隧道工程錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工

1、,隧道工程,,第7章 錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)的 設(shè)計(jì)與施工原則,重慶交通大學(xué) 隧道及巖土工程系2012年11月,都市快軌交通2007年會(huì),北京：目前142km,300萬(wàn)/日；2008年200km；2012年407km；2015年561km。上海：目前143km,280萬(wàn)/日；年底230km；2012年500km。廣州：目前116km,200萬(wàn)/日；2010年200km；2020年500km；香港：目前211km, 4

2、00萬(wàn)/日，占公交運(yùn)量的40％,,本章學(xué)習(xí)的目的：（1）深入理解新奧法施工的理念；（2）掌握錨噴聯(lián)合支護(hù)及圍巖與支護(hù)共同作用的力學(xué)原理；（3）掌握錨噴支護(hù)施工原則及要點(diǎn)。,第7章 錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工原則,7.1 概述7.2 錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力與計(jì)算 7.3 錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工原則,7.1 概述1、支護(hù)結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展2、現(xiàn)代支護(hù)理論與設(shè)計(jì)要點(diǎn)3、錨噴支護(hù)與傳統(tǒng)支護(hù)的區(qū)別4、錨噴支護(hù)的特點(diǎn),1、支護(hù)結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展,1

3、、支護(hù)結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展⑴ 1920年以前的古典壓力理論階段,● 特點(diǎn)：作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的壓力是其上覆巖層的重量,● 代表：Haim、Rankine和金尼克理論,隨著開挖深度的增加，人們發(fā)現(xiàn)，古典壓力理論不符合實(shí)際情況。,⑵ 1920～1960年代的松散體理論階段 ● 特點(diǎn)：當(dāng)埋深較大時(shí)，作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的壓力，不是上覆巖層的重量，而只是圍巖坍落拱內(nèi)的松散巖體的重量。,⑵ 1920～1960年代的松散體理論階段● 代表：太沙基(K

4、.Terzaghi)和普氏理論,⑶ 60年代后發(fā)展期來(lái)的現(xiàn)代支護(hù)結(jié)構(gòu),● 特點(diǎn)：圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)共同組成了承載的支護(hù)體系，其中圍巖是承載主體，而支護(hù)結(jié)構(gòu)是輔助性的，但也不可缺少?！?代表：新奧法理論是其典型代表。,7.1 概述1、支護(hù)結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展2、現(xiàn)代支護(hù)理論與設(shè)計(jì)要點(diǎn)3、錨噴支護(hù)與傳統(tǒng)支護(hù)的區(qū)別4、錨噴支護(hù)的特點(diǎn),2、現(xiàn)代支護(hù)理論與設(shè)計(jì)要點(diǎn),⑴ 現(xiàn)代支護(hù)理論 ① 一切方法、手段和措施都圍繞圍巖穩(wěn)定為目的； ②

5、 支護(hù)與圍巖視作統(tǒng)一的復(fù)合體，支護(hù)和圍巖共同作用；,③ 在復(fù)合體中，圍巖是承載主體，最大限度的發(fā)揮圍巖的自承能力，同時(shí)也要發(fā)揮支護(hù)結(jié)構(gòu)的承載能力；,④ 憑借現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和監(jiān)測(cè)手段，劃定圍巖級(jí)別，獲得力學(xué)參數(shù)，指導(dǎo)施工；,⑤ 對(duì)不同的地質(zhì)條件，力學(xué)特征的圍巖，靈活采用不同支護(hù)方式和相應(yīng)的力學(xué)計(jì)算模型。,⑵ 基本要求 ① 支護(hù)必須與周圍巖體大面積的牢固接觸，即保證支護(hù)-圍巖作為一個(gè)統(tǒng)一的支護(hù)體系而共同工作； ② 重視初期支護(hù)的作用，并

