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1、,第七章 錨噴支護(hù)原理,1、掌握錨噴支護(hù)與傳統(tǒng)支護(hù)理論的差別 2、掌握錨噴支護(hù)的特點(diǎn) 3、熟悉錨噴支護(hù)設(shè)計(jì)原則及預(yù)應(yīng)力錨噴支護(hù),,錨噴支護(hù),噴錨支護(hù)：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(jié)構(gòu)組合起來(lái)的支護(hù)形式?？梢愿鶕?jù)不同圍巖的穩(wěn)定狀況，采用噴錨支護(hù)中的一種或幾種結(jié)構(gòu)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(jī)與高壓水混合，噴射到巖面上，迅速凝結(jié)而成。,,現(xiàn)代支護(hù)理論（新奧法原則）,1、現(xiàn)代支護(hù)理論 （1）處于一個(gè)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(lái)源于大量工程實(shí)

2、踐和深入廣泛的力學(xué)模型的研究，并經(jīng)受了實(shí)際的反復(fù)經(jīng)驗(yàn)證明是正確的，是可行的，是地下工程修建者應(yīng)遵守的基本準(zhǔn)則。,,現(xiàn)代支護(hù)理論（新奧法原則）,2、現(xiàn)代支護(hù)理論的內(nèi)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(hù)時(shí)機(jī)、支護(hù)方案和支護(hù)參數(shù)的時(shí)候要確保維護(hù)圍巖穩(wěn)定這一基本目標(biāo)。 A、做好工程地質(zhì)勘察工作。 貫穿錨噴支護(hù)設(shè)計(jì)與施工的全過程 B、控制開挖引起的應(yīng)力重分布程度,,現(xiàn)代支護(hù)理論（新奧法原則）,C、對(duì)于軟弱巖層要及時(shí)采取適當(dāng)?shù)闹ёo(hù)形式，防止巖層垮落。不同巖層自穩(wěn)時(shí)間差別很大。 D、選擇對(duì)巖層局部擾動(dòng)較小的施工方法進(jìn)行開挖，才會(huì)有利于巖層的穩(wěn)定。 （2）把支護(hù)與圍巖視作

3、統(tǒng)一的承載結(jié)構(gòu)，認(rèn)真研究支護(hù)與圍巖共同作用的機(jī)理和力學(xué)模型。 傳統(tǒng)支護(hù)理論與現(xiàn)代支護(hù)理論在設(shè)計(jì)理念上的差別：,,現(xiàn)代支護(hù)理論（新奧法原則）,A、圍巖和圍巖壓力的認(rèn)識(shí) 傳統(tǒng)支護(hù)理論針對(duì)松散體；現(xiàn)代支護(hù)理論認(rèn)為巖層具有一定的自穩(wěn)能力，其力學(xué)機(jī)制已為圍巖特征線與支護(hù)特征線理論得到了很好的描述。 B、圍巖與支護(hù)的相互關(guān)系 圍巖與支護(hù)分開，荷載結(jié)構(gòu)模型。圍巖與支護(hù)的不可分割的統(tǒng)一體。 C、建立計(jì)算簡(jiǎn)圖上 錨噴支護(hù)是現(xiàn)代支護(hù)理論的物質(zhì)基礎(chǔ),,現(xiàn)代支護(hù)理論（新奧法原則）,（3）在圍巖與支護(hù)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(yīng)力的主體，對(duì)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(hù)時(shí)機(jī)、支護(hù)強(qiáng)度、預(yù)應(yīng)力大小，恰到好處地控制圍巖產(chǎn)生有限的應(yīng)力松弛或進(jìn)入塑性狀態(tài)，又不致大規(guī)模喪失穩(wěn)定，去有效地調(diào)動(dòng)圍巖的自承自穩(wěn)能力。 C、過強(qiáng)支護(hù)對(duì)圍巖穩(wěn)定無(wú)必要。,,錨噴支護(hù)特點(diǎn),1、及時(shí)性：錨噴支護(hù)工藝，超前支護(hù)。能迅速給圍巖提供支護(hù)能力，改善圍巖應(yīng)力狀態(tài)；限制支護(hù)前變形的發(fā)展，防止圍巖進(jìn)入松弛狀態(tài)。 2、緊貼性 聯(lián)鎖作用，復(fù)合作用，增強(qiáng)作用 3、柔韌性 錨噴支護(hù)屬于柔性薄型支護(hù),,錨噴支護(hù)特點(diǎn),4、深入圍巖內(nèi)部加固：錨桿 5、支護(hù)組合和設(shè)置時(shí)間的靈活性 （1）錨噴支護(hù)的類型和參數(shù)可根據(jù)各段不同的地質(zhì)條件隨時(shí)調(diào)整。 （2）支護(hù)組合和設(shè)置時(shí)間的可分性 （3）廣泛的適用性 6、密

