隧洞和斜井的锚喷支护类型和设计参数
隧道锚喷支护
锚喷支护作业指导书三福高速公路SA8合同段内大排Ⅰ、Ⅱ号隧道围岩均以以ⅡⅢ类围岩为主，地质砂质泥岩及砂岩为主，且节理发育。
因此，强初期支护是本标段隧道的一大特点，在Ⅱ类围岩地段采用钢拱架支撑、双层钢筋网、系统锚杆、喷射砼等初期支护；在Ⅲ类围岩地段采用钢格栅支撑、钢筋网或钢纤维喷射砼、系统锚杆等初期支护；Ⅳ类围岩地段采用系统锚杆、钢纤维喷射砼等初期支护。
另外在Ⅱ、Ⅲ类围岩还进行为安全开挖而设的超前小导管注浆、长管棚的辅助施工措施。
为了保证初期支护稳定和围岩尽早封闭，控制围岩的收敛变形。
本隧道严格采用新奥法进行施工，加强施工量测，同时以开挖后早封闭围岩为原则，出碴找顶后，立即进行注锚杆、挂网、架设钢架（格栅）和喷射砼等等初期支护作业。
一、锚喷支护的基本要求1、支护紧跟开挖工作面，在喷射结束后，4小时内不得进行爆破作业。
2、使用系统锚杆时，锚杆布置为梅花型。
3、喷射砼应分层喷射，分层厚度5～7cm。
4、开挖出碴找顶后，必须先初喷封闭围岩，然后再施做锚杆。
5、锚杆外露长度不得超过喷射砼厚度。
6、锚杆必须按设计长度打够，并保证垂直岩面。
7、喷射砼用料必须规范，以保证回弹量最小。
同时喷射砼回弹料不得再喷。
二、锚杆施工1、施作完初喷砼后，按设计要求画出锚杆位置，钻设锚杆眼。
眼深符合设计，根据各类围岩的设计要求决定其间距，呈梅花型布置。
注锚杆前，先塞入浸湿过的锚固剂早强药卷，用炮杆捣固填满锚杆孔，然后马上注入锚杆，为了保证锚杆完全进入眼孔，必须用大锤打入，并在孔口固定。
系统锚杆钻孔与岩面应垂直；如不垂直，安装锚杆时用木垫板调整。
锚杆外露长度不超过10cm。
2、锚杆安装后，不得随意敲击。
普通砂浆锚杆在3天内，早强砂浆锚杆在12小时内，在杆体上不得悬挂重物。
3、严格按照设计和规范要求进行锚杆拉拔试验。
三、钢支撑施工1、工字钢拱架和钢格栅定型制作，轮廓尺寸应符合设计。
各节长度根据设计和开挖方式决定，以便于安装作业。
每榀钢架加工完成后，先在经过精平的水泥地板上试拼，各部尺寸符合设计要求且无翘曲后再运进现场。
锚喷支护的类型和支护参数(mm)
侧帮金属（或塑料）网
加
加
加
顶板 锚杆 Ⅱ
侧帮
锚深 间距 锚深 间距
1800 900 1800 900
1800 800 1800 900
2000 800 1800 800
侧帮金属（或塑料）网
加
加
加
顶板 锚杆 Ⅲ
侧帮
锚深 间距 锚深 间距
1800 800 1800 900
2000 800 1800 800
2200 800 2000 800
侧帮金属（或塑料）网
加
加
加
顶板 锚杆 Ⅳ
侧帮
锚深 间距 锚深 间距
2000 800 1800 900
2200 800 1800 800
2400 800 2000 800
侧帮金属（或塑料）网
加
加
加
顶板 锚杆 Ⅴ
侧帮
锚深 间距 锚深 间距
2000 700 1800 800
附表5
锚喷支护类型和支护参数表（矩形回采巷道）
单位：mm
顶板 围岩
支护参数 净宽B（m）
巷道
级别
支护类型
B＜3.0
3.0≤B＜ 4.0≤B＜ 5.0≤B＜ 6.0≤B≤
4.0
5.0
6.0
7.0
顶板 锚杆 Ⅰ
侧帮
锚深 间距 锚深 间距
1800 900
1800 900 1800 900
1800 800 1800 900
2200 800 1800 900 加 2400 800 2000 800 加 2400 700 2200 800 加 2600 700 2200 700 加 2800 700 2400 700 加
整理版锚喷支护工程95801
第二节 锚 杆 支 护
1. 作用
2. 类型及适用范围
2.1 全长粘结型锚杆
锚杆孔全长填充粘结材料的锚杆。适
用于围岩变形不大的各类地下工程永久性
系统支护。
① 普通水泥砂浆锚杆
