第9章 新奧法與錨噴支護20120905-1

1、新奧法與錨噴支護新奧法與錨噴支護第九章第九章合肥工業(yè)大學本科生教學合肥工業(yè)大學本科生教學地下工程結構地下工程結構2012年年8月月授課班級：土木工程授課班級：土木工程09級地下級地下地下工程結構2一、概述一、概述二、隧道圍巖壓力的確定二、隧道圍巖壓力的確定三、錨噴支護結構三、錨噴支護結構第九章新奧法與噴錨支護第九章新奧法與噴錨支護 內容提要內容提要地下工程結構新奧法與錨噴支護3一一 概述概述n奧地利學者奧地利學者L.V.Rabcewicz二十世紀二十世紀60年代出提出了年代出提出了“新奧地利隧道施工法新奧地利隧道施工法” 。nNew Austrian Tunnelling Method簡稱為簡

2、稱為“新奧法新奧法”（NATM）。）。n“歐洲隧道掘進法歐洲隧道掘進法”或或“收斂約束法收斂約束法”（Convergence Confinement Method）。）。n新奧法新奧法 ：圍巖本身具有：圍巖本身具有“自承自承”能力，若采用正確的設能力，若采用正確的設計施工方法，最大限度地發(fā)揮這種自承能力，即可以使得計施工方法，最大限度地發(fā)揮這種自承能力，即可以使得經濟效果達到最佳經濟效果達到最佳 。1、新奧法簡介、新奧法簡介地下工程結構新奧法與錨噴支護4要點要點一一 概述概述盡可能不擾動周邊圍巖，開挖之后及時進行盡可能不擾動周邊圍巖，開挖之后及時進行一次支護一次支護，然后，然后視需要進行視需要

3、進行二次支護。二次支護。支護都是支護都是柔性柔性的，以適應圍巖的變形。的，以適應圍巖的變形。目前采用目前采用經驗統(tǒng)計類比的方法經驗統(tǒng)計類比的方法做預設計，再在施工過程中不做預設計，再在施工過程中不斷監(jiān)測圍巖的應力、應變狀況，按其發(fā)展規(guī)律來斷監(jiān)測圍巖的應力、應變狀況，按其發(fā)展規(guī)律來調整支護措調整支護措施。施。1、新奧法簡介、新奧法簡介地下工程結構新奧法與錨噴支護5n深埋、淺埋、中等埋深 均可；n勘測、設計、施工、控制各環(huán)節(jié)密切配合；n盡可能地發(fā)揮圍巖的自承作用 ，采用控制爆破（光面爆破、預裂爆破）。 適用條件及要求適用條件及要求一一 概述概述1、新奧法簡介、新奧法簡介地下工程結構新奧法與錨噴支護

4、6n（1）經濟、快速。n若以面積A為100，設計襯砌量B和超挖量的面積C?？梢钥闯?，由于采用控制爆破、柔性n薄襯砌，新奧法的開挖量為老方法的73（110/151），襯砌量為老方法的20。此外，還可省去全部木模和40以上的混凝土，降低支護成本30以上 n2）安全、適應性強 新奧法的優(yōu)點新奧法的優(yōu)點一一 概述概述1、新奧法簡介、新奧法簡介地下工程結構新奧法與錨噴支護7表 老方法與新奧法工程量對比一一 概述概述1、新奧法簡介、新奧法簡介地下工程結構新奧法與錨噴支護8n（1）圍巖是洞室的主要承載結構，而不是單純的荷載，它具有一定的自承能力。n （2）盡量保持圍巖原有的結構和強度； n（3）盡可能作到適

5、時支護。n（4）支護本身應具有薄、柔、與圍巖密貼和早強等特性，支護施工應及時快速，使圍巖盡快封閉而處于三向受力狀態(tài)。n（5）洞室盡可能為圓形斷面，或由光滑曲線連接而形成的斷面，以避免應力集中。 n（6）良好的施工組織和施工人員的良好素質對洞室結構施工的安全、經濟非常重要。 一一 概述概述新奧法的主要原則新奧法的主要原則1、新奧法簡介、新奧法簡介地下工程結構新奧法與錨噴支護9n錨噴支護（Shotcrete and Bolting）是采用噴射混凝土、鋼筋網(wǎng)噴射混凝土、錨桿噴射混凝土或錨桿鋼筋網(wǎng)噴射混凝土等在毛洞開挖后及時地對地層進行加固的結構。 2、錨噴支護簡介、錨噴支護簡介一一 概述概述地下工程

