第07章 錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工1

1、道路與橋梁工程系道路與橋梁工程系 喬雄喬雄第七章第七章 錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工7.1 概述7.2 錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力與計(jì)算錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力與計(jì)算 7.3 錨噴支護(hù)施工原則錨噴支護(hù)施工原則 7.1 7.1 概述概述7.1.17.1.1支護(hù)結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展支護(hù)結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展 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：海姆(A.Haim)、朗肯(W.J.M.Rankine)和金尼克等理論 隨著開挖深度的增加，人們?cè)絹碓蕉嗟陌l(fā)現(xiàn)，古典壓力理論不符合實(shí)際情況，于是出現(xiàn)了散體壓力理論。 19201960年代的松散體理論階段： 特點(diǎn)：

2、當(dāng)?shù)叵鹿こ搪裆钶^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。 代表：太沙基(K.Terzaghi)和普氏理論H 60年代后發(fā)展期來的現(xiàn)代支護(hù)理論階段： 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，其中圍巖是主要的承載結(jié)構(gòu)，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。7.1.27.1.2現(xiàn)代支護(hù)理論與設(shè)計(jì)要點(diǎn)現(xiàn)代支護(hù)理論與設(shè)計(jì)要點(diǎn) 現(xiàn)代支護(hù)理論 一切方法、手段和措施都圍繞圍巖穩(wěn)定為目的； 支護(hù)與圍巖視作統(tǒng)一的復(fù)合體，支護(hù)合圍巖共同作用； 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；

3、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)設(shè)計(jì)施工； 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，力學(xué)計(jì)算模型。如荷載-結(jié)構(gòu)模型、經(jīng)驗(yàn)類比模型等； 基本要求 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； 重視初期支護(hù)的作用，并使初期支護(hù)與二次支護(hù)相互配合，協(xié)調(diào)一致的工作； 要允許圍巖及支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生有限的變形，以允許發(fā)揮圍巖的承載作用而減少支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力。為此要求對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的剛度、構(gòu)造給予充分的注意； 必須保證支護(hù)結(jié)構(gòu)及時(shí)施作。如支護(hù)施作過晚，會(huì)使圍巖暴露時(shí)間過長，產(chǎn)生過渡的位移而瀕臨破壞，所以應(yīng)在坑道圍巖達(dá)到極限平衡之前發(fā)揮其

4、承載作用； 支護(hù)結(jié)構(gòu)要根據(jù)坑道圍巖的實(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)；7.1.37.1.3錨噴支護(hù)與傳統(tǒng)支護(hù)的區(qū)別錨噴支護(hù)與傳統(tǒng)支護(hù)的區(qū)別 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;錨噴支護(hù)理論：圍巖具有自承能力，圍巖作用在支護(hù)上的壓力不是松散壓力，而是阻止圍巖變形的形變壓力。 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。 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)

5、定和加固圍巖。 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； 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，無需回填，在圍巖松動(dòng)之前能及時(shí)加固圍巖。7.1.47.1.4錨噴支護(hù)的特點(diǎn)錨噴支護(hù)的特點(diǎn)( (主要在機(jī)理和工藝上主要在機(jī)理和工藝上) ) 及時(shí)性：噴射砼，如早強(qiáng)，能迅速給圍巖提供支護(hù)抗力 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； 粘結(jié)有三種作用： 連鎖作用； 復(fù)合作用； 增強(qiáng)作用(填充凹隙穴) 柔性：容易調(diào)節(jié)圍巖變形，可控制圍巖塑性變形適

6、度發(fā)展，發(fā)揮自承能力； 深入性：錨桿可深入圍巖一定深度加固圍巖，形成承載圈 靈活性：支護(hù)類型、參數(shù)、數(shù)量可靈活調(diào)整。 封閉性：可阻止水對(duì)圍巖的侵蝕而引起風(fēng)化等。7.2 7.2 錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力與計(jì)算錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力與計(jì)算 7.2.1錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu) 錨桿類型 全長粘結(jié)型 端頭錨固型 全長粘結(jié)型全長粘結(jié)型端頭錨固型端頭錨固型 摩察型 預(yù)應(yīng)力型 錨桿的力學(xué)作用 錨桿是利用圍巖自身強(qiáng)度來支護(hù)圍巖，屬于內(nèi)部支護(hù)，其對(duì)圍巖的力學(xué)效應(yīng)主要有以下作用： 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。 減跨作用：在隧道頂板巖層中大入錨桿，相當(dāng)于在頂板上增加了支點(diǎn)，使隧道跨度減小，從而使

