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1、,第七章 錨噴支護原理,1、掌握錨噴支護與傳統(tǒng)支護理論的差別 2、掌握錨噴支護的特點 3、熟悉錨噴支護設計原則及預應力錨噴支護,,錨噴支護,噴錨支護：噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)噴射混凝土、鋼拱架噴射混凝土結構組合起來的支護形式。可以根據(jù)不同圍巖的穩(wěn)定狀況，采用噴錨支護中的一種或幾種結構的組合。加固隧道圍巖，提高圍巖的自撐能力 噴射混凝土：利用高壓氣，將摻有速凝劑的混凝土混合料通過混凝土噴射機與高壓水混合，噴射到巖面上，迅速凝結而成。,,現(xiàn)代支護理論（新奧法原則）,1、現(xiàn)代支護理論 （1）處于一個發(fā)展階段，還沒有形成自身比較完整的理論體系只能算是一些理念和原則 （2）這些理念和原則來源于大量工程實

2、踐和深入廣泛的力學模型的研究，并經(jīng)受了實際的反復經(jīng)驗證明是正確的，是可行的，是地下工程修建者應遵守的基本準則。,,現(xiàn)代支護理論（新奧法原則）,2、現(xiàn)代支護理論的內容 （1）地下工程修建方法、確定洞室分步開挖方案和暴露面積大小，選擇支護時機、支護方案和支護參數(shù)的時候要確保維護圍巖穩(wěn)定這一基本目標。 A、做好工程地質勘察工作。 貫穿錨噴支護設計與施工的全過程 B、控制開挖引起的應力重分布程度,,現(xiàn)代支護理論（新奧法原則）,C、對于軟弱巖層要及時采取適當?shù)闹ёo形式，防止巖層垮落。不同巖層自穩(wěn)時間差別很大。 D、選擇對巖層局部擾動較小的施工方法進行開挖，才會有利于巖層的穩(wěn)定。 （2）把支護與圍巖視作

3、統(tǒng)一的承載結構，認真研究支護與圍巖共同作用的機理和力學模型。 傳統(tǒng)支護理論與現(xiàn)代支護理論在設計理念上的差別：,,現(xiàn)代支護理論（新奧法原則）,A、圍巖和圍巖壓力的認識 傳統(tǒng)支護理論針對松散體；現(xiàn)代支護理論認為巖層具有一定的自穩(wěn)能力，其力學機制已為圍巖特征線與支護特征線理論得到了很好的描述。 B、圍巖與支護的相互關系 圍巖與支護分開，荷載結構模型。圍巖與支護的不可分割的統(tǒng)一體。 C、建立計算簡圖上 錨噴支護是現(xiàn)代支護理論的物質基礎,,現(xiàn)代支護理論（新奧法原則）,（3）在圍巖與支護的統(tǒng)一體中，圍巖所占的比重最大，起的作用也最大，承載地應力的主體，對隧道穩(wěn)定起決定性作用。 A、巖體的整體穩(wěn)定 B、

4、通過選擇支護時機、支護強度、預應力大小，恰到好處地控制圍巖產(chǎn)生有限的應力松弛或進入塑性狀態(tài)，又不致大規(guī)模喪失穩(wěn)定，去有效地調動圍巖的自承自穩(wěn)能力。 C、過強支護對圍巖穩(wěn)定無必要。,,錨噴支護特點,1、及時性：錨噴支護工藝，超前支護。能迅速給圍巖提供支護能力，改善圍巖應力狀態(tài)；限制支護前變形的發(fā)展，防止圍巖進入松弛狀態(tài)。 2、緊貼性 聯(lián)鎖作用，復合作用，增強作用 3、柔韌性 錨噴支護屬于柔性薄型支護,,錨噴支護特點,4、深入圍巖內部加固：錨桿 5、支護組合和設置時間的靈活性 （1）錨噴支護的類型和參數(shù)可根據(jù)各段不同的地質條件隨時調整。 （2）支護組合和設置時間的可分性 （3）廣泛的適用性 6、密

5、封性：及時封閉圍巖的暴露面，阻止圍巖的潮解和風化。,,錨噴支護設計原則和方法,一、工程類比法 （1）根據(jù)圍巖分級及工程斷面尺寸或隧道毛跨，直接確定錨噴支護參數(shù)與施工方法。 （2）目前應用最廣泛，在工程設計中占主導地位。 （3）對于一些簡單的小跨度工程，可以單獨使用工程類比法，但是大多數(shù)情況下，特別是那些地質復雜、經(jīng)驗不多的地下工程，單憑工程類比法不足以保證設計的可靠性和合理性，此時應結合其他設計方法。,,錨噴支護設計原則和方法,二、監(jiān)控量測法 （1）信息設計法，以施工監(jiān)控量測信息為依據(jù)，對支護參數(shù)、施工方法的合理性進行評價，并將這些分析結果反饋到設計施工中去。 （2）較為科學，“錨桿噴射混凝土

