杆使岩石的受力更合理:端头 锚固应力集中,岩石受力集中,极易失效。 ⑷加长锚固锚杆能提供更高的抗剪能力和抗剪 刚度。 ⑸加长锚固有较高的可靠性。 ⑹加长锚固能起到“防微杜渐”的作用。
《锚杆支护技术》课件

安全性。
输标02入题
加强锚杆支护技术的实验研究,通过模拟实际工程条 件下的锚杆受力状态和岩土变形情况,揭示锚杆与岩 土体之间的相互作用机制。
01
03
结合现代信息技术和数值计算方法,开发智能化的监 测系统和数值模拟软件,实现锚杆支护技术的信息化
和智能化。
04
探索新型的锚杆材料和加工工艺,提高锚杆的承载能 力和耐久性,以满足更高要求的岩土加固工程需求。
施工简便
锚杆支护施工工艺相对简单, 不需要大型机械设备,可以大
幅缩短工期。
锚杆支护技术的局限性
地质条件限制
锚杆支护的效果受地质条件影响较大 ,对于复杂的地质结构,可能需要更 精确的设计和施工方法。
材料要求高
锚杆支护对材料的要求较高,需要高 质量的钢材和特殊的锚固剂,增加了 材料成本。
施工质量影响大
锚杆的工作原理主要基于摩擦力和粘结力。通过锚杆与岩土体之间的摩擦力和粘 结力,将岩土体紧密地连接在一起,形成一个整体,提高岩土体的承载能力和稳 定性。
锚杆的受力分析
锚杆的受力分析主要包括拉拔力和剪切力两个方面。拉拔力 是指锚杆受到的垂直于杆轴向的力,剪切力是指锚杆受到的 沿着杆轴向的力。
在锚杆支护技术中,需要根据岩土体的性质和工程要求,对 锚杆的受力进行详细的分析和计算,以确保锚杆能够满足工 程需求,并保证工程的安全性和稳定性。
锚杆支护技术具有施工简便、快速、安全可靠 等优点,适用于各种复杂地形和地质条件的岩 土加固工程。
锚杆支护技术在实际应用中需根据工程地质条 件、环境因素和工程要求进行合理的设计和施 工,以达到最佳的加固效果。
对未来研究的建议与展望
进一步研究锚杆支护技术的理论体系,完善锚杆设计 计算方法和施工工艺,提高锚杆支护技术的可靠性和
输标02入题
加强锚杆支护技术的实验研究,通过模拟实际工程条 件下的锚杆受力状态和岩土变形情况,揭示锚杆与岩 土体之间的相互作用机制。
01
03
结合现代信息技术和数值计算方法,开发智能化的监 测系统和数值模拟软件,实现锚杆支护技术的信息化
和智能化。
04
探索新型的锚杆材料和加工工艺,提高锚杆的承载能 力和耐久性,以满足更高要求的岩土加固工程需求。
施工简便
锚杆支护施工工艺相对简单, 不需要大型机械设备,可以大
幅缩短工期。
锚杆支护技术的局限性
地质条件限制
锚杆支护的效果受地质条件影响较大 ,对于复杂的地质结构,可能需要更 精确的设计和施工方法。
材料要求高
锚杆支护对材料的要求较高,需要高 质量的钢材和特殊的锚固剂,增加了 材料成本。
施工质量影响大
锚杆的工作原理主要基于摩擦力和粘结力。通过锚杆与岩土体之间的摩擦力和粘 结力,将岩土体紧密地连接在一起,形成一个整体,提高岩土体的承载能力和稳 定性。
锚杆的受力分析
锚杆的受力分析主要包括拉拔力和剪切力两个方面。拉拔力 是指锚杆受到的垂直于杆轴向的力,剪切力是指锚杆受到的 沿着杆轴向的力。
在锚杆支护技术中,需要根据岩土体的性质和工程要求,对 锚杆的受力进行详细的分析和计算,以确保锚杆能够满足工 程需求,并保证工程的安全性和稳定性。
锚杆支护技术具有施工简便、快速、安全可靠 等优点,适用于各种复杂地形和地质条件的岩 土加固工程。
锚杆支护技术在实际应用中需根据工程地质条 件、环境因素和工程要求进行合理的设计和施 工,以达到最佳的加固效果。
对未来研究的建议与展望
进一步研究锚杆支护技术的理论体系,完善锚杆设计 计算方法和施工工艺,提高锚杆支护技术的可靠性和
锚杆ppt课件

锚杆的应用场景
岩土工程
建筑结构
在岩土工程中,锚杆被广泛应用于隧 道、地下洞室、边坡等工程中,用于 加固和稳定岩土结构。
在高层建筑、大跨度结构等建筑结构 中,锚杆被用于固定和支撑建筑结构 ,提高结构的抗震性能和稳定性。
桥梁工程
在桥梁工程中,锚杆常被用于固定桥 梁支座、桥墩等部位,提高桥梁的整 体稳定性和安全性。
采用绿色环保技术,如环保材料、节能技术等,降低锚杆施工对环 境的影响。
锚杆在未来工程中的应用前景
高层建筑
01
随着高层建筑的发展,对锚杆的需求将不断增加,用于高层建
筑的桩基、基坑支护等。