6、結構新奧法與錨噴支護101）錨噴支護的優(yōu)點n節(jié)省、加快施工進度；n符合巖體力學原理的積極支護方法 ；n柔性好，它能與圍巖變形一致，從而與之構成一個共同工作的承載體系 ；n錨噴支護技術不再把圍巖僅僅視作荷載（松散壓力），同時還把它視為承載結構的組成部分。錨噴支護結構承受荷載的性質為圍巖的形變壓力。2、錨噴支護簡介、錨噴支護簡介一一 概述概述地下工程結構新奧法與錨噴支護112）錨噴支護的適用條件及要求n配合光面爆破等控制爆破技術，使開挖斷面輪廓平整、準確，便于錨噴成型，并減少回彈量；n減輕爆破對圍巖的松動破壞，維持圍巖強度和自承能力。2、錨噴支護簡介、錨噴支護簡介一一 概述概述地下工程結構新奧法與

7、錨噴支護12n不能將新奧法等同于錨噴支護； n既有密切聯(lián)系又有原則區(qū)別；n錨噴支護的快速有效的支護施工手段，才有可能使新奧法的基本原則得以實現(xiàn)。 n不把圍巖看成自承結構，不充分發(fā)揮圍巖本身的作用，即使大量采用錨噴支護，也不能認為是應用了新奧法。3、新奧法與錨噴支護、新奧法與錨噴支護一一 概述概述地下工程結構新奧法與錨噴支護13n開挖隧道使圍巖原有的平衡狀態(tài)破壞了，對隧道周圍一定范圍內的圍巖產生了不同程度的擾動。n支護結構要阻止圍巖的移動、變形，支護結構就必然要受到圍巖所施加的力，即圍巖壓力 。1、圍巖壓力、圍巖壓力 二二 隧道圍巖壓力的確定隧道圍巖壓力的確定地下工程結構新奧法與錨噴支護14n平

8、衡狀態(tài)下的三向應力 ：HHzyxz1初始應力初始應力 二二 隧道圍巖壓力的確定隧道圍巖壓力的確定1、圍巖壓力、圍巖壓力 地下工程結構新奧法與錨噴支護15硬巖及軟巖在隧道開挖后應力重新分布范圍的大小與地質條件有關，一般為隧道開挖跨度的0.52.5倍。 隧道開挖前后的變化隧道開挖前后的變化 二二 隧道圍巖壓力的確定隧道圍巖壓力的確定1、圍巖壓力、圍巖壓力 地下工程結構新奧法與錨噴支護16n在堅硬、完整巖體中，由于巖體強度高，影響范圍小，巖體能承受周邊急劇增大的應力，可使隧道保持穩(wěn)定，一般只有彈性變形而不會破壞；n而在松軟、破碎巖體中，由于巖體不能承受增大的應力，在一定范圍內的巖石就要松動、破壞并向

9、隧道內坍塌。n圍巖壓力類型有垂直壓力、側壓力和底壓力， 隧道開挖前后的變化隧道開挖前后的變化 二二 隧道圍巖壓力的確定隧道圍巖壓力的確定1、圍巖壓力、圍巖壓力 地下工程結構新奧法與錨噴支護17n1）深埋隧道圍巖壓力的確定ni為每增減1m時的圍巖壓力增減率。以B5.0m的圍巖垂直均布壓力為準，當B60MPa nV :呈大塊狀砌體結構硬質巖石, Rb30MPa nIV :呈塊（石）碎（石）狀鑲嵌結構 nIII :略具壓密或成巖作用的粘性土 、砂性土nII :濕的一般碎、卵石土，圓礫、角礫土及黃土 nI：軟塑狀粘性土及潮濕的粉細砂等 二二 隧道圍巖壓力的確定隧道圍巖壓力的確定2、圍巖壓力確定、圍巖壓

