地下洞室围岩的稳定性分析.ppt

楔缝式及楔头式锚杆 胀壳式及砂浆粘结式预应力锚杆 2.锚杆的作用 锚杆有楔缝式金属锚杆、钢丝绳砂浆锚杆、普通砂浆金属锚杆、预应力锚杆及木锚杆等。目前在大中型工程中，常用的是楔缝式金属锚杆和砂浆金属锚杆两种。锚杆的作用可概括为下述三个方面。 (1)悬吊作用。 (2)组合作用。对于层状岩层，锚杆可以将数层薄的岩层组合联成整体，类似锚钉加固的组合梁，提高了岩层整体的抗震、抗剪、抗弯能力。 (3)加固作用。 为了防止锚杆之间岩块的坍落，可采用喷层和钢丝网来配合。 支护时间与支护压力关系图 喷射混凝土 喷射混凝土是用喷射机把渗有速凝剂的粗细骨料混凝土以适当的压力，高速喷射到隧道岩壁表面凝结而成的混凝土。 (一) 喷射混凝土的特点 1.充填裂隙加固围岩 2.封闭围岩壁面防止风化 3.喷射混凝土与围岩组成共同承载体系 (二) 喷射混凝土的优缺点优点： 1.柔性支护 2.支护及时 3.不用模板、拱架 4.施工工艺简单 缺点： 回弹量大、止水性弱。 喷射混凝土的机械(具)设备 机械手 喷射混凝土的机械(具)设备 混凝土喷射三联机 4、锚喷支护的特点 (四) 喷射凝土的材料及其组成 1.喷射混凝土的材料 (1)水泥。喷射混凝土对所采用水泥的基本要求是：掺入速凝剂后凝结快、保水性好、早期强度增加快、收缩小。采用425号以上的普通硅酸盐水泥。 (2)砂子 (3)石子 (4)速凝剂。一般为水泥质量的2％～4％（喷拱部时可用3％～4％，喷边墙时可用2％～3％）。 水泥浆初凝应不大于5min，终凝应不大于10min。 2.喷射混凝土配合比和水灰比 质量比——水泥：中砂或中粗砂：石子，对于隧道边墙采用1:(2～2.5):(2～2.5)；对于隧道拱部采用1:2:(1.5～2.0)较为合适。 水灰比——一般为0.4～0.5 (五) 喷射混凝土的机械(具)设备 混凝土喷射机、上料机、搅拌机、机械手、混凝土运送搅拌车、混凝土喷射三联机等。 工字型钢拱架 钢架 格栅网构钢架 特点： 质量轻，制作容易，架设方便，省工省料； 与喷射混凝土结合良好，能形成整体钢筋混凝土结构； 易与锚杆、超前小导管形成整体。 钢架的纵向间距应根据所支护的围岩而定，一般为0.75～1.2m，两榀钢架之间设置直径为20～22mm的纵向钢拉杆。 格栅网构钢架 新奥法的基本概念 一、名称由来与产生的背景 1963年，由奥地利学者 L.V.Rabcewiez教授命名为“新奥地利隧道施工法（New Astrian Tunnelling Method）”，简称“新奥法（NATM）”正式出台。 产生背景： 1.锚杆支护在20世纪初出现。 2.喷射混凝土机在1940年代末研制成功。 3.岩石力学的理论发展为新奥法提供了科学依据。 二、新奥法的基本概念 新奥法:用薄层支护手段来保持围岩强度，控制围岩变形，以发挥围岩的自承载能力，并通过施工监控量测来指导隧道工程的设计与施工。 新奥法的三大要素：①控制爆破 ②喷锚支护 ③监控量测 三项作业：①开挖 ②初次支护 ③二次支护 新奥法原理的要点 1. 承载体系：支护结构+围岩 2. 少扰动围岩 3. 既允许又限制围岩的变形 4. 复合式衬砌（初期支护和二次衬砌 ） 5. 初期支护应尽量做成柔性的 6. 要尽可能使结构做得圆顺 7. 进行有效的监控量测 8. 通过“排堵措施”解决衬砌渗水 新奥法的施工技术 施工基本原则 “少扰动，早支护，勤量测，紧封闭” 三类典型的分离体 3．层状弯折和拱曲 岩层的弯曲折断，是层状围岩变形失稳的主要形式。 平缓岩层，当岩层层次很薄或软硬相间时，顶板容易下沉弯曲折断。 在倾斜层状围岩中，当层间结合不良时，顺倾向一侧拱脚以上部分岩层易弯曲折断，逆倾向一侧边墙或顶拱易滑落掉块。 在陡倾或直立岩层中，因洞周的切向应力与边墙岩层近于平行，所以边墙容易凸邦弯曲。 层状结构围岩变形破坏特征 4．碎裂岩体的松动解脱 碎裂结构岩体在张力和振动力作用下容易松动、解脱，在洞顶则产生崩落，在边墙上则表现为滑塌或碎块的坍塌。 5．松软岩体 一般强烈风化、