地下工程
02
在地铁、隧道、地下商场等地下工程中,锚杆将发挥重要作用
,用于支护、加固等。
边坡工程
03
在边坡工程中,锚杆可用于边坡加固、滑坡治理等,提高边坡
的稳定性和安全性。
THANK YOU
。
材料准备
采购符合要求的锚杆、 水泥、砂石等材料,确
保质量合格。
场地准备
清理施工现场,确保作 业面平整、无障碍物。
锚杆的施工流程
清孔
用高压空气清除孔内残渣,确 保孔内干净。
注浆
用注浆机将配置好的水泥砂浆 注入锚杆孔中,使锚杆与岩土 体紧密结合。
成孔
根据设计要求,使用钻机在岩 土中钻出锚杆孔。
置入锚杆
。
验收标准
锚杆施工质量需符合国家相关 规范和设计要求,确保工程安
全。
05
锚杆的维护与保养
锚杆的日常检查与维护
01
02
03
锚杆的外观检查
每日对锚杆进行外观检查 ,查看锚杆是否有裂纹、 变形或腐蚀现象。
锚杆支护原理及类型PPT课件

(六)最Fra bibliotek水平主应力理论
(六)最大水平主应力理论 最网大的水 形平式应有力金理属论网论、述塑了料巷网道、围荆岩笆水片平等应。力对巷道稳定性的影响以及锚杆支护起到的作用,
决但定是组 ,合它梁也稳未定能性提的供主用要于因锚素杆是支锚护杆参的数预设拉计应的力方及法杆和体参强数度。和岩层的性质。
端(头六锚 )固最型大树水脂锚杆是由树脂药包
组合拱理论示意图
(三)挤压加固拱作用
(三)挤压加固拱作用
锚杆支护的作用机理尚在探讨之中。 各类围岩煤巷的锚杆支护形式如表4-2。 永久性工程,采区主要硐室 (1)在实测地应力(最大水平应力)方面; 这种加固作用随顶板下沉引起拉杆拉伸而进一步得到增强。 各类围岩煤巷的锚杆支护形式如表4-2。 这几种观点都是以围岩状态和利用锚杆杆体受拉(力)为前提来解释锚杆支护护作用机理的,因此,围岩状态及锚杆受拉力这两个前提的 客观性是判定上述理论正确性的标准。 (四)围岩强度强化理论 1952-1962年,Louis A, Pane K经过理论分析及实验室和现场测试,提出锚杆杆作用机理是将直接顶板悬吊到坚硬岩层上(如图4-1)。 后者,往往占据主导地位。 使用115型树脂锚固剂,可在3~5min内凝胶达到很高的 关键承载圈理论认为,承载圈以内的岩石重量是支护的对象——即荷载高度。 此种锚杆由杆体、固定楔、活动倒楔、垫板和螺帽组成,如图5-6所示。 由于管壁弹性恢复力挤压孔壁而产生锚固力,属全长锚固型锚杆。 (七)锚杆的楔固作用(销钉) 孔径:28-42,直径:16-22,长度:1. 这一理论提出的较早,只有满足其前提条件时,才有一定的实用价值。 锚杆桁架于1966年首先在美国铁矿由支护中出现。 4.钢筋或钢丝绳砂浆锚杆 使用115型树脂锚固剂,可在3~5min内凝胶达到很高的 第一,协助伸向两帮上方的“斜锚杆”将顶板与两帮有机的联系起来,防止切顶破坏;
(六)最大水平主应力理论 最网大的水 形平式应有力金理属论网论、述塑了料巷网道、围荆岩笆水片平等应。力对巷道稳定性的影响以及锚杆支护起到的作用,
决但定是组 ,合它梁也稳未定能性提的供主用要于因锚素杆是支锚护杆参的数预设拉计应的力方及法杆和体参强数度。和岩层的性质。
端(头六锚 )固最型大树水脂锚杆是由树脂药包
组合拱理论示意图
(三)挤压加固拱作用
(三)挤压加固拱作用
锚杆支护的作用机理尚在探讨之中。 各类围岩煤巷的锚杆支护形式如表4-2。 永久性工程,采区主要硐室 (1)在实测地应力(最大水平应力)方面; 这种加固作用随顶板下沉引起拉杆拉伸而进一步得到增强。 各类围岩煤巷的锚杆支护形式如表4-2。 这几种观点都是以围岩状态和利用锚杆杆体受拉(力)为前提来解释锚杆支护护作用机理的,因此,围岩状态及锚杆受拉力这两个前提的 客观性是判定上述理论正确性的标准。 (四)围岩强度强化理论 1952-1962年,Louis A, Pane K经过理论分析及实验室和现场测试,提出锚杆杆作用机理是将直接顶板悬吊到坚硬岩层上(如图4-1)。 后者,往往占据主导地位。 使用115型树脂锚固剂,可在3~5min内凝胶达到很高的 关键承载圈理论认为,承载圈以内的岩石重量是支护的对象——即荷载高度。 此种锚杆由杆体、固定楔、活动倒楔、垫板和螺帽组成,如图5-6所示。 由于管壁弹性恢复力挤压孔壁而产生锚固力,属全长锚固型锚杆。 (七)锚杆的楔固作用(销钉) 孔径:28-42,直径:16-22,长度:1. 这一理论提出的较早,只有满足其前提条件时,才有一定的实用价值。 锚杆桁架于1966年首先在美国铁矿由支护中出现。 4.钢筋或钢丝绳砂浆锚杆 使用115型树脂锚固剂,可在3~5min内凝胶达到很高的 第一,协助伸向两帮上方的“斜锚杆”将顶板与两帮有机的联系起来,防止切顶破坏;