10、力確定地下工程結構新奧法與錨噴支護19各類圍巖的重度注：對類圍巖的老黃土采用16.717.6kN/m3；對類圍巖的新黃土采用14.7kN/m3。二二 隧道圍巖壓力的確定隧道圍巖壓力的確定2、圍巖壓力確定、圍巖壓力確定地下工程結構新奧法與錨噴支護20表4-4 圍巖水平均布壓力e二二 隧道圍巖壓力的確定隧道圍巖壓力的確定2、圍巖壓力確定、圍巖壓力確定地下工程結構新奧法與錨噴支護21必須同時具備下列條件： n（1）H/B1.7，H為隧道開挖高度，B為隧道開挖寬度。 n（2）不產生膨脹力的圍巖及偏壓不顯著的隧道；n（3）采用鉆爆法施工的隧道。二二 隧道圍巖壓力的確定隧道圍巖壓力的確定2、圍巖壓力確定、

11、圍巖壓力確定地下工程結構新奧法與錨噴支護222）淺埋隧道圍巖壓力的確定n按荷載等效高度的判定式為：n在新奧法施工的條件下，類圍巖取 ，類圍巖 。qphH) 5 . 20 . 2(qhqqphH5 . 2qphH0 . 2二二 隧道圍巖壓力的確定隧道圍巖壓力的確定地下工程結構新奧法與錨噴支護23（1）埋深H小于或等于荷載等效高度hqn圍巖壓力完全由上覆巖（土）柱的重力產生，視為均布時，垂直壓力和水平壓力為：Hq)245()tg2(o2tHHe二二 隧道圍巖壓力的確定隧道圍巖壓力的確定地下工程結構新奧法與錨噴支護24（2）埋深H大于hq、小于Hpn在這種情況下，隧道上覆土體下滑時要考慮滑面阻力的影

12、響，否則計算出的壓力值過大。二二 隧道圍巖壓力的確定隧道圍巖壓力的確定地下工程結構新奧法與錨噴支護25本講要點n理解新奧法和噴錨支護的實質與聯(lián)系；n掌握深埋和淺埋隧道圍巖壓力的計算。二二 隧道圍巖壓力的確定隧道圍巖壓力的確定地下工程結構新奧法與錨噴支護26（2）埋深H大于hq、小于HpEFHG巖（土）體下沉，帶動兩側三棱土體（如圖中FDB及ECA）下沉受到阻力T，整個土體ABDC下沉時，又要受到未擾動巖（土）體的阻力F； AC或BD表示假定的破裂面 與水平成 角；二二 隧道圍巖壓力的確定隧道圍巖壓力的確定地下工程結構新奧法與錨噴支護27nT未知n三棱體ECA中，受到三個力：T F W運用正弦定

13、理：sin22TWTWQ淺tg211hhW )(90sin)sin(o1WT1o)(90sin)sin(WTcos212hT tgtg)tgtg(tg1 tgtgtg二二 隧道圍巖壓力的確定隧道圍巖壓力的確定地下工程結構新奧法與錨噴支護28極限狀態(tài)下可以求得破裂面的夾角n總垂直壓力 ：n簡化為：0ddtgtgtg)tg1 (tgtg2tghWTWQ2sin2淺 tgHWQ2淺HBWt)(tgHBHQt淺二二 隧道圍巖壓力的確定隧道圍巖壓力的確定地下工程結構新奧法與錨噴支護29豎向均布荷載和水平側壓力)1 (tgBHHBQqtt淺淺heHe21)(2121eee二二 隧道圍巖壓力的確定隧道圍巖壓