② 早强水泥砂浆锚杆
③ 树脂卷锚杆
2.2 端头锚固型锚杆
另① 编索
③ 锚固段灌注水泥砂浆或水泥浆 ④ 锚墩制作 ⑤ 安装工作锚具→预拉 ⑥ 分级张拉 ⑦ 灌浆封孔 ⑧ 外锚头保护 6.单价编凝土：是借助喷射机械，利用压 缩空气将按一定比例配合的拌合料，通过 管道输送并以高速喷射到受喷面（岩面、 旧建筑物等）上凝结硬化而成的一种混凝 土。
1.作用
优点
① ∵高压喷射使水泥与骨料反复连续撞 击压密，
② ∵施工中运输、浇注、捣固为一道 ∴工序简单； ③ ∵通过输料软膏在高空、深坑、狭小工
序，一 般不采用模板，向任意方向喷射 ，
∴机动灵活； ④ ∵添加外加剂， ∴可以改善混凝土的性能。 2. 施工要点 3. 材料 4. 喷射方式
3.2.2 杆体材料 一般采用高强精轧螺纹钢筋 3.2.3 水泥砂浆 水泥∶砂为1∶1（重量比）, 水灰比为0.40～0.50。 4.单价编制
第三节 预应力锚索
1.作用及特点
在外荷载作用前，针对建筑物可能移
滑拉裂的方向，利用钢绞线束或钢丝线束
预先施加主动压力，以提高结构及高边坡
的抗滑和防裂能力。
3.1.2 杆体材料： 杆体宜采用Ⅱ、Ⅲ级钢筋、直径宜为16
～ 32mm。使用前应平直、除锈、除油 。
3.1.3 粘结材料： 水泥砂浆 保护层不小于8mm， 水泥：普通硅酸盐32.5、42.3 中细砂：颗粒不应大于2.5mm(规范) 水泥砂浆配合比： （重量比）
隧道喷锚支护施工技术(全面)
隧道喷锚支护施工技术1 工程概况晋焦高速公路牛郎河隧道是华北地区最长的公路隧道,是晋焦高速公路的控制工程.隧道设计全长3955米,净高680厘米,净宽1008厘米.隧道地处太行山地区,穿越地层为下马家沟组第1至第5岩性段,岩层产状平缓,拱部易产生坍塌现象,侧壁基本稳定.节理发育,夹层厚度 1--1.5厘米,由粘性土充填,层间结合性一般,分布许多溶蚀小孔,岩体呈块状.地下水类型主要是基岩裂隙水、岩溶水,有渗水.雨季时,围岩裂隙渗水严重,局部溶洞呈管状涌水.隧道左右线进口段80米为Ⅲ类围岩,其余为Ⅳ类围岩.隧道衬砌全部采用C25防水混凝土,Ⅲ类围岩喷锚16厘米,衬砌厚度 35厘米,Ⅳ类围岩喷锚5厘米,衬砌30厘米.2 喷锚支护施工对于进口段Ⅲ类围岩,采用上、下半断面台阶法施工,初期支护采用锚杆挂网、钢格栅、喷射混凝土(厚度 16厘米)相结合的施工方法;Ⅳ类围岩采用全断面光面爆破施工,采用锚杆、喷射混凝土(厚度 5厘米) 支护施工.具体施工方法如下:2.1开挖面围岩处理隧道掌子面出碴完毕后,进行净空量测,根据量测标志进行撬清危石和欠挖处理.欠挖处理:软弱地段人工开挖,硬质地段补炮,直至净空尺寸满足设计要求.2.2 材料选定(1)水泥及细骨料采用河南焦作水泥厂生产的 425号普通硅酸盐水泥;细骨料采用河南信阳黄砂,砂率控制在50%,含泥量〈3%.(2)粗骨料采用隧道出碴的石灰岩破碎而成,尺寸为0.5-1厘米,经试验各项指标符合要求.(3)速凝剂采用山西城南化工厂生产的 RH型速凝剂,最佳掺量为水泥重量的 5%,5米in初凝,8米in达到终凝.(4)水灰比水灰比的控制极为重要,过大、过小都会使混凝土回弹量增加,浪费大量的材料.经多次比选认为,水灰比为0.48的混凝土喷射效果较好.2.3 喷射机具采用河南煤科所研制的 BZ-5型混凝土喷射机,压力为0.2-0.4米Pa.2.4 初喷混凝土(1)采用潮喷方法进行,以减小洞内粉尘污染.(2)喷射混凝土之前,用水将岩壁面的粉尘和杂物冲洗干净,水泥、粗、细骨料利用搅拌机干拌,加入少量水,水量为按水灰比配制混凝土应加入水总量的 20%.拌好后用车将干料运至洞内喷射机前,再进行人工拌和,并按水泥总量的 5%掺入速凝剂.(3)喷射作业分段、分片由下向上依次分层进行,每段长度为6米,初喷厚度 2--4厘米.