煤矿巷道锚杆支护技术PPT课件

(5)先进的锚杆施工机具不仅保证了支护质量,而且提高了 成巷速度,促进了锚杆支护技术的发展。澳大利亚、美国大 量采用掘锚联合机组,实现了掘进与锚杆支护一体化,大幅 度提高了巷道掘进速度与工效。同时,单体锚杆钻机、钻头 钻杆及快速安装系统也有较快发展,基本满足了锚杆支护施 工的要求。
(6)锚杆支护监测仪器与技术保证了巷道安全。开发出顶板 离层指示仪、声波多点位移计、测力锚杆等监测锚杆支护巷 道围岩变形、离层、支护体受力的仪器,及时、准确地监测 围岩稳定性与支护状况,确保巷道的安全。
? 综采放顶煤工作面要求回采巷道沿煤层底板掘进,巷道顶 板是煤。随着综放开采技术的大面积推广,煤顶巷道所占 的比重逐年增加。一般情况下,煤相对于岩石比较松软、 破碎,显著增加了巷道支护难度。此外对于特厚煤层开采 和急倾斜煤层水平分层开采等条件,不仅巷道顶板与两帮 为煤层,有时底板也是煤层,属全煤巷道,支护难度进一 步加大。
? 特别是1996~1997年,我国引进了澳大利亚锚杆支护技术, 在邢台矿务局进行了现场演示,并完成了与锚杆支护技术 相关的15个项目,使我国的煤巷锚杆支护技术有了较大的 提高。
? 同时,困难条件下的锚杆-锚索支护技术得到了应用,并 取得了令人满意的支护效果和经济效益。
(5)20世纪90年代以来,高强度树脂锚固锚杆以其优越的锚固 效果和简便的施工工艺,逐步取代了其他类型的锚杆,成为 锚杆支护的主导型式。锚索加固技术也得到了大面积的推广 应用。
1.4 国外锚杆支护技术发展的主要特点
(1)十分重视巷道围岩地质力学参数的测试,对支护对象有比 较清楚地了解。如美国、澳大利亚、英国等在锚杆支护设计 前,要进行全面、详细的地应力、围岩强度和围岩结构面力 学特征的测量,分析巷道应力场分布特征,巷道围岩变形破 坏的主要影响因素。这是锚杆支护成功的必要前提。
《锚杆支护技术》课件

总结
锚杆支护技术在工程中扮演着重要的角色,能够提高结构的稳定性和安全性。 未来,锚杆支护技术将继续发展,并在更多领域得到应用。
《锚杆支护技术》PPT课 件
# 锚杆支护技术
什么是锚杆支护技术?
锚杆支护技术是一种用于加固和支持结构的工程技术,通过将锚杆固定在岩体或土体中来增强结构的稳定性和 承载能力。 锚杆支护技术具有灵活性和可调性,适用于各种地质条件和工程需求。
锚杆支护的分类
按杆型分类: 1. 爆破锚杆:通过爆破方法将锚杆安装在岩体中。 2. 视轨锚杆:利用视轨和滑块将锚杆与岩体或土体连接。 3. 螺杆锚杆:通过旋转螺杆将锚杆与岩体紧密结合。
按锚杆材料分类: 1. 钢筋锚杆:由高强度的钢筋组成。 2. 计划锚杆:由预应力钢绞线组成。 3. 组合锚杆:由不同材料组合而成。
按锚杆作用方式分类: 1. 弯曲锚杆:用于抵抗岩体的弯曲破坏。 2. 拉伸锚杆:用于抵抗岩体的拉伸破坏。 3. 剪切锚杆:用于抵抗岩体的剪切破坏。
锚杆支护的施工步骤
施工步骤: 1. 锚杆前处理:清理锚杆安装区域并检查地质条件。 2. 锚杆钻孔:使用钻机在岩体或土体中钻孔以安装锚杆。 3. 锚杆注浆:通过注浆作用将锚杆与岩体或土体结合。 4. 锚杆加勾:根据设计要求将锚杆进行加勾,增加连接性和支撑能力。
锚杆支护的质量控制
锚杆的质量标准需满足相应规范和设计要求,并通过质量检测机构进行评估。 质量控制方法包括:杆身质量检测、注浆质量检测、加勾质量检测等。
锚杆支护技术在工程中的应用
锚杆支护技术在各种工程中广泛应用: 1. 地下洞室工程:用于加固洞室的岩体,增强结构的稳定性和安全性。 2. 公路隧道工程:用于增加隧道的支撑能力,防止岩体垮塌和滑坡。 3. 水电工程:用于加固水电站的堤坝和开挖面,提高结构的: 1. 提高结构的稳定性和承载能力。 2. 适用于各种不同地质条件和工程需求。 3. 施工速度快,成本相对较低。
锚杆支护工培训PPT课件

.