6、使初期支護(hù)與二次支護(hù)相互配合，協(xié)調(diào)一致的工作；,,使初期支護(hù)與二次支護(hù)相互配合，協(xié)調(diào)一致的工作,③ 要允許圍巖及支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生有限的變形，以發(fā)揮圍巖承載作用而減少支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力。 ④ 必須保證支護(hù)結(jié)構(gòu)及時(shí)施作。如支護(hù)施作過(guò)晚，會(huì)使圍巖暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，產(chǎn)生過(guò)渡的位移而瀕臨破壞；,,⑤ 支護(hù)結(jié)構(gòu)要根據(jù)隧道圍巖的實(shí)際動(dòng)態(tài)，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整和修改，以適應(yīng)不斷變化的圍巖狀態(tài)；,7.1 概述1、支護(hù)結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展2、現(xiàn)代支護(hù)理論與設(shè)計(jì)要點(diǎn)3、錨

7、噴支護(hù)與傳統(tǒng)支護(hù)的區(qū)別4、錨噴支護(hù)的特點(diǎn),3、錨噴支護(hù)與傳統(tǒng)支護(hù)的區(qū)別,⑴ 對(duì)圍巖和圍巖壓力的認(rèn)識(shí)上●傳統(tǒng)支護(hù)理論：圍巖壓力由洞室塌落的圍巖“松散壓力”造成的;●現(xiàn)代支護(hù)理論：圍巖具有自承能力，圍巖作用于支護(hù)的壓力不是松散壓力，是阻止圍巖變形的形變壓力。,⑵ 在圍巖和支護(hù)間的相互關(guān)系上：●傳統(tǒng)支護(hù)理論：將圍巖與支護(hù)分開考慮，視為“荷載-結(jié)構(gòu)”體系●錨噴支護(hù)理論：將圍巖和支護(hù)視為統(tǒng)一體，二者組成“圍巖-支護(hù)”體系共同參與工作。

8、,⑶ 在支護(hù)功能和作用原理上：●傳統(tǒng)支護(hù)理論：支護(hù)只是為了承受荷載；●錨噴支護(hù)理論：支護(hù)是為了及時(shí)穩(wěn)定和加固圍巖。,⑷ 在設(shè)計(jì)計(jì)算方法上：●傳統(tǒng)支護(hù)理論：主要是確定作用在支護(hù)上的荷載；●錨噴支護(hù)理論：設(shè)計(jì)的作用荷載是巖體的地應(yīng)力，圍巖和支護(hù)共同承載；,,,荷載－結(jié)構(gòu)模型,巖體力學(xué)模型,⑸ 在支護(hù)形式和工藝上●傳統(tǒng)支護(hù)理論：模注混凝土；●錨噴支護(hù)理論：施工方法簡(jiǎn)單，靈活，不需模板，無(wú)需回填，在圍巖松動(dòng)之前能及時(shí)加固圍巖。,7.

9、1 概述1、支護(hù)結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展2、現(xiàn)代支護(hù)理論與設(shè)計(jì)要點(diǎn)3、錨噴支護(hù)與傳統(tǒng)支護(hù)的區(qū)別4、錨噴支護(hù)的特點(diǎn),4、錨噴支護(hù)的特點(diǎn),⑴ 及時(shí)性：噴射砼，如早強(qiáng)，能迅速給圍巖提供支護(hù)抗力； ⑵ 粘貼性：噴射砼與圍巖能全面密貼粘結(jié)，粘結(jié)力一般可達(dá)70kg/cm3；,4、錨噴支護(hù)的特點(diǎn),粘結(jié)有三種作用： ① 連鎖作用； ② 復(fù)合作用； ③ 增強(qiáng)作用(填充凹隙),⑶ 柔性：容易調(diào)節(jié)圍巖變形，可控制圍巖塑性變形適度