14、力的確定地下工程結構新奧法與錨噴支護30n4.3.1 錨噴支護的設計步驟n5個步驟進行：n（1）調查地質和水文地質情況，分析圍巖的穩(wěn)定條件；n（2）用工程類比方法選擇支護類型及設計參數(shù)，對錨噴支護進行受力分析和結構計算，并提出施工注意事項；n（3）支護施工中，嚴密監(jiān)測地質情況的變化，及時修改設計參數(shù)，變更施工工序；n（4）支護完成后，分析隧道的穩(wěn)定狀況，對其長期穩(wěn)定性作出評價。必要時，可對支護變形和應力進行量測，包括施工階段的監(jiān)測；n（5）總結經驗，改進設計與施工。掌握巖體變形、坍塌的規(guī)律之后，在恰當?shù)臅r間，采用適當?shù)霓k法進行支護。三三 錨噴支護結構錨噴支護結構地下工程結構新奧法與錨噴支護31

15、4.3.2 錨噴支護的受力分析和結構計算n影響因素比較復雜,多種計算方法,尚處于半經驗半理論階段 . n錨桿支護結構；n噴射混凝土支護；三三 錨噴支護結構錨噴支護結構地下工程結構新奧法與錨噴支護321）錨桿支護結構n全長粘結型錨桿：普通水泥砂漿錨桿、早強水泥砂漿錨桿、樹脂卷錨桿和水泥卷錨桿； n端頭錨固型錨桿；機械錨固錨桿、樹脂錨固錨桿、快硬水泥卷錨固錨桿； n摩擦型錨桿 ；縫管錨桿、楔管錨桿、水脹錨桿； n預應力錨桿；n自鉆式錨桿。三三 錨噴支護結構錨噴支護結構地下工程結構新奧法與錨噴支護33（1）錨桿的設計計算n錨桿的軸向拉力標準值、設計值cos/tkakHNakQaNN三三 錨噴支護結構

16、錨噴支護結構地下工程結構新奧法與錨噴支護34n錨桿鋼筋截面面積yasfNA21 . 12錨桿抗拉工作條件系數(shù)，永久性錨桿取0.69，臨時性錨桿取0.92； 錨桿錨固體與地層的錨固長度rbakaDfNl1三三 錨噴支護結構錨噴支護結構地下工程結構新奧法與錨噴支護35錨桿鋼筋與錨固砂漿之間的錨固長度n 鋼筋與錨固砂漿之間的粘結強度設計值（kPa），應由試驗確定，當缺乏試驗資料時可按表4-9取值；n 鋼筋與砂漿粘結強度工作條件系數(shù)，對永久性錨桿取0.60，對臨時性錨桿取0.72。baadfnNl31 . 1bf3三三 錨噴支護結構錨噴支護結構地下工程結構新奧法與錨噴支護36n錨桿支護可以根據(jù)不同圍巖

17、的巖層產狀和穩(wěn)定狀況靈活進行。n其作用原理主要有聯(lián)結作用、組合作用和整體加固作用。 三三 錨噴支護結構錨噴支護結構地下工程結構新奧法與錨噴支護37（2）錨桿的聯(lián)結作用n用錨桿將它們聯(lián)合起來，并將錨桿盡可能深入到穩(wěn)定的巖層中，考慮錨桿承擔全部不穩(wěn)定巖塊的重量。 n錨桿承載力計算sin)sin(sinsin00iiGNGQ三三 錨噴支護結構錨噴支護結構地下工程結構新奧法與錨噴支護38建筑邊坡工程技術規(guī)范（GB 503302002）規(guī)定： n用錨桿加固局部不穩(wěn)定塊體時，錨桿抗力應滿足下列要求：na.加固受拉破壞的不穩(wěn)定危巖塊體，錨桿抗拉承載力應滿足：nb.加固受剪破壞的不穩(wěn)定危巖塊體，錨桿抗剪承載力

18、應滿足：021 . 1GfAQys121 . 1)tg(GAcGfAQssvsv三三 錨噴支護結構錨噴支護結構地下工程結構新奧法與錨噴支護39錨桿長度n錨桿總長度應為錨固段、自由段和外錨段的長度之和，并應滿足下列要求：na.錨桿自由段長度按外錨頭到潛在滑裂面的長度計算；預應力錨桿自由段長度應不小于5m，且應超過潛在滑裂面；nb.錨桿錨固段長度應按式（4-22）、（4-23）進行計算，并取其中大值 。三三 錨噴支護結構錨噴支護結構地下工程結構新奧法與錨噴支護40構造n土層錨桿的錨固段長度不應小于4m，且不宜大于10m；n巖石錨桿的錨固段長度不應小于3m，且不宜大于45D（D為錨固體直徑）和6.5