S
T
W
O检测工具,锚杆安装后,不合格 的锚杆要立即上紧;对锚杆锚固 力进行抽查,不合格的锚杆必须 重新补打。 8、当工作面遇断层、构造时, 必须补充专门措施,加强支护。 9、 要随打眼随安装锚杆。 10、 锚杆的安装顺序:应从顶 部向两侧进行,两帮锚杆先安装 上部、后安装下部。铺设金属网 时,铺设顺序、搭接及联接长度 要符合作业规程的规定。铺设网 时要把网张紧。 11、 锚杆必须按规定作拉力试 验。煤巷必须进行顶板离层监测, 并用记录牌板显示。
.
4
支护作用机理
悬吊理论
将巷道顶板较软弱岩层悬吊在 上部稳定岩层上,以避免较软 弱岩层的破坏、失稳和塌落, 锚杆所受的拉力来自被悬吊的 岩层重量。
组合拱理论
在破裂区中安装预应力锚杆时, 在杆体两端将形成圆锥形分布 的压应力,如果沿巷道周边布 置锚杆群,只要锚杆间距足够 小,即承压拱。
.
机理
.
组合梁理论
严格遵守本岗位职业 卫生操作要求,按要 求佩戴个体防护用品。 班中做好联保互保安 全提醒,自保互保到 位。
.
.
12
钻机操作
开眼定位时,钻杆转 速不可过快,气腿推 力要调小一些。当钻 进孔眼30mm左右时, 方可逐步加快转速, 加大推力,进入正常 钻孔作业
.
钻孔到位后,关闭气 腿进气,调小出水量, 减慢钻杆转速,使钻 机靠自重平稳地带出 钻杆回落
将锚固范围内的岩层挤紧,增 加各岩层间的摩擦力,防止岩 石沿层面滑动,避免各岩层出 现离层现象,提高其自撑能力。
最大水平应力理论
矿井岩层的水平盈利通常大于 垂直应力,水平应力具有明显 的方向性,锚杆的作用即是约 束其沿轴向膨胀和垂直于轴向 的岩层剪切错力。
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O检测工具,锚杆安装后,不合格 的锚杆要立即上紧;对锚杆锚固 力进行抽查,不合格的锚杆必须 重新补打。 8、当工作面遇断层、构造时, 必须补充专门措施,加强支护。 9、 要随打眼随安装锚杆。 10、 锚杆的安装顺序:应从顶 部向两侧进行,两帮锚杆先安装 上部、后安装下部。铺设金属网 时,铺设顺序、搭接及联接长度 要符合作业规程的规定。铺设网 时要把网张紧。 11、 锚杆必须按规定作拉力试 验。煤巷必须进行顶板离层监测, 并用记录牌板显示。
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4
支护作用机理
悬吊理论
将巷道顶板较软弱岩层悬吊在 上部稳定岩层上,以避免较软 弱岩层的破坏、失稳和塌落, 锚杆所受的拉力来自被悬吊的 岩层重量。
组合拱理论
在破裂区中安装预应力锚杆时, 在杆体两端将形成圆锥形分布 的压应力,如果沿巷道周边布 置锚杆群,只要锚杆间距足够 小,即承压拱。
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机理
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组合梁理论
严格遵守本岗位职业 卫生操作要求,按要 求佩戴个体防护用品。 班中做好联保互保安 全提醒,自保互保到 位。
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钻机操作
开眼定位时,钻杆转 速不可过快,气腿推 力要调小一些。当钻 进孔眼30mm左右时, 方可逐步加快转速, 加大推力,进入正常 钻孔作业
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钻孔到位后,关闭气 腿进气,调小出水量, 减慢钻杆转速,使钻 机靠自重平稳地带出 钻杆回落
将锚固范围内的岩层挤紧,增 加各岩层间的摩擦力,防止岩 石沿层面滑动,避免各岩层出 现离层现象,提高其自撑能力。
最大水平应力理论
矿井岩层的水平盈利通常大于 垂直应力,水平应力具有明显 的方向性,锚杆的作用即是约 束其沿轴向膨胀和垂直于轴向 的岩层剪切错力。
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❖ 带注浆的超前锚杆支护又分小导管注浆支护和管棚式支护。 围岩压力大,容易冒落,最大空顶时间短,则可以采用 超前锚杆支护形式; 在破碎带、浅埋软弱破碎岩层或松软的砂土层和工作面 不易站立的岩土层中,可采用小导管注浆支护; 对于更严重的地层(如第四系表土、砂砾层等)或施工 规模更大的工程,可采用管棚式支护。
6.2.3 小导管的施工技术
❖ (3)小导管注浆设计 2)注浆参数的确定
❖ 注浆扩散半径:可根据导管密度和现场地质条件试验确定。一 般应考虑注浆范围相互重叠为原则。小导管间距按下式计算
L0 1.5 ~ 1.7Rk