10、發(fā)展，發(fā)揮自承能力； ⑷ 深入性：錨桿可深入圍巖一定深度加固圍巖，形成承載圈；,4、錨噴支護(hù)的特點(diǎn),⑸ 靈活性：支護(hù)類型、參數(shù)、數(shù)量可靈活調(diào)整。 ⑹ 封閉性：可阻止水對(duì)圍巖的侵蝕而引起風(fēng)化等。,4、錨噴支護(hù)的特點(diǎn),目前我國(guó)所有山嶺隧道和一些城市地下工程都先采用錨噴的柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)，是為了能做到：（1）容許圍巖發(fā)生有限變形（2）發(fā)揮圍巖的自承能力（3）節(jié)省工程造價(jià),7.2 錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力與計(jì)算,,1、錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu) 2、噴

11、混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu) 3、錨噴聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu),,,,7.2 錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力與計(jì)算,1、錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu) ⑴ 錨桿類型 ⑵ 錨桿的力學(xué)作用 ⑶ 錨桿的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ⑷ 支護(hù)塊狀圍巖 ⑸ 加固裂隙圍巖,,,,,,,,,,,錨桿的制作過(guò)程,⑴ 錨桿類型 ① 全長(zhǎng)粘結(jié)型,,,,,,⑴ 錨桿類型 ② 端頭錨固型,,,,⑴ 錨桿類型 ② 端頭錨固型,,,⑴ 錨桿類型 ③ 摩察型,,,⑴ 錨桿類型

12、 ③ 摩察型,,,,,隧道錨桿,,,,,,隧道超前注漿錨桿,,,⑵ 錨桿的力學(xué)作用 ① 懸吊作用 ② 減跨作用 ③ 組合梁作用 ④ 整體加固作用,,,,,①懸吊作用：將不穩(wěn)定巖層懸吊在堅(jiān)固巖層上，阻止圍巖移動(dòng)滑落。,② 減跨作用：在隧道頂板巖層中打入錨桿，相當(dāng)于在頂板上增加了支點(diǎn)，使隧道跨度減小，從而使頂板巖體應(yīng)力減小。,,,,,③ 組合梁作用：在巖層中打入錨桿，將若干薄弱巖層錨固在一起，類似將疊合的板梁變成組合梁，提高

13、巖層的承載力。,④ 整體加固作用：錨桿群錨入圍巖后，其兩端附近巖體形成圓錐形壓縮區(qū)，按照一定間距排列的錨桿在錨固力作用下構(gòu)成承載環(huán)。,,,,⑶ 錨桿的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ① 錨桿承載力計(jì)算 ② 錨桿錨固長(zhǎng)度確定 ③ 錨桿直徑的確定 ④ 錨桿間距的確定,,① 錨桿承載力計(jì)算,,當(dāng)塊體危石墜落時(shí)，除使錨桿受拉外，還對(duì)錨桿產(chǎn)生剪切作用。,,,,,① 錨桿承載力計(jì)算,,如圖所示，根據(jù)靜力平衡及正弦定理有：,式中：N是錨桿所受拉力；Q是錨桿所受剪

14、力；G是危石重量或一根錨桿承擔(dān)的巖石重量；是錨桿與地質(zhì)結(jié)構(gòu)面的夾角；是錨桿與垂直線夾角。,② 錨固長(zhǎng)度確定,,● 錨固深度L1： 根據(jù)錨桿抗拉強(qiáng)度與砂漿粘結(jié)力相等的等強(qiáng)度原則，可確定錨桿的錨固深度L1：,其中：d是錨桿直徑， 螺紋鋼筋；D是鉆孔直徑；k安全系數(shù)，3-5； 是砂漿與巖孔之間的抗剪強(qiáng)度。實(shí)踐中要求 大于30厘米；,,,錨桿長(zhǎng)總度L：,,,式中：L1是錨固深度；L2為不穩(wěn)定巖層厚度；L3是外露長(zhǎng)度（約

15、小于噴射混凝土厚度）；,③ 錨桿直徑的確定以抗拉為例，錨桿直徑可用下式計(jì)算,式中：K是安全系數(shù)，可取2；Rg是錨桿抗拉強(qiáng)度；N是錨桿所受拉力；d是錨桿直徑。,,,,,,,,,錨桿間距,,,,,,,,④ 錨桿間距的確定,若等間距布置，每根錨桿所負(fù)擔(dān)的巖體重量即為所受荷載。,其中，γ是巖體容重；b錨桿間距，一般L1>2b；k安全系數(shù)2～3。,⑷ 支護(hù)塊狀圍巖 圍巖塌落總是從危石開始，可能形成連鎖反應(yīng)。,,砂漿錨桿的承

