《隧道工程》PPT课件

《《隧道工程》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、隧道工程第七章锚喷支护结构的设计与施工第七章锚喷支护结构的设计与施工7.1概述7.2锚喷支护结构的受力与计算7.3锚喷支护施工原则7.1概述1、支护结构理论的发展⑴1920年以前的古典压力理论阶段：●特点：作用在支护结构上的压力是其上覆岩层的重量●代表：海姆(A.Haim)、朗肯(W.J.M.Rankine)和金尼克等理论随着开挖深度的增加，人们越来越多的发现，古典压力理论不符合实际情况，于是出现了散体压力理论。⑵1920～1960年代的松散体理论阶段：●特点：当地下工程埋深较大时，作用在支护结构上的

2、压力，不是上覆岩层的重量，而只是围岩坍落拱内的松散岩体的重量。●代表：太沙基(K.Terzaghi)和普氏理论⑶60年代后发展期来的现代支护理论阶段：●特点：围岩和支护结构共同组成了承载的支护体系，其中围岩是主要的承载结构，而支护结构是辅助性的，但也不可缺少。●代表：新奥法理论是其典型代表。2、现代支护理论与设计要点⑴现代支护理论①一切方法、手段和措施都围绕围岩稳定为目的；②支护与围岩视作统一的复合体，支护合围岩共同作用；③在复合体中，围岩是承载主体，最大限度的发挥围岩的自承能力，同时也要发挥支护结构

3、的承载能力；④凭借现场试验和监测手段，划定围岩级别，获得力学参数，指导设计施工；⑤对不同的地质条件，力学特征的围岩，灵活采用不同支护方式，力学计算模型。如荷载-结构模型、经验类比模型等；⑵基本要求①支护必须与周围岩体大面积的牢固接触，即保证支护-围岩作为一个统一的支护体系而共同工作；②重视初期支护的作用，并使初期支护与二次支护相互配合，协调一致的工作；③要允许围岩及支护结构产生有限的变形，以允许发挥围岩的承载作用而减少支护结构的受力。为此要求对支护结构的刚度、构造给予充分的注意；④必须保证支护结构及时

4、施作。如支护施作过晚，会使围岩暴露时间过长，产生过渡的位移而濒临破坏，所以应在坑道围岩达到极限平衡之前发挥其承载作用；⑤支护结构要根据坑道围岩的实际动态，及时进行调整和修改，以适应不断变化的围岩状态；3、锚喷支护与传统支护的区别⑴对围岩和围岩压力的认识上：●传统支护理论：围岩压力由洞室塌落的围岩“松散压力”造成的;●锚喷支护理论：围岩具有自承能力，围岩作用在支护上的压力不是松散压力，而是阻止围岩变形的形变压力。⑵在围岩和支护间的相互关系上：●传统支护理论：将围岩与支护分开考虑，视为“荷载-结构”体系●

5、锚喷支护理论：将围岩和支护视为统一体，二者组成“围岩-支护”体系共同参与工作。⑶在支护功能和作用原理上：●传统支护理论：支护只是为了承受荷载；●锚喷支护理论：支护是为了及时稳定和加固围岩。⑷在设计计算方法上：●传统支护理论：主要是确定作用在支护上的荷载；●锚喷支护理论：设计的作用荷载是岩体的地应力，围岩和支护共同承载；⑸在支护形式和工艺上●传统支护理论：模注混凝土；●锚喷支护理论：施工方法简单，灵活，不需模板，无需回填，在围岩松动之前能及时加固围岩。4、锚喷支护的特点(主要在机理和工艺上)⑴及时性：喷

6、射砼，如早强，能迅速给围岩提供支护抗力⑵粘贴性：喷射砼与围岩能全面密贴粘结，粘结力一般可达70kg/cm3；粘结有三种作用：①连锁作用；②复合作用；③增强作用(填充凹隙穴)⑶柔性：容易调节围岩变形，可控制围岩塑性变形适度发展，发挥自承能力；⑷深入性：锚杆可深入围岩一定深度加固围岩，形成承载圈⑸灵活性：支护类型、参数、数量可灵活调整。⑹封闭性：可阻止水对围岩的侵蚀而引起风化等。7.2锚喷支护结构的受力与计算1、锚杆支护结构⑴锚杆类型①全长粘结型②端头锚固型全长粘结型端头锚固型③摩察型④预应力型⑵锚杆的力

7、学作用锚杆是利用围岩自身强度来支护围岩，属于内部支护，其对围岩的力学效应主要有以下作用：①悬吊作用：将不稳定岩层悬吊在坚固岩层上，阻止围岩移动滑落。②减跨作用：在隧道顶板岩层中大入锚杆，相当于在顶板上增加了支点，使隧道跨度减小，从而使顶板岩体应力减小。③组合梁作用：在岩层中大入锚杆，将若干薄弱岩层锚固在一起，类似将叠合的板梁变成组合梁，提高岩层的承载力。减跨作用组合梁作用④挤压加固作用（整体加固作用）：预应力锚杆群锚入围岩后，其两端附近岩体形成圆锥形压缩区，按照一定间距排列的锚杆在预应力作用下构成一个

8、均匀的压缩带，即承载环。压缩带中的岩体处于三向应力状态，显著提高围岩强度。整体加固作用⑶锚杆的设计与计算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，如图所示，根据静力平衡及正弦定理有：式中：N是锚杆所受拉力；Q是锚杆所受剪力；G是危石重量或一根锚杆承担的岩石重量；是锚杆与地质结构面的夹角；是锚杆与垂直线夹角。②砂浆锚杆所需锚固长度●锚杆直径d：以抗拉为例，锚杆直径可用下式计算：式中：K是安全系数，可取2；Rg是锚杆抗拉强度；N