❖ 注浆量的计算:单根导管浆液注入量可按下式估算
QL Rk2L
为简化计算,将 α和β的乘积假定为 1,则上式可简化为
6.1.2 超前支护原理
❖ 围岩的破坏是有时间过程的,其原因包括开挖的端头效应和时间效应: (1)端头效应。荷载并非同时全部地施加在端头附近的围岩上的, 只有随开挖向前推进到超出端头影响区以后,应力才被全部施加, 端头的夹持作用也失去。因此,许多开挖工程常常是在开挖后的一 段时间里会发生破坏性事故。 (2)时间效应。岩土的蠕变特性说明,围岩存在一个对应于某段时 间的长期强度,当应力超过此强度值时,则围岩在到达此时间后就 会发生破坏。 ❖ 无限长时间的长时强度约为瞬时强度的70%。应力越高,破坏的 时间越短;因此,当围岩应力低于瞬时强度,而高于长时强度时, 就会在某个时间里发生破坏(如果不支护)。
6.2.3 小导管的施工技术
❖ (2)小导管施工工艺
布孔。根据小导管施工设计和开挖断面的中线,拱顶外轮廓线 中心高程和支距进行布孔放样,并以插钎为标记控制小导管的 间距。
成孔。首先架设方向架,确定打孔方向、位置和仰角。然后依 据不同地质条件,采用不同成孔设备打孔: ❖一般砂层可用Φ20 mm管以压力风吹孔; ❖粉细砂、亚粘土可采用风镐推进导管; ❖粘土层可采用煤电钻钻孔; ❖在土夹石、风化岩可使用液压或风枪打眼成孔。孔方向要 求顺直,不得弯曲和塌孔等。
6.3.2 管棚式超前支护设计
❖ (5)扰度验算 钢管的扰度不能超过顶部总允许下沉量,包括钢管施工前下沉量。
6.4 超前预支护技术的应用
I区
II区
III区
主井 井筒
排气管 冒顶充填区
注浆管
注浆管
注浆管
注浆管
马钢集团姑山铁矿 马头门冒顶区处理方案
❖ 6.4 超前预支护技术的应用
6.1 概述
6.1.1 超前支护的概念 6.1.2 超前支护原理 6.1.3 超前支护形式
6.1.1 超前支护的概念
❖ 超前支护:是指对尚未开挖的岩土体进行预支护,预防其在 开挖时的冒落或塌落。这些岩土体主要是指一些开挖后来不 及支护就会发生破坏性事故,如流沙、严重的破碎带、松散 的软岩、高应力围岩等。
6.2 超前锚杆和小导管注浆超前支护技术
6.2.1 适用范围 6.2.2 设计原则 6.2.3 小导管施工技术
6.2 超前锚杆和小导管注浆超前支护技术
❖ 超前锚杆:主要是指在工作面向前方布置倾斜式锚杆,使锚杆伸到即将 要开挖的部分,在开挖前对这部分围岩进行支护。
❖ 小导管注浆超前支护:是指采用锚、注的形式进行超前支护,可将破碎 的围岩固结和锚固成一个整体,从而显著提高围岩的自承载能力。 它是沿初期支护外轮廓线,以一定仰角,向工作面施打直径为32~ 45 mm的带泄浆孔的小导管并进行注浆,利用浆液充分填充岩土体 中的空隙,形成一定厚度的结合体。 小导管注浆的作用:稳定工作面前方的岩土体,以达到控制开挖松 弛、崩塌、沉降,从而提高了工作面的自稳性。此项技术在软弱围 岩的地下工程中获得了广泛的应用。
❖ 5)注浆机具 注浆机具可视具体情况,采取先查验、后试用、再推广的方法,以 方便实用和满足注浆效果为原则。
❖ 6)劳动力组织 根据不同地层的相关参数确定浆液配比,计算出所需原材料用量, 并事先作好施工准备。 注浆必须对注浆导管的根数、长度、地质参数调查清楚,并作好记 录。注浆时有专人测定pH值,专人掌握止浆塞的压力表并随时调整 注浆压力。注浆完毕应注意清理机具和管路,使其畅通。
❖ 注意: (1)在台阶掘进中,要保证上台阶前方不稳定土体的稳定,小导管 打入土体的长度必须穿过可能形成的破裂面以外; (2)小导管间距应根据工作面前方地质条件和其自稳能力来决定;
6.2.2 设计原则
❖ (3)小导管的外插角(与隧道开挖轮廓的夹角)应考虑小导管的长度 和钢架的间距;
❖ (4)考虑一次掘进进尺及前后小导管之间的搭接长度。
( Z )tg
(1 e b )
( Z )tg
pe b
6.3.2 管棚式超前支护设计
❖ (3)管棚长度 管棚长度首先应满足钻机设备的工作参数要求; 其次要穿过工作面的土体破裂面一定长度,使土压力传递到已封闭 的支护结构上; 并考虑前后两排管棚的搭接长度。 ❖ 即:L= A + 2(B + C)
❖ 根据现场试验和施工经验: 小导管的长度 L 以3~4.5 m为宜,外插角以10º~20º为宜,小导管间 距通常按每米3~4 根布置,导管之间的搭接长度不宜小于1.0 m。
6.2.3 小导管的施工技术
❖ (1)小导管的加工制作
前端加工成圆锥形并封焊严实; 管身设若干溢浆孔,孔径Ф6~12 mm; 孔距20~30 cm,按梅花形排列; 后端1.0 m范围不设溢浆孔,管尾设一加固环,并要保持管身顺直。
6 超前预支护技术
6 超前预支护ห้องสมุดไป่ตู้术