5、封性：及時(shí)封閉圍巖的暴露面，阻止圍巖的潮解和風(fēng)化。,,錨噴支護(hù)設(shè)計(jì)原則和方法,一、工程類比法 （1）根據(jù)圍巖分級(jí)及工程斷面尺寸或隧道毛跨，直接確定錨噴支護(hù)參數(shù)與施工方法。 （2）目前應(yīng)用最廣泛，在工程設(shè)計(jì)中占主導(dǎo)地位。 （3）對(duì)于一些簡(jiǎn)單的小跨度工程，可以單獨(dú)使用工程類比法，但是大多數(shù)情況下，特別是那些地質(zhì)復(fù)雜、經(jīng)驗(yàn)不多的地下工程，單憑工程類比法不足以保證設(shè)計(jì)的可靠性和合理性，此時(shí)應(yīng)結(jié)合其他設(shè)計(jì)方法。,,錨噴支護(hù)設(shè)計(jì)原則和方法,二、監(jiān)控量測(cè)法 （1）信息設(shè)計(jì)法，以施工監(jiān)控量測(cè)信息為依據(jù)，對(duì)支護(hù)參數(shù)、施工方法的合理性進(jìn)行評(píng)價(jià)，并將這些分析結(jié)果反饋到設(shè)計(jì)施工中去。 （2）較為科學(xué)，“錨桿噴射混凝土

6、支護(hù)技術(shù)規(guī)范”中規(guī)定：對(duì)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(hù)的工程，應(yīng)采用監(jiān)控量測(cè)法。 （3）不是一種獨(dú)立的方法，通常和經(jīng)驗(yàn)類比法、理論驗(yàn)算法結(jié)合使用。 （4）使用效果與量測(cè)手段、量測(cè)地段的選擇、量測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性、量測(cè)數(shù)據(jù)的分析與利用關(guān)系很大。,,錨噴支護(hù)設(shè)計(jì)原則和方法,三、理論驗(yàn)算法 （1）目前是地下工程支護(hù)設(shè)計(jì)的輔助方法，卻是今后設(shè)計(jì)的發(fā)展方向。分為整體穩(wěn)定性驗(yàn)算與局部失穩(wěn)驗(yàn)算。 （2）對(duì)于淺埋隧道或洞門等隧道工程，可以采用荷載結(jié)構(gòu)模型考慮圍巖的彈性抗力進(jìn)行理論分析與計(jì)算。 （3）對(duì)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(jié)構(gòu)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(jì)算方法或用數(shù)值計(jì)算方法進(jìn)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(jì)算進(jìn)行局部加固。,,錨噴支護(hù)設(shè)計(jì)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(xué)參數(shù)和地應(yīng)力難以獲得的問題，又完善了監(jiān)控量測(cè)法的反饋工作。 （2）用工程類比法初選錨噴支護(hù)參數(shù)；對(duì)“圍巖-支護(hù)”結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工監(jiān)測(cè)；選擇可靠量測(cè)數(shù)據(jù)，利用適當(dāng)?shù)牧W(xué)模型和數(shù)值計(jì)算方法進(jìn)行反演分析，求得地應(yīng)力和巖體力學(xué)參數(shù)；根據(jù)反演得到的地應(yīng)力和巖體力學(xué)指標(biāo)，采用“地層-結(jié)構(gòu)”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(duì)施工

