隧道工程（第三版）全套课件（下）.pptx

出版社; ;7.1 概 述;7.2 锚喷支护结构的受力与计算;②在围岩分类的基础上采用工程类比方法选择支护类型及设计参数，对锚喷支护结构进行受力分析和结构计算，并提出施工注意事项。 ③在支护结构施工中，密切注意地质情况的变化，及时修改设计参数，变更施工工序。 ④支护完成后，观察隧道的稳定状况，对其长期稳定性作出预测和评价。必要时，可对支护变形和应力进行量测，包括施工阶段的监测。 ⑤总结经验，改进设计与施工。掌握岩体变形、坍塌的规律之后，在恰当的时间，采用适当的方法进行支护。 ;7.2.1 喷锚支护结构与传统支护结构的差异 喷锚支护是加固隧道围岩的常见的支护形式。用压缩空气喷射砂浆作保护层，在20世纪初就已经采用，但在第二次世界大战以后，才将它作为隧道的一种可靠的支护结构。近年来，国内外在不同的地质条件下修建隧道时，都广泛地采用这种结构。;7;8;7.2.2 锚杆支护结构 砂浆锚杆是依靠注入岩孔中的水泥砂浆将锚杆和岩壁固结起来，靠砂浆的黏结与围岩起锚固作用，如图7.3所示。它使岩层的整体联结作用较好，但只有等砂浆具有一定强度之后，才能起锚固作用。为了提高锚固效果，可采用楔缝式金属锚杆和树脂黏结型等锚杆。;10;（1）锚杆的联结作用隧道围岩有不稳定的岩块和岩层时，可用锚杆将它们联结起来，并尽可能的深入到稳定的岩层中。隧道锚杆支护以这种作用为主时，应考虑锚杆承担全部不稳定岩石的重力。 1）锚杆承载力计算当块体危石坠落时，除使锚杆受拉外，还对锚杆产生剪切作用，如图7.4所示，根据静力平衡有：;12;2）砂浆锚杆所需锚固长度 砂浆锚杆在国内是常用的，它的锚固深度越大，锚固力也越大。螺纹钢筋比光圆钢筋锚固力大，而且钢筋直径增加，它与砂浆的接触面加大，其锚固力也随之增大。要保证砂浆锚杆具有足够的锚固力，首先要保证它有一定的锚固深度。一般中等石质围岩条件下，螺纹钢筋的锚固深度应取其直径的20耀30倍以上，而光面钢筋锚固深度则取大于直径的30倍以上，有条件时可在现场进行锚固力试验确定。通常锚固深度可用下式计算：;;（2）锚杆的组合作 用锚杆组合作用是依靠锚杆将一定厚度的岩层，尤其是成层的岩层组合在一起，组成组合拱或组合梁，阻止岩层的滑移和坍塌。锚杆提供的抗剪力、抗拉力，以及由于锚杆的锚固力使岩层层面摩擦力增加，使将要滑动的岩块加固稳定，阻止层面的互相错动，提高岩层与锚杆组合的岩石梁或岩石拱的抗弯和抗剪能力，如图7.5和图7.7所示。;16;（3）锚杆支护的整体加固作用 通过有规律布置锚杆群，将隧道四周一定深度的围岩进行挤压和黏结加固，组成一个承载环。在锚杆预应力的作用下（或围岩松弛时，在锚杆中产生的拉力），每根锚杆周围的岩体形成一个两头带圆锥的筒状压缩区，每根锚杆的压缩区彼此联结。;18;19;;7.2.3 喷混凝土支护结构 喷混凝土支护结构通过局部和整体稳定围岩两个方面起支护作用。 （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，填平或缓和表面的凹凸不平，使洞室内轮廓较为平顺，从而提高节理裂隙间的黏结力、摩擦阻力和抗剪强度，减少应力集中现象出现。防止岩层表面风化、剥落、松动、掉块和坍塌的产生，使围岩稳定下来，发挥围岩体的自承能力。;22;;（2）整体稳定???理 喷混凝土层与围岩体表面紧密黏结、咬合、使洞室表面岩体形成较平顺的整体，依靠结合面处的抗拉、抗压、抗剪能力，与岩体密贴组成“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，它能在与围岩共同承载和变形过程中对围岩提供支护力，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。;7.2.4 锚喷联合支护的应用 （1）锚喷联合支护修建隧道的基本概念上面介绍了锚杆支护和喷混凝土支护的作用原理和部分计算，一般在较好的围岩中（如V类以上围岩）可将喷混凝土作为主要的支护手段，辅以锚杆加固，而在较差的围岩中，则以锚杆，尤其是预应力锚杆作为主要的岩体加固手段，并与喷混凝土、钢筋网喷混凝土或加钢拱的钢筋网喷混凝土配合使用。;锚喷支护不单纯是一种施工方法，而是一种指导原则和思路。使用时应掌握三个基本点： ①围岩是隧道稳定的基本部分。支护是为了与围岩共同形成能自身稳定的“承载圈”或支承单元，因此应尽量维护围岩体的强度性能，尽量采用控制爆破或无爆破开挖，尽量采用大断面或全断面掘进技术。 ②支护、衬砌要薄而具有柔性并与围岩密贴，使因产生弯矩而破坏的可能性达到最小。当需要增加支护衬砌强度时，宜采用锚杆、钢筋网以及钢支撑等加固，而不宜大幅度增加喷层或衬砌厚度。 ③设计施工中要正确地估计围岩特性及其随时间的变化。需要进行必要的试验和量测，以确定围岩类型、自稳时间和位移变形速率等重要参数，选择最合适的支护措施和支护时间。;（2）支护与围岩共同作用原理的力学概