16、載力：,⑸ 加固裂隙圍巖 若在隧道頂部出現(xiàn)裂隙，為防止進(jìn)一步擴(kuò)展危及頂部巖體穩(wěn)定，可采用預(yù)應(yīng)力錨桿加固。,假設(shè)裂隙受到預(yù)加力T和水平方向壓力P，則裂隙法向力和抗滑力分別為：,是裂隙面內(nèi)摩察角，沿裂隙面的下滑力必須滿足的條件：,1、錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu) ? 2、噴混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu) 3、錨噴聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu),7.2 錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力與計(jì)算,2、噴混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu) 噴射砼是將水泥、砂子、石子、速凝劑按一定的比例均勻的攪

17、拌后送入噴射機(jī)，以高速噴射到巖壁表面凝結(jié)而成的砼。 它是通過(guò)局部穩(wěn)定圍巖和整體穩(wěn)定圍巖起支護(hù)作用。,噴混凝土的過(guò)程,干噴 濕噴,噴混凝土初期支護(hù),⑴ 噴射砼的作用 ① 充填裂隙加固圍巖； ② 找平，封閉圍巖表面防止風(fēng)化； ③ 噴砼與圍巖組成共同承載結(jié)構(gòu)。,充填裂隙加固圍巖,封閉圍巖表面防止風(fēng)化,噴砼與圍巖組成共同承載結(jié)構(gòu),⑵ 局部穩(wěn)定原理 危石除用

18、錨桿支護(hù)外，也可用噴射混凝土層支護(hù)。在危石重力作用下混凝土噴層可能出現(xiàn)沖切破壞和撕裂破壞。,① 抗沖切計(jì)算 噴層厚度滿足：,為噴射混凝土抗拉強(qiáng)度；u為危石底面周長(zhǎng)，k是安全系數(shù)3～5。,② 抗撕裂計(jì)算,其中： 是噴層和巖石之間的粘結(jié)強(qiáng)度。,為此，需求出危石自重作用下在噴層與巖石之間的拉應(yīng)力q的大小，利用彈性半地基上的半無(wú)限長(zhǎng)梁公式： ； 其中 ；K巖體彈性

19、系數(shù)；E是混凝土彈性模量。當(dāng)x=0端點(diǎn)時(shí)，有最大值：,⑶ 整體穩(wěn)定原理,⑶ 整體穩(wěn)定原理,噴混凝土層與圍巖表面緊密粘結(jié)、咬合使巖體密貼，組成“組合結(jié)構(gòu)”或“整體結(jié)構(gòu)物”共同工作。,1、錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu) ? 2、噴混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu) ? 3、錨噴聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu),7.2 錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力與計(jì)算,3、錨噴聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu) ⑴ 錨噴聯(lián)合支護(hù)修建隧道的基本概念⑵ 支護(hù)與圍巖共同作用的力學(xué)原理 ⑶ 錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)承載力計(jì)算(4) 隧道圍巖位移量的容

20、許值⑸ 二次襯砌支護(hù)時(shí)間選擇原則,3、錨噴聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu),3、錨噴聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu),⑴、錨噴聯(lián)合支護(hù)修建隧道的基本概念 錨桿是深層加固圍巖； 噴砼是表層及局部加固圍巖；,● 圍巖是隧道穩(wěn)定的基本部分，盡量維護(hù)圍巖體的強(qiáng)度特性,● 支護(hù)結(jié)構(gòu)要薄而具有柔性，并與圍巖密貼；使因產(chǎn)生彎矩而破壞的可能性達(dá)到最?。划?dāng)需要增加支護(hù)襯砌強(qiáng)度時(shí)，宜采用錨桿、鋼筋網(wǎng)等加固，而不宜大幅度增加噴層或襯砌厚度。,● 設(shè)計(jì)施工中要正確估計(jì)圍巖特性及其隨時(shí)