7、頂板巖體應(yīng)力減小。 組合梁作用：在巖層中大入錨桿，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，提高巖層的承載力。 減跨作用減跨作用組合梁作用組合梁作用 擠壓加固作用（整體加固作用）：預(yù)應(yīng)力錨桿群錨入圍巖后，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預(yù)應(yīng)力作用下構(gòu)成一個(gè)均勻的壓縮帶，即承載環(huán)。壓縮帶中的巖體處于三向應(yīng)力狀態(tài)，顯著提高圍巖強(qiáng)度。 整體加固作用整體加固作用 錨桿的設(shè)計(jì)與計(jì)算 錨桿承載力計(jì)算GG1錨桿11-1N裂隙面錨桿錨桿裂隙面 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，如圖所示，根據(jù)靜力平衡及正弦定理有： sinsin1GQ sin)sin(1

8、GN式中：N是錨桿所受拉力；Q是錨桿所受剪力；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。 1 砂漿錨桿所需錨固長度 錨桿直徑d： 以抗拉為例，錨桿直徑可用下式計(jì)算： gRkNd2 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： kDRdLg421 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； 錨桿長總度L： 式中：L1是錨固深度；L2為不穩(wěn)定巖層厚度；L

9、3是外露長度（約小于噴射混凝土厚度）； 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。 22161L321LLLLgiRdbLkP422222LkRdbg其中，是巖體容重；b錨桿間距，一般L12b；k安全系數(shù)2-3。砂漿錨桿的承載力： )tan(1stsscDLP 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。 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)。 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：sinPTNtan)sin(PTF 是裂隙面內(nèi)摩察角，沿裂隙面的下滑力必須滿足的條件：tan)

10、sin(cosPTP)sintan(sin PT7.2.2噴混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)噴混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu) 噴射砼(干噴)是將水泥、砂子、石子、速凝劑按一定的比例均勻的攪拌后送入噴射機(jī)，借助壓縮空氣將干混合料通過管道壓送到噴頭與高壓水混合，以很高的速度噴射到巖壁表面凝結(jié)而成的砼。它是通過局部穩(wěn)定圍巖和整體穩(wěn)定圍巖起支護(hù)作用。 噴射砼的作用 充填裂隙加固圍巖； 找平，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)。 局部穩(wěn)定原理 危石除用錨桿支護(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。 抗沖切計(jì)算 噴層厚度必須滿足：uRkGdL 其中： 為噴射混凝土抗拉強(qiáng)度（理論上

11、應(yīng)是抗剪強(qiáng)度，因抗剪強(qiáng)度較大，計(jì)算不安全）；u為危石底面周長，k是安全系數(shù)35。 LR 抗撕裂計(jì)算 uRkGdLu其中： 是噴層和巖石之間的計(jì)算粘結(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限長梁公式： ； 其中 ；K巖體彈性系數(shù)；E是混凝土彈性模量。當(dāng)x=0端點(diǎn)時(shí)，有最大值： LuRsxesPqsxcos243476. 04KEdbKEIsLuRKEdPsPq43max63. 22313463. 3EKuRGdLu 整體穩(wěn)定原理 噴混凝土層與圍巖體表面緊密粘結(jié)、咬合、使洞室表面巖體形成較平順的整體，依靠結(jié)合面處的抗拉、抗壓、抗剪能力，與巖體密貼組

12、成“組合結(jié)構(gòu)”或“整體結(jié)構(gòu)物”共同工作。 7.2.3錨噴聯(lián)合支護(hù)錨噴聯(lián)合支護(hù) 、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，噴射混凝土是表層及局部加固圍巖錨噴支護(hù)不單純是一種施工方法，而且是一種指導(dǎo)原則和思路 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)到最小，當(dāng)需要增加支護(hù)襯砌強(qiáng)度時(shí)，宜采用錨桿、鋼筋網(wǎng)以及鋼支撐等加固，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)間的變化，以便采取最合適的支護(hù)措施和支護(hù)時(shí)間。 支護(hù)與圍巖共同作用的力學(xué)原理 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

13、性支護(hù)共同變形的彈塑性理論。 彈塑性理論的基本概念：基于材料試驗(yàn)彈塑性曲線 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)； 隧道視為無限體中的孔洞問題； 采用莫爾-庫侖(Mohr-Coulomb)準(zhǔn)則為塑性屈服判據(jù)。331sin1sin2sin1cos2c 均質(zhì)圍巖中圓形隧道的彈性解22220)1 (rRrRpRr22220)1 (rRrRpR 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： 0rdrdrrcot2sincrrirprr,0cot)sin1sin1()(cot(cot)(cot(sin1sin20sin1sin20crrc

14、pcrrcpiir 彈性區(qū)與塑性區(qū)邊界上的連續(xù)條件 當(dāng)r=R時(shí)， 塑性區(qū)半徑與支護(hù)抗力的關(guān)系peprer,cot)(sin1)(cot()sin1 (cotcotsin1sin200sin2sin100cRrcppcpcprRii 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： 220220)()(rRprRpReRer)1(12eerrrrErurr12Rrrr塑性區(qū)彈性區(qū) 由以上關(guān)系得： 彈塑性邊界上的徑向位移： 2021)(2rpGRruRr)(2)(20202RRRRpGRrdrpGRu 據(jù)彈性區(qū)應(yīng)力和摩爾庫侖關(guān)系得： 變形過程中假設(shè)塑性區(qū)體積不變：cos)sin