(4)喷头喷射方向与岩面偏角小于10°,喷头至受喷面距离控制在0.6--1.0米之内,喷头呈螺旋形均匀缓慢移动,一般绕圈直径在30-35厘米之内.2.5 设置锚杆及挂网(1)在每次循环出碴完毕并初喷混凝土之后,开始布设锚杆.锚杆采用φ22螺纹钢,在洞外钢筋加工场地切割成型.(2)锚固剂采用河南巩义特种建材厂8604型水泥锚固剂.此种锚固剂属快速型,固化时间5-10米in, 28d强度可达52--56米Pa.规格为φ22小卷包装.(3)锚杆安设在钻眼施工完成之后,用高压风清孔,将锚固剂先沾水充分湿润后立即塞进钻孔中,填充至孔深的 2/3,用手风枪送锚杆充分入内,至锚固剂与锚杆紧密相贴即可.(4)钢筋网片 PPP钢筋网片采用φ8圆钢,网眼尺寸20厘米×20厘米.钢筋网片尺寸为100厘米×200厘米,须保证锚杆与网片焊接牢固.钢筋网应随受喷面的起伏铺设,与受喷面间隙小于3厘米.2.6 安设钢格栅(1)格栅制作格栅主筋采用4根φ25钢筋,每榀格栅长度为500厘米,格栅之间采用钢板螺栓联接,钢筋之间的连接均采用焊接.(2)钢格栅安设钢格栅铺设间距100厘米,每2榀格栅的联接筋长108厘米,为φ25螺纹钢,应与格栅4根主筋(φ25)点焊牢固.由于是上导坑施工,格栅拱脚架设木垫板,并低于上导坑底面20厘米.格栅垂直于隧道中线,倾斜度小于2°.2.7 复喷混凝土锚杆、网片、钢格栅安设完毕后,复喷混凝土.喷射混凝土施工与初喷混凝土工序相同,本次喷射作业分为2次进行,每次喷射混凝土厚度控制在7--8厘米,2次间隔时间以10米in为宜.3 体会牛郎河隧道洞口LK26+415--LK26+500段围岩节理发育,水平层面薄且较破碎,我们及时采用锚杆、挂网、格栅、喷射混凝土等初期支护手段,使开挖顺利完成.但初期支护只是一种临时支护,二次衬砌施工必须紧跟其后,以确保施工安全.。
锚喷支护
MQT系列气动锚杆钻机 【用途】：广泛应用于顶板硬度f≤8的各种岩巷、煤巷， 进行顶板锚护作业时钻锚杆孔和安装锚杆。 【特点】：该机体积小，重量轻，转矩大，操作简单，维 修方便、集钻孔、搅拌、安装锚杆于一身。 【构造】：MQT系列气动锚杆钻机由三大部分组成
1.支腿； 2.回转部分； 3.操纵臂。
2. 质量检查：材质、长度、直径——地面检查 方向、深度、数量、间排距——打眼检查 螺帽的拧紧程度、托板的楔紧程度——安装 锚固力——安装后
胶管接头
标尺
空心千斤顶
ML-20型锚杆拉力机
高压胶管
压力表
手摇油泵
ML-20型锚杆拉力计由一空心千斤顶和一台SYB-1型高压手摇油泵组成， 最大拉力200kN，质量12kg。试验时，用卡具将锚杆紧固在千斤顶活塞上， 摇动油泵手柄，驱使活塞对锚杆产生拉力。压力表读数乘以活塞面积即为 锚杆的锚固力。锚杆的位移量可从随活塞一起移动的标尺上直接读出。
2. 树脂锚固剂适应性强，不仅应 用于井巷支护、井筒安装、水电工 程预应力锚杆加固，而且在建筑物 加固，高速公路修补、隧道施工、 基础生根、设备基础及构件锚固等 领域有它广泛的应用之地。
5. 快硬水泥和快硬膨胀水泥锚杆
成本低，材料来源广。
快硬水泥锚杆: 端头锚固长度为400mm时，水泥卷直径37mm， 长270mm，水泥装量421g；端头锚固长度为300mm时，水泥卷 直径37 mm，长205 mm，水泥装量320g。水泥卷使用前需浸水2 ～3min，在钻孔中经锚杆头搅拌，12min以后锚固力开始增长，1h 后锚固力可达40～60kN左右。
快硬膨胀水泥锚杆: 安装时，把水泥卷的塑料外套、纱网内的圆 纸筒去掉，把水泥卷串入杆体放至阻挡垫圈，再将锚杆头部和水泥 卷插在水中浸3～5s后送入钻孔中，用带挡圈的套管将水泥卷冲压 密实，而后安装垫板和紧固螺母。安装1个水泥卷的锚固力达20～ 40kN；安装2个水泥卷的锚固力达60～90kN。
喷锚支护作业指导书
喷锚支护作业指导书一、目的为确保本标段山后隧道及鞍山隧道喷锚支护的施工质量，达到设计及施工规范的要求，提高产品质量，特制定本作业指导书。