❖ 6.1 概述 6.1.1 超前支护的概念 6.1.2 超前支护原理 6.1.3 超前支护形式
❖ 6.2 超前锚杆和小导管注浆超前支护技术 6.2.1 适用范围 6.2.2 设计原则 6.2.3 小导管的施工技术
❖ 6.3 管棚式超前支护技术 6.3.1 管棚式超前支护适用范围 6.3.2 管棚式超前支护设计
❖ 因此,在设计时要考虑管棚的整体布置外形(往往和隧道或其它工程的 外轮廓一致),还要考虑在管棚长度方向的受力情况。
6.3.1 管棚式超前支护适用范围
❖ 从国内外的施工实践看,管棚超前支护特别适用于在工程下方进行工程 施工的情况,主要包括下述场合: 1)作为公路、铁路下方修建隧道的辅助工法; 2)作为在地中及地下结构物下方修建隧道的辅助工法; 3)作为修建大断面隧道施工的辅助工法: 4)作为隧道洞口段施工的辅助工法; 5)作为其它施工的辅助工法,如托底、盾构基地防护等。
6.3 管棚式超前支护技术
❖ 管棚式超前支护和导管式超前支护的区别主要是: 管棚式支护采用更大直径(80~100 mm,甚至更大,达100 mm以上) 的钢管,且钢管更长(可以在10 m以上)的超前支护。 管棚施工往往要求插入的钢管自身形成棚体结构,如:根据需要由 钢管形成拱式、梁式或拱-墙式结构;而小导管可以只设置在局部危 险区域。
6.3.2 管棚式超前支护设计
❖ (1)管棚布置 管棚是在地下工程轮廓外形成的棚架体系,要根据围岩性质及地表、 地中结构物的特点,决定管棚的配置和形状。
6.3.2 管棚式超前支护设计
❖ (2)确定载荷 按普氏或太沙基公式计算。
h0
b1 /
f
b Htg(450
2
)
1 f
qv
bC tan
QL Rk2 L
6.2.3 小导管的施工技术
注浆压力:在砂质地层采用水泥砂浆或水泥-水玻璃浆液注浆时, 注浆压力一般为0.5~0.9 MPa,必要时在管口尾部设置止浆塞。 ❖ 粉细砂底层在满足注浆效果的情况下,注浆压力不宜过大,一 般注浆压力为0.3~0.5 MPa,并可按下式计算
P 0.4 ~ 0.6 h
❖ 3)注浆材料的选择 注浆材料应根据地质条件经反复试验进行选择和确定。 后续注浆加固部分将详细介绍。
6.2.3 小导管的施工技术
❖ 4)注浆工艺 针对不同的地层和不同的注浆属性,选定合适的注浆方法和注浆工 艺,是实现注浆要求的重要工作。可按注浆工艺流程要求进行。 必要时,可进行压水试验,然后再注浆。
❖ 超前支护的方法有许多,如开挖前施工的各种护坡桩、注浆、 超前锚杆及和各种形式的结合结构。
❖ 超前支护一般都是在迫不得已的情况下采用,代价相对比较 高,但往往能收到很好的效果,比破坏后的修复省工省时, 具有较好的经济效果。
❖ 南京地铁等风化岩层中区间隧道主要采用超前支护技术配合 锚杆、钢拱架支护等技术解决掘进和支护问题。
6.3.2 管棚式超前支护设计
❖ (4)管距和数量 钢管的最小间距,要视施工精度来决定。 在水平钻孔中,钢管弯曲量随施工长度而增加,尤其是,长度超过30 m后,弯曲量会急剧增加,范围在1/200~1/300。 一般钢管的间距多采用(2~2.5)倍管径。 可按长梁计算最大弯矩:计算载荷作为梁长度上的均布载荷并平均分 摊在每根钢管。 钢棚架间距(常为1.0 m)作为铰接点的跨间距,插入岩体一端是固结 点; 计算钢管最大应力,比较强度,并调节间距和直径。
6.1.2 超前支护原理
❖ 因此,开挖后发生立即破坏或来不及支护的破坏,也是这两 个原因。即: 一是虽然存在端头效应,但其围岩内的应力已经超过强 度,端头的夹持效应也不能阻止其破坏过程; 另一个便是时间效应因素。
6.1.2 超前支护原理
❖ 实际上,围岩的破坏是渐进的。就是加载后,围岩随变形的 增加,其内部就开始有破裂出现而降低岩体质量。因此,过 大的变形对围岩后期的承载是不利的。
6.2.3 小导管的施工技术
❖ (2)小导管施工工艺
插管。安设小导管时应对准管孔的方向和角度,必要时使液压 或风动推进器将导管推入,并力求导管尾端在同一剖面且外露 长度以30 cm为宜。
封口。喷混凝土50~80 cm厚度,对管尾周围应加强封闭。
6.2.3 小导管的施工技术
❖ (3)小导管注浆设计 1)地质调查 ❖ 施工前的地质调查或地质超前预报,这对小导管注浆参数的确 定和注浆效果起着重要作用。 ❖ 对围岩应重视调查其结构特征外,还应查明:围岩强度、胶结 程度、颗粒成分、空隙率和物理力学性能等; ❖ 当围岩分层时应查清其:互层状况、软硬层次、厚薄组合等情 况,以便确定合理的注浆方案。
6.2.3 小导管的施工技术
❖ (3)小导管注浆设计 2)注浆参数的确定
❖ 注浆扩散半径:可根据导管密度和现场地质条件试验确定。一 般应考虑注浆范围相互重叠为原则。小导管间距按下式计算