15、1 (0cpRRaaRurRuuruRrR)()()(202202sinsin1000cot)cot)(sin1 (2)cossin(cpcpGcprurRuiRa 用洞周位移 表達(dá)的圍巖壓力 aucot2)cossin()cot)(sin1 (sin1sin000cGucprcppai 圍巖支護(hù)特性曲線umaxuruEBPuKcEDPu=f(P1)AmaxPmaxP0PKP1u0PcPEPminP0原巖壓力線剛性支護(hù)形變壓力區(qū)松散壓力區(qū) 柔性支護(hù)IV-模注支護(hù)0PcPP0PE錨噴初噴 錨 二次噴P1錨噴支護(hù)模注襯砌 錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)承載力計(jì)算 初期支護(hù)（外拱）設(shè)計(jì)與計(jì)算初選噴層厚度t，可按照經(jīng)驗(yàn)

16、公式：t=0.017r0， r0是隧道半徑確定錨桿直徑、長度和間距噴層支護(hù)抗力：承載環(huán)內(nèi)巖體的抗力：錨桿的抗力：其它支護(hù)提供的抗力：總支護(hù)抗力： sssibdpsin2bSbSpRnRisin2cos2cos)cos(cos0AiAiqpststststibFpsin2抗力阻止剪切體滑移的最小minpppppiAistisii 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=1.52.0 內(nèi)拱厚度：(4) 隧道圍巖位移量的容許值 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（速度越快位移越小） 支護(hù)時(shí)機(jī)

17、 121/ )(pppK12) 1(pKpBbpKt2sin) 1(12 支護(hù)方式 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510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30毫米左右； 埋深埋深圍巖圍巖300mIV0.100.300.20.500.401.20III0.150.500.401.200.802.0II0.200.800.601.601.03.01) 相對(duì)位移值指實(shí)測(cè)位移值與兩測(cè)點(diǎn)距離之比；相對(duì)位移值指實(shí)測(cè)位移值與兩測(cè)點(diǎn)距離之比；2) 脆性圍巖取小值，塑性圍巖取大值；脆性圍巖取小值，塑性

18、圍巖取大值；3) I、V、VI類圍巖可按工程類比選定容許值范圍；類圍巖可按工程類比選定容許值范圍；4) 表中數(shù)據(jù)可在施工中做調(diào)整；表中數(shù)據(jù)可在施工中做調(diào)整； 一些容許位移量控制標(biāo)準(zhǔn) 我國公路隧道施工技術(shù)規(guī)范JTJ042-94規(guī)定容許位移； 法國工業(yè)部規(guī)定地下工程拱頂處圍巖最大容許位移量 隧道埋深隧道埋深/m/m硬質(zhì)巖硬質(zhì)巖/cm/cm塑性地層塑性地層/cm/cm101050501 12 22 25 550505005002 26 6101020205005006 6121220204040 國外隧道工程師根據(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)等級(jí)等級(jí)標(biāo)標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn)措施措施三級(jí)警戒三級(jí)警戒任一點(diǎn)位移

19、大于任一點(diǎn)位移大于10mm10mm報(bào)告管理人員報(bào)告管理人員二級(jí)警戒二級(jí)警戒兩相鄰測(cè)點(diǎn)位移均大于兩相鄰測(cè)點(diǎn)位移均大于15mm15mm或任一測(cè)點(diǎn)位移速度超或任一測(cè)點(diǎn)位移速度超過過15mm/15mm/月月口頭報(bào)告，召開會(huì)議，寫書面口頭報(bào)告，召開會(huì)議，寫書面報(bào)告及建議報(bào)告及建議一級(jí)警戒一級(jí)警戒位移大于位移大于15mm15mm，且多處測(cè)點(diǎn)，且多處測(cè)點(diǎn)位移均在加速位移均在加速主管工程師立即現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，召主管工程師立即現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，召開現(xiàn)場(chǎng)會(huì)議，研究應(yīng)急措施開現(xiàn)場(chǎng)會(huì)議，研究應(yīng)急措施 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

20、率小于0.10.2mm/d，或拱頂下沉速率小于 0.070.15mm/d7.3 7.3 錨噴支護(hù)施工原則錨噴支護(hù)施工原則 實(shí)施錨噴支護(hù)施工原則，是為了達(dá)到技術(shù)上可靠和經(jīng)濟(jì)上合理的目的 1 1、采取各種措施，確保圍巖不出現(xiàn)有害松動(dòng)、采取各種措施，確保圍巖不出現(xiàn)有害松動(dòng) 洞形及側(cè)壓系數(shù)的選擇問題，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。 采用控制爆破技術(shù)：減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)強(qiáng)度 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 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 合理利用開挖面空間效應(yīng)抑制圍巖變形 開挖面的“空間效應(yīng)”，是指洞室在掘進(jìn)過程