21、間的變化，以便采取最合適的支護(hù)措施和支護(hù)時(shí)間。,⑵ 支護(hù)與圍巖共同作用的力學(xué)原理,圓形隧道,解析解,① 錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的力學(xué)原理 采用的是圍巖體和柔性支護(hù)共同變形的彈塑性理論。,,② 彈塑性理論的基本概念： 基于材料試驗(yàn)彈塑性曲線,基于材料試驗(yàn)彈塑性曲線,③ 對(duì)于圓形隧道，作如下假定：● 圍巖為均質(zhì)、各向同性的連續(xù)彈塑性體；● 初始應(yīng)力為自重應(yīng)力場(chǎng)；● 隧道視為無(wú)限體中的孔洞問(wèn)題；,,● 采用莫爾-庫(kù)侖(Mohr-Co

22、ulomb)準(zhǔn)則為塑性屈服判據(jù):,,④ 均質(zhì)圍巖中圓形隧道的彈性解,,,,,,,,⑤ 均質(zhì)圍巖中圓形隧道的塑性解 ● 基本方程：● 邊界條件：● 塑性解：,,,⑥ 彈性區(qū)與塑性區(qū)邊界上的連續(xù)條件 當(dāng)r=R時(shí)，,,⑦ 塑性區(qū)半徑與支護(hù)抗力的關(guān)系,,⑧ 由洞周位移計(jì)算圍巖壓力,● 彈性區(qū)引起的應(yīng)力增量：,● 圍巖引起的徑向應(yīng)變：,● 由以上關(guān)系得：,,,,,● 彈塑性邊界上的徑向位移：,,,● 據(jù)彈性區(qū)應(yīng)力和摩爾庫(kù)侖關(guān)系

23、得：,,,● 變形過(guò)程中假設(shè)塑性區(qū)體積不變：,,,● 用洞周位移 表達(dá)的圍巖壓力,,,,,,,洞周位移與圍巖壓力,,,,,洞周位移與圍巖壓力,⑨ 圍巖支護(hù)特性曲線,⑶ 錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)承載力計(jì)算,,,,,,⑶ 錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)承載力計(jì)算 ① 初期支護(hù)（外拱）設(shè)計(jì)與計(jì)算●初選噴層厚度t，按照經(jīng)驗(yàn)公式：t=0.017r0， r0是隧道半徑●確定錨桿直徑、長(zhǎng)度和間距●噴層支護(hù)抗力：,,,① 初期支護(hù)（外拱）設(shè)計(jì)與計(jì)算●承載環(huán)內(nèi)巖體的抗

24、力：●錨桿的抗力：●其它支護(hù)提供的抗力：●總支護(hù)抗力：,,,② 二次支護(hù)（內(nèi)拱）設(shè)計(jì)與計(jì)算●內(nèi)拱的承載力常是一種安全儲(chǔ)備，安全系數(shù) ●內(nèi)拱承載力： K=1.5~2.0 ●內(nèi)拱厚度：,,,(4) 隧道圍巖位移量的容許值,① 影響隧道周邊最終位移量的因素● 巖體的物理力學(xué)性質(zhì)● 原始地應(yīng)力大小● 開挖方式（全斷面開挖?。?● 掘進(jìn)速度（速度越快位移越?。?● 支護(hù)時(shí)機(jī)

25、 及支護(hù)方式,,,② 隧道周邊容許位移量的確定原則● 城市地下隧道的下沉量盡量小，一般不能超過(guò)5~10毫米；● 淺埋山嶺隧道容許位移量可以大些，一般小于30毫米；● 深埋隧道洞周的位移不致引起有害松動(dòng)為原則，一般不超過(guò)30毫米；,③ 一些容許位移量控制標(biāo)準(zhǔn) （國(guó)內(nèi)外的一些標(biāo)準(zhǔn)）,● 我國(guó)《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》JTJ042-94規(guī)定容許相對(duì)位移值（％）,● 法國(guó)工業(yè)部規(guī)定地下工程拱頂處圍巖最大容許位移量,● 國(guó)外隧道工程師

