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新奧法隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計隧道工程(5)新奧法錨噴結(jié)構(gòu)設(shè)計(文件)

2026-02-01 17:09 上一頁面

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【正文】 ξ 1φN裂隙面錨桿錨桿裂隙面當(dāng)塊體危石墜落時，除使錨桿受拉外，還對錨桿產(chǎn)生剪切作用，如圖所示，根據(jù)靜力平衡及正弦定理有： ??si nsi n 1GQ ????sin)sin( 1?? 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。 ② 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，使隧道跨度減小，從而使頂板巖體應(yīng)力減小。 ⑷ 在設(shè)計計算方法上： ● 傳統(tǒng)支護理論：主要是確定作用在支護上的荷載； ● 錨噴支護理論：設(shè)計的作用荷載是巖體的地應(yīng)力，圍巖和支護共同承載； ⑸ 在支護形式和工藝上 ● 傳統(tǒng)支護理論：模注混凝土； ● 錨噴支護理論：施工方法簡單，靈活，不需模板，無需回填，在圍巖松動之前能及時加固圍巖。如支護施作過晚，會使圍巖暴露時間過長，產(chǎn)生過渡的位移而瀕臨破壞，所以應(yīng)在坑道圍巖達到極限平衡之前發(fā)揮其承載作用； ⑤ 支護結(jié)構(gòu)要根據(jù)坑道圍巖的實際動態(tài)，及時進行調(diào)整和修改，以適應(yīng)不斷變化的圍巖狀態(tài)；錨噴支護與傳統(tǒng)支護的區(qū)別 ⑴ 對圍巖和圍巖壓力的認(rèn)識上： ● 傳統(tǒng)支護理論：圍巖壓力由洞室塌落的圍巖 “ 松散壓力 ” 造成的。 ● 代表：新奧法理論是其典型代表。第七章錨噴支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工概述錨噴支護結(jié)構(gòu)的受力與計算錨噴支護施工原則概述支護結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展 ⑴ 1920年以前的古典壓力理論階段： ● 特點：作用在支護結(jié)構(gòu)上的壓力是其上覆巖層的重量 ● 代表：海姆 ()、朗肯 ()和金尼克等理論隨著開挖深度的增加，人們越來越多的發(fā)現(xiàn)，古典壓力理論不符合實際情況，于是出現(xiàn)了散體壓力理論。現(xiàn)代支護理論與設(shè)計要點 ⑴ 現(xiàn)代支護理論 ① 一切方法、手段和措施都圍繞圍巖穩(wěn)定為目的； ② 支護與圍巖視作統(tǒng)一的復(fù)合體，支護合圍巖共同作用； ③ 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，同時也要發(fā)揮支護結(jié)構(gòu)的承載能力； ④ 憑借現(xiàn)場試驗和監(jiān)測手段，劃定圍巖級別，獲得力學(xué)參數(shù)，指導(dǎo)設(shè)計施工； ⑤ 對不同的地質(zhì)條件，力學(xué)特征的圍巖，靈活采用不同支護方式，力學(xué)計算模型。 ● 錨噴支護理論：圍巖具有自承能力，圍巖作用在支護上的壓力不是松散壓力，而是阻止圍巖變形的形變壓力。錨噴支護的特點 (主要在機理和工藝上 ) ⑴ 及時性：噴射砼，如早強，能迅速給圍巖提供支護抗力 ⑵ 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 70kg/cm3；粘結(jié)有三種作用： ① 連鎖作用； ② 復(fù)合作用； ③ 增強作用 (填充凹隙穴 ) ⑶ 柔性：容易調(diào)節(jié)圍巖變形，可控制圍巖塑性變形適度發(fā)展，發(fā)揮自承能力； ⑷ 深入性：錨桿可深入圍巖一定深度加固圍巖，形成承載圈 ⑸ 靈活性：支護類型、參數(shù)、數(shù)量可靈活調(diào)整。 ③ 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。 ? 1?② 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算： gRkNd?2? 式中： K是安全系數(shù)，可取 2； Rg是錨桿抗拉強度； N是錨桿所受拉力； d是錨桿直徑。砂漿錨桿的承載力： )tan(1 stss cDLP ??? ??⑸ 加固裂隙圍巖：若在隧道頂部出現(xiàn)裂隙，為防止進一步擴展危及頂部巖體穩(wěn)定，可采用預(yù)應(yīng)力錨桿加固。 ⑴ 噴射砼的作用 ① 充填裂隙加固圍巖； ② 找平，封閉圍巖表面防止風(fēng)化； ③ 噴砼與圍巖組成共同承載結(jié)構(gòu)。 LR② 抗撕裂計算 uRkGdLu?其中：是噴層和巖石之間的計算粘結(jié)強度。 ● 設(shè)計施工中要正確估計圍巖特性及其隨時間的變化，以便采取最合適的支護措施和支護時間。 ⑵ 采用控制爆破技術(shù)：減少對圍巖的擾動強度 ⑶ 減少對圍巖的擾動次數(shù)：盡可能采用全斷面一次開挖 ⑷ 初期支護及時快速：及時是抑制圍巖變形的有害發(fā)展 ⑸ 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) ” ，是指洞室在掘進過程中，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) ” ⑹ 盡量減少其他外界因素（水、潮）對圍巖的影響：對有地下水的裂隙巖體，要防止大的滲透壓力使圍巖變形適度發(fā)展，合理利用圍巖自承能力 ⑴ 初期支護采用分次施作的方法 ● 初期支護必須保證圍巖達到穩(wěn)定狀態(tài)，其作用主要是在有控制的條件下實現(xiàn) “ 卸壓 ” 。一般采用錨噴網(wǎng)聯(lián)合支護 ● 塑性流變巖體：支護施作宜 “ 先柔后剛 ” ，設(shè)置仰拱，形成全封閉環(huán) ⑵ 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

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