21、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)” 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 2、使圍巖變形適度發(fā)展，合理利用圍巖自承能力、使圍巖變形適度發(fā)展，合理利用圍巖自承能力 初期支護(hù)采用分次施作的方法 初期支護(hù)必須保證圍巖達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，其作用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，其作用主要是限制變形過量，使圍巖進(jìn)入穩(wěn)定。 調(diào)節(jié)支護(hù)封底時(shí)間，控制圍巖變形 適當(dāng)延遲支護(hù)時(shí)間，控制圍巖變形 原則上，我們可以通過延遲支護(hù)時(shí)間來控制圍巖變形，不過這個(gè)時(shí)機(jī)很難掌握，因此

22、，常常不宜采取這種方法。3 3、保證錨噴支護(hù)與圍巖形成共同體、保證錨噴支護(hù)與圍巖形成共同體 施工方法和施工措施上保證 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 4、選擇合理支護(hù)類型和參數(shù)，并充分發(fā)揮其功效、選擇合理支護(hù)類型和參數(shù)，并充分發(fā)揮其功效 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

23、，形成全封閉環(huán) 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、長度、數(shù)量、間距和布置方式。 錨桿間距間距的選定：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，即通過錨桿數(shù)量的變化使噴層始終具有有利厚度 錨桿長度長度的選取：應(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：方向：應(yīng)與巖體主結(jié)構(gòu)面成較大角度，這樣則能穿過更多的結(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 合理選擇噴層厚度，充分發(fā)揮噴

24、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515厘米間；噴層太厚和太薄都是不合理的 合理選擇和配置鋼筋網(wǎng)和鋼支撐 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)在破碎軟弱塑性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 在下列場(chǎng)合必須考慮研究使用鋼支撐 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)為了抑制地表下沉，或者由于壓力大，需要提高初期支護(hù)的強(qiáng)度或剛性時(shí) 5 5、 合理安

25、排施工程序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，特別是開挖程序、掘進(jìn)進(jìn)尺、支護(hù)和閉合時(shí)機(jī)等至關(guān)重要 開挖臺(tái)階數(shù)圍巖較好：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：分部開挖，減少對(duì)圍巖擾動(dòng)的強(qiáng)度 支護(hù)次數(shù) 6 6、依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工、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)來掌握圍巖動(dòng)態(tài)、修正設(shè)計(jì)，指導(dǎo)施工和支護(hù)效果作出正確地評(píng)價(jià)。 隧道內(nèi)目測(cè)觀察隧道內(nèi)目測(cè)觀察 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)及錨桿工作狀態(tài)分析支護(hù)結(jié)構(gòu)可靠度 隧道目測(cè)觀察的主要內(nèi)容

26、 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 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)

27、滑動(dòng)的剪切破壞向內(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) 隧道收斂量測(cè)隧道收斂量測(cè) 凈空相對(duì)位移測(cè)試（收斂測(cè)試）：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位移速度距開挖面距離量測(cè)頻率10mm/d以上01B12次/日10mm5mm/d12B1次/日5mm1mm/d25B1次/2日1mm/d以下5B以上1次/周 拱頂下沉量測(cè)：測(cè)量方法，可采用水平儀計(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 地表下沉量測(cè)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

28、時(shí)，1-2次/天；2D-5D時(shí)，1次/天，大于5D時(shí)，1次/周 位移反分析，指導(dǎo)施工位移反分析，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 總結(jié)：總結(jié)：新奧法的原則核心為：保護(hù)圍巖，調(diào)動(dòng)和發(fā)展圍巖：保護(hù)圍巖，調(diào)動(dòng)和發(fā)展圍巖的自承能力的自承能力保護(hù)保護(hù)圍巖圍巖及時(shí)封閉圍巖及時(shí)封閉圍巖及時(shí)支護(hù)圍巖及時(shí)支護(hù)圍巖選擇合理的斷面形式選擇合理的斷面形式選擇合理的施工方法選擇合理的施工方法選擇合理的支護(hù)形式選擇合理的支護(hù)形式光面爆破光面爆破阻止圍巖圍巖裂化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)減少集中及對(duì)圍巖的擾動(dòng)調(diào)動(dòng)調(diào)動(dòng)和發(fā)和發(fā)展圍展圍巖的巖的自承自承能力能力選擇合理的支護(hù)形式選擇合理的支護(hù)形式與圍巖密貼，形成共同的承載體與圍巖密貼