26、根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)數(shù)據(jù)大小制定的危險(xiǎn)警戒標(biāo)準(zhǔn),⑸ 二次襯砌支護(hù)時(shí)間選擇原則● 各測(cè)試項(xiàng)目的位移速率明顯收斂，圍巖基本穩(wěn)定；● 已產(chǎn)生的各項(xiàng)位移已達(dá)預(yù)計(jì)總位移量的80%~90%；● 周邊位移速率小于0.1~0.2mm/d，或拱頂下沉速率小于 0.07~0.15mm/d以上原則適合于圍巖條件較好情況。,1、錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu) ? 2、噴混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu) ? 3、錨噴聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu) ?,7.2 錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力與計(jì)算,7.3 錨噴支護(hù)施工

27、原則,實(shí)施錨噴支護(hù)施工原則，是為了達(dá)到以下的目的： （1）技術(shù)上可靠（2）經(jīng)濟(jì)上合理,1、采取各種措施，確保圍巖不出現(xiàn)有害松動(dòng),⑴ 洞形及側(cè)壓系數(shù)的選擇問(wèn)題，即在洞室的布置和造型上應(yīng)適應(yīng)原巖應(yīng)力狀態(tài)和巖體的地質(zhì)、力學(xué)特征，盡量爭(zhēng)取一個(gè)較好的受力條件。,⑵ 采用控制爆破技術(shù)：減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)強(qiáng)度,⑶ 減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)次數(shù)：盡可能采用全斷面一次開挖,⑷ 初期支護(hù)及時(shí)快速：及時(shí)是抑制圍巖變形的有害發(fā)展,⑸ 合理利用開挖面空間效應(yīng)

28、抑制圍巖變形 開挖面的“空間效應(yīng)”，是指洞室在掘進(jìn)過(guò)程中，由于受到開挖面的約束，使開挖面附近的圍巖不能立即釋放其全部位移，這種現(xiàn)象稱為開挖面的“空間效應(yīng)”,⑹ 盡量減少其他外界因素（水、潮）對(duì)圍巖的影響：對(duì)有地下水的裂隙巖體，要防止大的滲透壓力,2、使圍巖變形適度發(fā)展，合理利用圍巖自承能力,⑴ 初期支護(hù)分次施作● 初期支護(hù)必須保證圍巖達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，主要是在有控制的條件下實(shí)現(xiàn)“卸壓”。 ● 二次支護(hù)主要是提高支護(hù)的安全度，其

29、作用主要是限制變形過(guò)量，使圍巖進(jìn)入穩(wěn)定。,⑶ 在穩(wěn)定情況下適當(dāng)延遲支護(hù)時(shí)間 原則上，可以通過(guò)延遲支護(hù)時(shí)間來(lái)控制圍巖變形，不過(guò)這個(gè)時(shí)機(jī)很難掌握，因此，常常不宜采取這種方法。,3、保證錨噴支護(hù)與圍巖形成共同體,⑴ 施工方法和施工措施上保證⑵ 列入施工質(zhì)量檢測(cè)項(xiàng)目(噴層與巖石的粘結(jié)力、錨桿的錨固力),4、選擇合理支護(hù)類型和參數(shù)，并充分發(fā)揮其功效,⑴ 綜合考慮各種因素確定支護(hù)類型(圍巖地質(zhì)特點(diǎn)、工程斷面大小和使用條件要求等),● 一般