L0 1.5 ~ 1.7Rk
❖ 注浆量的计算:单根导管浆液注入量可按下式估算
QL Rk2L
为简化计算,将 α和β的乘积假定为 1,则上式可简化为
6.1.2 超前支护原理
❖ 围岩的破坏是有时间过程的,其原因包括开挖的端头效应和时间效应: (1)端头效应。荷载并非同时全部地施加在端头附近的围岩上的, 只有随开挖向前推进到超出端头影响区以后,应力才被全部施加, 端头的夹持作用也失去。因此,许多开挖工程常常是在开挖后的一 段时间里会发生破坏性事故。 (2)时间效应。岩土的蠕变特性说明,围岩存在一个对应于某段时 间的长期强度,当应力超过此强度值时,则围岩在到达此时间后就 会发生破坏。 ❖ 无限长时间的长时强度约为瞬时强度的70%。应力越高,破坏的 时间越短;因此,当围岩应力低于瞬时强度,而高于长时强度时, 就会在某个时间里发生破坏(如果不支护)。
6.2.3 小导管的施工技术
❖ (2)小导管施工工艺
布孔。根据小导管施工设计和开挖断面的中线,拱顶外轮廓线 中心高程和支距进行布孔放样,并以插钎为标记控制小导管的 间距。
成孔。首先架设方向架,确定打孔方向、位置和仰角。然后依 据不同地质条件,采用不同成孔设备打孔: ❖一般砂层可用Φ20 mm管以压力风吹孔; ❖粉细砂、亚粘土可采用风镐推进导管; ❖粘土层可采用煤电钻钻孔; ❖在土夹石、风化岩可使用液压或风枪打眼成孔。孔方向要 求顺直,不得弯曲和塌孔等。
6.3.2 管棚式超前支护设计
❖ (5)扰度验算 钢管的扰度不能超过顶部总允许下沉量,包括钢管施工前下沉量。
6.4 超前预支护技术的应用
I区
II区
III区
主井 井筒
排气管 冒顶充填区
注浆管
注浆管
注浆管
注浆管
马钢集团姑山铁矿 马头门冒顶区处理方案
❖ 6.4 超前预支护技术的应用
6.1 概述
6.1.1 超前支护的概念 6.1.2 超前支护原理 6.1.3 超前支护形式
6.1.1 超前支护的概念
❖ 超前支护:是指对尚未开挖的岩土体进行预支护,预防其在 开挖时的冒落或塌落。这些岩土体主要是指一些开挖后来不 及支护就会发生破坏性事故,如流沙、严重的破碎带、松散 的软岩、高应力围岩等。
6.2 超前锚杆和小导管注浆超前支护技术
6.2.1 适用范围 6.2.2 设计原则 6.2.3 小导管施工技术
6.2 超前锚杆和小导管注浆超前支护技术
❖ 超前锚杆:主要是指在工作面向前方布置倾斜式锚杆,使锚杆伸到即将 要开挖的部分,在开挖前对这部分围岩进行支护。
❖ 小导管注浆超前支护:是指采用锚、注的形式进行超前支护,可将破碎 的围岩固结和锚固成一个整体,从而显著提高围岩的自承载能力。 它是沿初期支护外轮廓线,以一定仰角,向工作面施打直径为32~ 45 mm的带泄浆孔的小导管并进行注浆,利用浆液充分填充岩土体 中的空隙,形成一定厚度的结合体。 小导管注浆的作用:稳定工作面前方的岩土体,以达到控制开挖松 弛、崩塌、沉降,从而提高了工作面的自稳性。此项技术在软弱围 岩的地下工程中获得了广泛的应用。
❖ 5)注浆机具 注浆机具可视具体情况,采取先查验、后试用、再推广的方法,以 方便实用和满足注浆效果为原则。
❖ 6)劳动力组织 根据不同地层的相关参数确定浆液配比,计算出所需原材料用量, 并事先作好施工准备。 注浆必须对注浆导管的根数、长度、地质参数调查清楚,并作好记 录。注浆时有专人测定pH值,专人掌握止浆塞的压力表并随时调整 注浆压力。注浆完毕应注意清理机具和管路,使其畅通。
❖ 注意: (1)在台阶掘进中,要保证上台阶前方不稳定土体的稳定,小导管 打入土体的长度必须穿过可能形成的破裂面以外; (2)小导管间距应根据工作面前方地质条件和其自稳能力来决定;
6.2.2 设计原则
❖ (3)小导管的外插角(与隧道开挖轮廓的夹角)应考虑小导管的长度 和钢架的间距;
❖ (4)考虑一次掘进进尺及前后小导管之间的搭接长度。
( Z )tg
(1 e b )
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6.3.2 管棚式超前支护设计
❖ (3)管棚长度 管棚长度首先应满足钻机设备的工作参数要求; 其次要穿过工作面的土体破裂面一定长度,使土压力传递到已封闭 的支护结构上; 并考虑前后两排管棚的搭接长度。 ❖ 即:L= A + 2(B + C)
❖ 根据现场试验和施工经验: 小导管的长度 L 以3~4.5 m为宜,外插角以10º~20º为宜,小导管间 距通常按每米3~4 根布置,导管之间的搭接长度不宜小于1.0 m。
6.2.3 小导管的施工技术
❖ (1)小导管的加工制作
前端加工成圆锥形并封焊严实; 管身设若干溢浆孔,孔径Ф6~12 mm; 孔距20~30 cm,按梅花形排列; 后端1.0 m范围不设溢浆孔,管尾设一加固环,并要保持管身顺直。