二、编制依据2.1 《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》TB10108-2002 2.2 《铁路隧道施工规范》－TB10204-20022.2 《铁路隧道工程质量检验评定标准》－TB10417-982.3 《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》－TZ214-2005 三、施工工艺喷锚支护宜称锚喷衬砌，是锚杆和喷射混凝土的统称。
根据围岩情况，有时单独使用，有时联合使用还加钢筋网或钢拱架等，本标段隧道Ⅳ、Ⅴ级主要以喷射混凝土、锚杆、钢拱架、钢筋网联合使用，其喷锚厚度为28㎝。
Ⅲ级围岩主要以锚杆钢筋网、、喷射混凝土联合使用，其喷锚厚度为15㎝。
锚喷施工应按《铁路隧道喷锚构筑发技术规范》和《铁路隧道施工规范》有关要求进行，以确保施工质量。
（一）锚杆粘结式锚固通过风动灌浆器向锚杆孔灌注水泥或树脂粘结剂，而后插入锚杆使与围岩粘结在一起。
锚杆的长度与间距参照表1（初期支护参数表）。
1、锚杆的施工（1）锚杆及锚杆孔的质量要求①杆身必须调直无缺损。
②楔缝必须垂直、平整、位置应在锚杆中心载面上，缝宽误差不大于±0.5m ，缝长误差不大于±5mm 。
③锚杆长度应大于孔深6～10cm ，每根加工长度误差不宜大于±1cm ，并应除去杆上的油污、铁锈、杂质。
④钎头尺寸，应根据锚杆孔径要求决定，当钎头磨损后影响底部孔径尺寸达2mm 时，应更换钎头。
⑤锚杆孔位置误差不大于±10cm 。
梅花形布置方形布置L L LLL L L/2L L L/2L/2LLL/2每根锚杆所负担的面积锚杆在岩面的布置⑥锚杆孔深度误差不大于lcm 。
⑦钻孔后，孔内石粉必须用高压水冲洗干净。
⑧钻到设计深度后，若流出的岩粉浆呈黄色或褐色，或钎头冲击异常时，说明遇到较软弱的岩石或破碎夹层，应变更锚杆的深度与位置。
新奥法隧道结构设计隧道工程5新奥法锚喷结构设计
厘米；
● 锚杆长总度L：
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）；
⑶ 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。
Pi
kL2 b 2
d 2
整体加固作用
⑶ 锚杆的设计与计算
① 锚杆承载力计算
裂隙面
锚杆
锚杆
φ1 锚杆
G
φ1 ξ 裂隙面
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，如图所示，根据静力平衡及正弦定理有：
Q G sin 1 sin
N G sin( 1 ) sin
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。
② 抗撕裂计算 d kG RLu u
其中：RL是u 喷层和岩石之间的计算粘结强度。
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
c；os 其x
中 s 4 4EI ；0.7K6岩4 E体d 3 弹性系数；E是混凝土弹性s模量。当sx=0端
② 减跨作用：在隧道顶板岩层中大入锚杆，相当于在顶板上增 加了支点，使隧道跨度减小，从而使顶板岩体应力减小。
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。
隧道工程第7章锚喷支护结构的设计与施工原则PPT课件
⑴ 锚杆类型 ② 端头锚固型
⑴ 锚杆类型 ② 端头锚固型
⑴ 锚杆类型 ③ 摩察型
⑴ 锚杆类型 ③ 摩察型
隧道锚杆
隧道超前注浆锚杆
⑵ 锚杆的力学作用 ① 悬吊作用 ② 减跨作用 ③ 组合梁作用 ④ 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 减跨作用：在隧道顶板岩层中打入锚 杆，相当于在顶板上增加了支点，使隧道 跨度减小，从而使顶板岩体应力减小。