30、情況下，應(yīng)優(yōu)先考慮選用噴混凝土支護(hù)或錨噴聯(lián)合支護(hù) ● 堅(jiān)硬裂隙巖體中的大斷面隧道：通常在長(zhǎng)錨桿之間還要加設(shè)短錨桿以支承其間的巖體,● 破碎軟弱巖體 ：通常要早支護(hù)、早封閉，設(shè)仰拱、加強(qiáng)支護(hù)。一般采用錨噴網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)● 塑性流變巖體 ：支護(hù)施作宜“先柔后剛”，設(shè)置仰拱，形成全封閉環(huán),⑵ 選擇合理的錨桿類型與參數(shù)，在圍巖中有效形成承載圈 錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)主要根據(jù)圍巖地質(zhì)、工程斷面和使用條件等選定錨桿類型，確定錨桿直徑、長(zhǎng)度、

31、數(shù)量、間距和布置方式。,● 錨桿間距的選定：除考慮巖體穩(wěn)定條件外，一般應(yīng)能充分發(fā)揮噴層作用和施工方便，即通過(guò)錨桿數(shù)量的變化使噴層始終具有有利厚度 ● 錨桿長(zhǎng)度的選?。簯?yīng)當(dāng)以能充分發(fā)揮錨桿的功能作用，并獲得經(jīng)濟(jì)合理的錨固效果為原則,● 錨桿的布置：應(yīng)當(dāng)采用重點(diǎn)（局部）布置與整體（系統(tǒng)）布置相結(jié)合 ● 錨桿的方向：應(yīng)與巖體主結(jié)構(gòu)面成較大角度，這樣則能穿過(guò)更多的結(jié)構(gòu)面，有利于提高結(jié)構(gòu)面上的抗剪強(qiáng)度，使錨桿間的巖塊相互咬合,⑶ 合理選擇噴層

32、厚度，充分發(fā)揮噴層與圍巖自身承載力,● 合理噴層厚度（剛度）：既能使圍巖穩(wěn)定又容許圍巖有一定的塑性位移，實(shí)現(xiàn)卸壓；經(jīng)驗(yàn)表明合理初始噴層厚度在5~15厘米間；●噴層太厚和太薄都是不合理的,⑷ 合理選擇和配置鋼筋網(wǎng)和鋼支撐,① 在下列情況下可考慮配置鋼筋網(wǎng)● 在土砂等條件下，噴射混凝土從圍巖表面可能剝落時(shí)●在破碎軟弱流變巖體和膨脹性巖體條件下，噴層可能破壞剝落時(shí)，或需要提高噴混凝土抗剪強(qiáng)度時(shí) ● 地震區(qū)或有震動(dòng)影響的隧道,② 在下

33、列場(chǎng)合應(yīng)考慮使用鋼支撐● 噴射混凝土或錨桿發(fā)揮支護(hù)作用前，需要使隧道巖面穩(wěn)定時(shí)● 用鋼管（棚架）、鋼板樁進(jìn)行超前支護(hù)需要支點(diǎn)時(shí)●為抑制地表下沉，或由于壓力大，需要提高初期支護(hù)的強(qiáng)度或剛性時(shí),5、 合理安排施工程序,施工方法的正確性和合理性對(duì)錨噴支護(hù)的成敗和效果有重大影響 特別是開挖順序、掘進(jìn)進(jìn)尺、支護(hù)和閉合時(shí)機(jī)等至關(guān)重要,⑴ 開挖臺(tái)階數(shù)● 圍巖較好：應(yīng)盡量采用全斷面開挖法，減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)次數(shù)；● 破碎圍巖：分部開

34、挖，減少對(duì)圍巖擾動(dòng)的強(qiáng)度⑵ 支護(hù)次數(shù),6、依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工,由于錨噴支護(hù)理論目前還不成熟，故需依靠現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)來(lái)掌握圍巖動(dòng)態(tài)、修正設(shè)計(jì)，指導(dǎo)施工以及對(duì)支護(hù)效果作出正確評(píng)價(jià)。,現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)內(nèi)容：⑴ 隧道內(nèi)目測(cè)觀察⑵ 隧道收斂量測(cè)⑶ 地表下沉量測(cè) ⑷ 位移反分析，指導(dǎo)施工,⑴ 隧道內(nèi)目測(cè)觀察 ① 隧道目測(cè)觀察的目的 ● 預(yù)測(cè)開挖面前方的地質(zhì)條件 ● 為判斷圍巖穩(wěn)定性提供地質(zhì)依據(jù) ● 根據(jù)噴層表面狀態(tài)及錨桿工作