6 超前预支护技术
6 超前预支护ห้องสมุดไป่ตู้术
❖ 6.1 概述 6.1.1 超前支护的概念 6.1.2 超前支护原理 6.1.3 超前支护形式
❖ 6.2 超前锚杆和小导管注浆超前支护技术 6.2.1 适用范围 6.2.2 设计原则 6.2.3 小导管的施工技术
❖ 6.3 管棚式超前支护技术 6.3.1 管棚式超前支护适用范围 6.3.2 管棚式超前支护设计
❖ 因此,在设计时要考虑管棚的整体布置外形(往往和隧道或其它工程的 外轮廓一致),还要考虑在管棚长度方向的受力情况。
6.3.1 管棚式超前支护适用范围
❖ 从国内外的施工实践看,管棚超前支护特别适用于在工程下方进行工程 施工的情况,主要包括下述场合: 1)作为公路、铁路下方修建隧道的辅助工法; 2)作为在地中及地下结构物下方修建隧道的辅助工法; 3)作为修建大断面隧道施工的辅助工法: 4)作为隧道洞口段施工的辅助工法; 5)作为其它施工的辅助工法,如托底、盾构基地防护等。
6.3 管棚式超前支护技术
❖ 管棚式超前支护和导管式超前支护的区别主要是: 管棚式支护采用更大直径(80~100 mm,甚至更大,达100 mm以上) 的钢管,且钢管更长(可以在10 m以上)的超前支护。 管棚施工往往要求插入的钢管自身形成棚体结构,如:根据需要由 钢管形成拱式、梁式或拱-墙式结构;而小导管可以只设置在局部危 险区域。
6.3.2 管棚式超前支护设计
❖ (1)管棚布置 管棚是在地下工程轮廓外形成的棚架体系,要根据围岩性质及地表、 地中结构物的特点,决定管棚的配置和形状。
6.3.2 管棚式超前支护设计
❖ (2)确定载荷 按普氏或太沙基公式计算。
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QL Rk2 L
6.2.3 小导管的施工技术
注浆压力:在砂质地层采用水泥砂浆或水泥-水玻璃浆液注浆时, 注浆压力一般为0.5~0.9 MPa,必要时在管口尾部设置止浆塞。 ❖ 粉细砂底层在满足注浆效果的情况下,注浆压力不宜过大,一 般注浆压力为0.3~0.5 MPa,并可按下式计算
P 0.4 ~ 0.6 h
❖ 3)注浆材料的选择 注浆材料应根据地质条件经反复试验进行选择和确定。 后续注浆加固部分将详细介绍。
6.2.3 小导管的施工技术
❖ 4)注浆工艺 针对不同的地层和不同的注浆属性,选定合适的注浆方法和注浆工 艺,是实现注浆要求的重要工作。可按注浆工艺流程要求进行。 必要时,可进行压水试验,然后再注浆。
❖ 超前支护的方法有许多,如开挖前施工的各种护坡桩、注浆、 超前锚杆及和各种形式的结合结构。
❖ 超前支护一般都是在迫不得已的情况下采用,代价相对比较 高,但往往能收到很好的效果,比破坏后的修复省工省时, 具有较好的经济效果。
❖ 南京地铁等风化岩层中区间隧道主要采用超前支护技术配合 锚杆、钢拱架支护等技术解决掘进和支护问题。
6.3.2 管棚式超前支护设计
❖ (4)管距和数量 钢管的最小间距,要视施工精度来决定。 在水平钻孔中,钢管弯曲量随施工长度而增加,尤其是,长度超过30 m后,弯曲量会急剧增加,范围在1/200~1/300。 一般钢管的间距多采用(2~2.5)倍管径。 可按长梁计算最大弯矩:计算载荷作为梁长度上的均布载荷并平均分 摊在每根钢管。 钢棚架间距(常为1.0 m)作为铰接点的跨间距,插入岩体一端是固结 点; 计算钢管最大应力,比较强度,并调节间距和直径。
6.1.2 超前支护原理
❖ 因此,开挖后发生立即破坏或来不及支护的破坏,也是这两 个原因。即: 一是虽然存在端头效应,但其围岩内的应力已经超过强 度,端头的夹持效应也不能阻止其破坏过程; 另一个便是时间效应因素。
6.1.2 超前支护原理
❖ 实际上,围岩的破坏是渐进的。就是加载后,围岩随变形的 增加,其内部就开始有破裂出现而降低岩体质量。因此,过 大的变形对围岩后期的承载是不利的。
6.2.3 小导管的施工技术
❖ (2)小导管施工工艺
插管。安设小导管时应对准管孔的方向和角度,必要时使液压 或风动推进器将导管推入,并力求导管尾端在同一剖面且外露 长度以30 cm为宜。
封口。喷混凝土50~80 cm厚度,对管尾周围应加强封闭。
6.2.3 小导管的施工技术
❖ (3)小导管注浆设计 1)地质调查 ❖ 施工前的地质调查或地质超前预报,这对小导管注浆参数的确 定和注浆效果起着重要作用。 ❖ 对围岩应重视调查其结构特征外,还应查明:围岩强度、胶结 程度、颗粒成分、空隙率和物理力学性能等; ❖ 当围岩分层时应查清其:互层状况、软硬层次、厚薄组合等情 况,以便确定合理的注浆方案。