7.2 锚喷支护结构的受力与计算
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
3、锚喷联合支护结构
① 抗冲切计算 喷层厚度满足：
d kW RLu
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。
② 抗撕裂计算
d kW 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
① 锚杆承载力计算
裂隙面
锚杆
锚杆
φ1 锚杆
φ1 ξ 裂隙面
φ1 N
G
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
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毛洞跨度B(m)
围岩级别B≤5 5＜B≤10 10＜B≤15 15＜B≤20 20＜B≤25
Ⅰ不支护50mm厚喷射混凝土（1）80～100厚喷射混
凝土
（2）80～120mm厚喷
射混凝土，设置2.0～
2.5m长的锚杆
100～150mm厚钢筋
网喷射混凝土，设置
2.5～
3.0m长的锚杆，必
要时配置钢筋网
120～150mm厚钢筋
网喷射混凝土，设置
3.0～
4.0m长的锚杆
Ⅱ50mm厚喷射
混凝土
（1）80～100厚喷射混
凝土
（2）50mm厚喷射混凝
土，设置1.5～2.0m长
的锚杆
（1）120～150厚喷射
混凝土，必要时，配置
钢筋网
（2）80～120mm厚喷
射混凝土，设置2.0～
3.0m长的锚杆，必要时，
配置钢筋网
120～150mm厚钢
筋网喷射混凝土，设置
3.0～
4.0m长的锚杆
150～200mm厚钢筋
网喷射混凝土，设置
5.0～
6.0m长的锚杆，必
要时设置大于6.0m的
预应力或非预应力锚杆
Ⅲ（1）80～100厚喷射混
凝土，必要时，配置钢
筋网
（2）50mm厚喷射混凝
土，设置1.5～2.0m长
的锚杆
（1）120～150厚喷射
混凝土，必要时，配置
钢筋网
（2）80～100mm厚喷
射混凝土，设置2.0～
2.5m长的锚杆，必要时，
配置钢筋网
100～150mm厚钢筋
网喷射混凝土，设置
3.0～
4.0m长的锚杆
150～200mm厚钢筋
网喷射混凝土，设置
4.0～
5.0m长的锚杆，必
要时设置大于5.0m的
预应力或非预应力锚杆
—
毛洞跨度B(m)
围岩级别B≤5 5＜B≤10 10＜B≤15 15＜B≤20 20＜B≤25
Ⅳ
80～120mm厚喷射
混凝土，设置1.5～2.0m
长的锚杆
100～150mm厚钢筋网
喷射混凝土，设置2.0～
2.5m长的锚杆，必要时，
采用仰拱
150～200mm厚钢筋
网喷射混凝土，设置
3.0～
4.0m长的锚杆，必
要时，采用仰拱并设置
长度大于4.0m的锚杆
——
Ⅴ
120～150mm厚钢筋
网喷射混凝土，设置
1.5～
2.0m长的锚杆，必
要时，采用仰拱
150～200mm厚钢筋
网喷射混凝土，设置
2.0～
3.0m长的锚杆，采
用仰拱，必要时，加设
钢架
———
注：1 表中的支护类型和参数是指隧洞和倾角小于30°的斜井的永久支护包括初期支护与后期支护的类型和参数。
2 服务年限小于10 年及洞跨小于
3 5m 的隧洞和斜井表中的支护参数可根据工程具体情况适当减小。
3 复合衬砌的隧洞和斜井初期支护采用表中的参数时应根据工程的具体情况予以减小。
4 陡倾斜岩层中的隧洞或斜井易失稳的一侧边墙和缓倾斜岩层中的隧洞或斜井顶部应采用表中第(2)种支护类型和参数,其他情况下两种支护类型和参数均可采用。
5 对高度大于15.0m 的侧边墙应进行稳定性验算并根据验算结果确定锚喷支护参数。