8、方法、支護(hù)時(shí)機(jī)、支護(hù)參數(shù)做出必要的修正。,,錨噴支護(hù)設(shè)計(jì)原則和方法,五、特征線法 （1）建立在現(xiàn)代巖石力學(xué)理論特別是空間效應(yīng)分析基礎(chǔ)上的圖解分析法。 （2）用工程類比法結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際初選初期支護(hù)的設(shè)計(jì)參數(shù)；建立無(wú)量綱圍巖特征線；建立無(wú)量綱支護(hù)特征線；根據(jù)各支護(hù)組成部分的設(shè)置位置、先后次序、噴射混凝土的滯后效應(yīng)等因素繪制組合支護(hù)特征線；計(jì)算組合支護(hù)的工作反力和安全系數(shù)，評(píng)價(jià)支護(hù)的適用性和可靠性。,,錨噴支護(hù)設(shè)計(jì)原則和方法,事實(shí)上，在設(shè)計(jì)中人們常常采用的是一種綜合方法。在初步設(shè)計(jì)階段，用工程類比法初選支護(hù)的類型和大致參數(shù)，用于編制工程概算。在技術(shù)設(shè)計(jì)階段，運(yùn)用特征線法或理論分析手段去確認(rèn)或修改支護(hù)類

9、型，詳盡地設(shè)計(jì)組合支護(hù)各組成部分的參數(shù)，乃至施工工藝就十分必要了。對(duì)于復(fù)雜地層或大型洞室工程，甚至還需要開挖試驗(yàn)洞，安裝必要的測(cè)量?jī)x器，為支護(hù)設(shè)計(jì)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(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)去評(píng)價(jià)和修正原有的設(shè)計(jì)。因此，隧道工程支護(hù)設(shè)計(jì)，不僅貫穿于隧道修建的全過程，而且所用的設(shè)計(jì)手段也是多手段綜合性的。,,預(yù)應(yīng)力錨噴支護(hù),預(yù)應(yīng)力錨噴支護(hù)指的是預(yù)應(yīng)力錨桿與錨噴支護(hù)的組合，預(yù)應(yīng)力錨桿在支護(hù)中可以和其他錨桿交叉使用，也可以系統(tǒng)地使用。 一、預(yù)應(yīng)力錨噴支護(hù)的優(yōu)點(diǎn) 1、主動(dòng)支護(hù)，能主動(dòng)對(duì)圍巖提供大的支護(hù)力，而且在提供支護(hù)抗力時(shí)不以損失被錨固體位移為代價(jià)，因此它能十分有效地抑制圍巖位移。其他錨桿，被動(dòng)支護(hù) 2、能提高軟弱結(jié)構(gòu)面和滑移面處的抗剪強(qiáng)度?？辜魪?qiáng)度與正壓力成正比，而預(yù)應(yīng)力錨桿能提供很大的正壓力。 3、承載拱（圈） 4、張拉，無(wú)異于對(duì)錨桿進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，保證了工程質(zhì)量,,預(yù)應(yīng)力錨噴支護(hù),二、預(yù)應(yīng)力錨噴支護(hù)的最佳應(yīng)用領(lǐng)域和設(shè)計(jì)理念 1、最大優(yōu)勢(shì)是解決那些復(fù)雜地層（高地應(yīng)力、膨脹性、破碎軟弱地層）大跨度洞室穩(wěn)定，以及要求嚴(yán)格控制變形的地面（高邊坡、滑動(dòng)體）和江河湖海下、建筑物下、交通樞紐下的構(gòu)筑物的首選技術(shù)方案。 2、好裝、好錨、速效、預(yù)應(yīng)力損失小、防腐性能好、張拉噸位大是預(yù)應(yīng)力錨桿的發(fā)展方向。,