用特征线设计锚喷支护的理论与方法.ppt

不稳定块体的锚喷支护计算方法 3.喷层的计算 喷层具有承受不稳定块体的能力，但这种承载能力是很有限的，所以，对于一些巨大的不稳定块体主要由锚杆或预应力锚杆来承受，单纯喷层只能承受不大的不稳定块体。 隧道及边坡工程中常用锚杆 水泥砂浆锚杆 1、构造：由水泥砂浆、杆体、垫板和螺母组成；杆体可采用带肋钢筋或高强度玻纤树脂实心或空心管。垫板可用金属材料，也可以用工程塑料。 2、特点 （1）结构简单，加工安装方便，价格便宜，对围岩适用性强，具有一定的锚固力。 （2）安装后有一个养护过程不能承载 （3）被动支护，提供的支护反力依赖围岩变形，如果安装过晚，锚杆抗力小，作用有限。 （4）注浆不宜密实。 3、垫板作用 （1）增强并扩大锚杆对岩体的锚固范围，特别是能使表层围岩处于三向受力状态，极大增强了围岩稳定性。 隧道及边坡工程中常用锚杆 （2）垫板能显著提高锚杆的系统刚度，使锚杆在软岩中不至于太软而无法与围岩特征线相交，丧失承载围岩压力的条件。 （3）通过垫板将喷网与锚杆连成整体，从而形成喷锚网与围岩的联合体，共同承担地层压力的作用，这里垫板的传递起着重要的作用。 （4）垫板能改变锚杆的受力分布，使锚杆的轴力分布比较均匀，提高锚杆效果。 隧道及边坡工程中常用锚杆 早强水泥砂浆锚杆 与水泥砂浆锚杆的唯一区别就是注浆材料（粘结剂）不同。一般在2~4h就具有50KN左右的锚固力，弥补了普通水泥砂浆早期不能承载和强度增长缓慢的特点，因而在软弱、破碎、自稳时间短的围岩中显示出一定的优越性。 快硬水泥卷内锚头锚杆 构造：快硬水泥卷（锚固剂）、杆体、垫板、螺母、排气管组成杆体内端要求设计成左旋麻花状结构，其上端焊有挡圈，挡圈至麻花状顶部的长度即为锚头长度，挡圈具有防止搅碎的水泥从孔内滑出的作用。 快硬水泥卷内锚头锚杆具有早强水泥砂浆锚杆能早起承载的特点，但是存在以下缺点，设计中要主要控制使用，一般不能用于永久性工程，特别是重要工程。缺点：（1）锚固质量受操作工艺影响，波动较大；（2）包装皮搅碎后混入锚固剂，严重影响内锚头的防腐耐久性；（3）注浆和排气系统的结构不完善，难以保证注浆饱满，尤其是向上安装的锚杆。 隧道及边坡工程中常用锚杆 早强水泥砂浆内锚头锚杆 适用于在有严重化学腐蚀地层的抢修工程。 中空注浆锚杆 采用冷轧左旋螺纹杆体，为空心管。注浆可分为无压注浆和有压注浆两种，注浆时采用封堵技术的为压力注浆，否则为无压注浆。 中空注浆锚杆的最大特点是利用杆体中中空管道进行注浆，浆液直达孔底，能保证注浆饱满。如果是向上安装的锚杆还设有排气管，孔底的塑料锚固头是用来悬挂杆体的重量，以免向上安装时杆体下滑。 凡永久性锚杆均要求压力注浆。在我国沿海地区得到了普遍使用。 自钻式注浆锚杆 这种锚杆将钻孔、注浆及锚固等功能一体化，适于钻孔过程易塌孔，而且必须采用套管跟进的复杂地层。 隧道及边坡工程中常用锚杆 楔管式锚杆 由开口异径管，上、下楔，定位销，挡环和垫板组成。 优点为： 效应快，安装后即能发挥锚固作用； 对围岩能主动提供轴向和环向压应力，锚固效果比被动式锚杆要好； 适应岩层范围较大，地下水对它的锚固效果影响很小； 操作方便，作业安全，劳动强度低，安装一根约4分钟。 极限锚固力约为120KN，适于中、小断面工程的临时支护和抢险工程。 一般规定 1、永久支护的锚杆应为全长粘结型锚杆或预应力注浆锚杆。其他类型的锚杆不能作为永久支护，当需作永久支护时，锚孔内必须注满砂浆或树脂。 2、自稳时间短的围岩，宜采用全长粘结式锚杆或早强水泥砂浆锚杆。 3、在Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围岩条件下，锚杆应按系统锚杆设计，并符合下列规定： （1）锚杆一般应沿隧道周边径向布置，当结构面或岩层层面明显时，锚杆应与岩体主结构面或岩层层面呈大角度布置。 一般规定 （2）锚杆应按矩形排列或梅花形排列 （3）锚杆间距不得大于1.5m。间距较小时，可采用长短锚杆交错布置。 （4）两车道隧道系统锚杆长度一般不小于2.0m，三车道隧道系统锚杆一般不小于2.5m。 4、局部不稳定的岩块宜设置局部锚杆，可采用全长粘结型锚杆、端头锚固型锚杆、预应力锚杆，锚固端应置于稳定岩体内，锚杆参数应通过计算确定。 一般规定 5、软岩、收敛变形较大的围岩地段，可采用预应力锚杆，预应力锚杆的预应力应不小于100kPa。预应力锚杆的锚固端必须锚固在稳定岩层内。 6、岩体破碎、成孔困难的围岩，宜采用自进式锚杆。 预应力锚杆（索） 一、预应力锚杆（索）组成 由外锚头、锚杆体和内锚固段组成，统称预应力锚固体系。外锚头视锚杆张拉吨位的不同，繁简差异很大，实现张拉和锁定的装置。锚杆体（锚索体）也称自由段或张拉段，是形成预应力的主要构件。锚固段又称为内锚头或内锚固段，是预应力锚杆孔内锁定端，现场也称为锚根。 二、外锚头的结构类型