6、支護技術規(guī)范”中規(guī)定：對不穩(wěn)定的，穩(wěn)定性差的軟弱圍巖或較大跨度的工程及分次支護的工程，應采用監(jiān)控量測法。 （3）不是一種獨立的方法，通常和經(jīng)驗類比法、理論驗算法結合使用。 （4）使用效果與量測手段、量測地段的選擇、量測數(shù)據(jù)的可靠性、量測數(shù)據(jù)的分析與利用關系很大。,,錨噴支護設計原則和方法,三、理論驗算法 （1）目前是地下工程支護設計的輔助方法，卻是今后設計的發(fā)展方向。分為整體穩(wěn)定性驗算與局部失穩(wěn)驗算。 （2）對于淺埋隧道或洞門等隧道工程，可以采用荷載結構模型考慮圍巖的彈性抗力進行理論分析與計算。 （3）對于軟巖隧道或埋深較大穩(wěn)定性較好的圍巖中的大跨度工程，可以采用地層-結構模型考慮巖石的彈塑粘

7、性、各向異性、節(jié)理裂隙等諸多因素還可以用近似的解析計算方法或用數(shù)值計算方法進行整體的穩(wěn)定性分析。 （4）任何情況下，凡可能出現(xiàn)局部失穩(wěn)的圍巖，都要通過不穩(wěn)定塊體的理論計算進行局部加固。,,錨噴支護設計原則和方法,四、典型類比監(jiān)控反演法 （1）綜合方法，較好地解決了巖體力學參數(shù)和地應力難以獲得的問題，又完善了監(jiān)控量測法的反饋工作。 （2）用工程類比法初選錨噴支護參數(shù)；對“圍巖-支護”結構進行施工監(jiān)測；選擇可靠量測數(shù)據(jù)，利用適當?shù)牧W模型和數(shù)值計算方法進行反演分析，求得地應力和巖體力學參數(shù)；根據(jù)反演得到的地應力和巖體力學指標，采用“地層-結構”模型模擬開挖過程，分析圍巖受力狀態(tài)和圍巖穩(wěn)定性，對施工

8、方法、支護時機、支護參數(shù)做出必要的修正。,,錨噴支護設計原則和方法,五、特征線法 （1）建立在現(xiàn)代巖石力學理論特別是空間效應分析基礎上的圖解分析法。 （2）用工程類比法結合現(xiàn)場實際初選初期支護的設計參數(shù)；建立無量綱圍巖特征線；建立無量綱支護特征線；根據(jù)各支護組成部分的設置位置、先后次序、噴射混凝土的滯后效應等因素繪制組合支護特征線；計算組合支護的工作反力和安全系數(shù)，評價支護的適用性和可靠性。,,錨噴支護設計原則和方法,事實上，在設計中人們常常采用的是一種綜合方法。在初步設計階段，用工程類比法初選支護的類型和大致參數(shù)，用于編制工程概算。在技術設計階段，運用特征線法或理論分析手段去確認或修改支護類

9、型，詳盡地設計組合支護各組成部分的參數(shù)，乃至施工工藝就十分必要了。對于復雜地層或大型洞室工程，甚至還需要開挖試驗洞，安裝必要的測量儀器，為支護設計提供可靠的背景數(shù)據(jù)。在施工階段，根據(jù)開挖暴露出的地層情況和適時監(jiān)測數(shù)據(jù)去評價和修正原有的設計。因此，隧道工程支護設計，不僅貫穿于隧道修建的全過程，而且所用的設計手段也是多手段綜合性的。,,預應力錨噴支護,預應力錨噴支護指的是預應力錨桿與錨噴支護的組合，預應力錨桿在支護中可以和其他錨桿交叉使用，也可以系統(tǒng)地使用。 一、預應力錨噴支護的優(yōu)點 1、主動支護，能主動對圍巖提供大的支護力，而且在提供支護抗力時不以損失被錨固體位移為代價，因此它能十分有效地抑制圍巖位移。其他錨桿，被動支護 2、能提高軟弱結構面和滑移面處的抗剪強度?？辜魪姸扰c正壓力成正比，而預應力錨桿能提供很大的正壓力。 3、承載拱（圈） 4、張拉，無異于對錨桿進行質量檢驗，保證了工程質量,,預應力錨噴支護,二、預應力錨噴支護的最佳應用領域和設計理念 1、最大優(yōu)勢是解決那些復雜地層（高地應力、膨脹性、破碎軟弱地層）大跨度洞室穩(wěn)定，以及要求嚴格控制變形的地面（高邊坡、滑動體）和江河湖海下、建筑物下、交通樞紐下的構筑物的首選技術方案。 2、好裝、好錨、速效、預應力損失小、防腐性能好、張拉噸位大是預應力錨桿的發(fā)展方向。,