35、狀態(tài)分析支護(hù)結(jié)構(gòu)可靠度,② 隧道目測(cè)觀察的主要內(nèi)容● 了解開挖工作面的工程地質(zhì)，包括地質(zhì)種類及分布狀態(tài)，巖石顏色、成分、結(jié)構(gòu)等，節(jié)理狀況，斷層特征等● 水文地質(zhì)條件：地下水類型，涌水量大小，涌水位置，涌水壓力，水的化學(xué)成分等,● 繪制開挖工作面的素描剖面圖● 開挖支護(hù)后的觀察：初期支護(hù)的裂縫狀況，錨桿端頭情況，鋼拱架是否被壓曲，是否有底鼓現(xiàn)象,③ 隧道目測(cè)觀察中圍巖破壞形態(tài)分析● 危險(xiǎn)性不大的破壞：構(gòu)筑仰拱后在拱肩部出現(xiàn)的剪切破

36、壞一般進(jìn)展緩慢，危險(xiǎn)性不大● 危險(xiǎn)性較大的破壞：在未構(gòu)筑仰拱前拱頂混凝土因受彎曲壓縮而產(chǎn)生的裂隙常常進(jìn)展急劇，伴隨有碎片飛散，危險(xiǎn)性較大,● 塌方征兆的破壞：拱頂噴層出現(xiàn)對(duì)稱的向下滑落的剪切破壞現(xiàn)象，或側(cè)墻發(fā)生向內(nèi)側(cè)滑動(dòng)的剪切破壞并伴隨有底鼓現(xiàn)象，都會(huì)引起塌方事故的破壞形態(tài),⑵ 隧道收斂量測(cè)● 凈空相對(duì)位移測(cè)量（收斂測(cè)量）：洞壁上兩點(diǎn)兩次測(cè)量的位移差,,● 測(cè)試頻率：根據(jù)位移速度和離工作面的距離確定,● 拱頂下沉量測(cè)：測(cè)量方法，可采

37、用水平儀計(jì)、撓度計(jì)等● 圍巖內(nèi)部位移量測(cè)：通常采用鉆孔伸長(zhǎng)計(jì)或位移計(jì)，它由錨固、傳遞、孔口裝置、測(cè)試儀器等組成,⑶ 地表下沉量測(cè) 用水平儀在地表進(jìn)行。量測(cè)范圍的確定和不動(dòng)點(diǎn)選取，量測(cè)頻率：距開挖面距離<2D時(shí)，1-2次/天；2D-5D時(shí)，1次/天，大于5D時(shí)，1次/周,⑷ 位移反分析，指導(dǎo)施工 ● 根據(jù)量測(cè)位移反分析圍巖應(yīng)力重分布情況● 反分析圍巖力學(xué)參數(shù) ● 反分析圍巖原始地應(yīng)力 ● 根據(jù)反分析結(jié)果指導(dǎo)施工,

38、新奧法思想核心：（1）保護(hù)圍巖（2）調(diào)動(dòng)和發(fā)展圍巖的自承能力,保護(hù)圍巖,,及時(shí)封閉圍巖,及時(shí)支護(hù)圍巖,選擇合理的斷面形式,選擇合理的施工方法,選擇合理的支護(hù)形式,光面爆破,,阻止圍巖圍巖裂化,,改變圍巖的應(yīng)力條件，限制圍巖有害變形,改善結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)，使受力均勻,,,減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)和破壞,,由圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)決定,減少集中及對(duì)圍巖的擾動(dòng),,調(diào)動(dòng)和發(fā)展圍巖的自承能力,,選擇合理的支護(hù)形式,,與圍巖密貼，形成共同的承載體,采用柔性支