19、m，或55D和8m（對預應力錨索）； 三三 錨噴支護結構錨噴支護結構地下工程結構新奧法與錨噴支護41（3）錨桿的組合作用n錨桿的組合作用是依靠錨桿將數(shù)層薄層的巖層組合在一起，形成組合拱或組合梁，以提高巖層整體的抗剪、抗彎的能力 。三三 錨噴支護結構錨噴支護結構地下工程結構新奧法與錨噴支護42n錨桿提供的抗剪力、抗拉力，以及錨桿的錨固力使將要滑動的巖塊得以穩(wěn)定，阻止層面的互相錯動。n錨桿應按與巖層層面垂直的方向設置。如對錨桿施加預應力，可提高其支護效果。 三三 錨噴支護結構錨噴支護結構地下工程結構新奧法與錨噴支護43（4）錨桿的整體加固作用n通過有規(guī)律布置的一系列錨桿，將鄰近的巖體聯(lián)結在一起，能

20、阻止不穩(wěn)定巖石的滑移，促使巖石之間的間隙面壓緊，同時使隧道四周一定范圍內的圍巖組成一個承載環(huán)。由于錨桿支護力的作用，壓縮帶獲得徑向支護力，使壓縮帶中的巖體處在三向受壓狀態(tài)。r三三 錨噴支護結構錨噴支護結構地下工程結構新奧法與錨噴支護44 砂漿錨桿的加固作用砂漿錨桿的承載力可用下式表示)tg(s1stscDLP三三 錨噴支護結構錨噴支護結構地下工程結構新奧法與錨噴支護45n當圍巖產生位移時，錨桿單位長度上的承載力Ps/L1與 的合力阻止圍巖位移的發(fā)展，產生支護力，并使在錨桿間的圍巖產生壓縮和成拱作用，提高了圍巖強度并縮小了圍巖的承載跨度（等于錨桿間距），從而達到穩(wěn)定和加固圍巖的目的。t三三 錨噴

21、支護結構錨噴支護結構地下工程結構新奧法與錨噴支護46本講要點n掌握圍巖壓力的計算方法；n理解噴錨支護的概念；n掌握錨桿支護的作用與計算方法；三三 錨噴支護結構錨噴支護結構地下工程結構新奧法與錨噴支護472）噴射混凝土支護結構n兩個方面起支護作用 ：n（1）局部穩(wěn)定原理n（2）整體穩(wěn)定原理n噴射混凝土的設計強度等級不應低于C20；噴射混凝土1d齡期的抗壓強度不應低于5MPa。三三 錨噴支護結構錨噴支護結構地下工程結構新奧法與錨噴支護48（1）局部穩(wěn)定原理n噴射混凝土支護結構及時封閉巖層表面的節(jié)理、裂隙，填平或緩和表面的凹凸不平，使隧道內的輪廓較為平順，從而提高圍巖節(jié)理、裂隙間的粘結力、摩阻力和抗

22、剪強度，并減少應力集中現(xiàn)象。n噴射混凝土關鍵是控制冠石，此時，噴射混凝土需能承受冠石的重量。三三 錨噴支護結構錨噴支護結構地下工程結構新奧法與錨噴支護49噴層對局部不穩(wěn)定危巖塊體的抗拉承載力應按下式驗算（沖切）n 噴層工作條件系數(shù)，取0.6；n ft噴射混凝土抗拉強度設計值（kPa）；nh噴層厚度nur不穩(wěn)定危巖塊體出露面的周邊長度 01 . 16 . 0GhufQrtcca）按沖切破壞計算；b）按撕開破壞計算三三 錨噴支護結構錨噴支護結構地下工程結構新奧法與錨噴支護50整體穩(wěn)定原理n噴射混凝土與圍巖表面緊密貼合，形成組合結構共同工作。n一方面在與圍巖共同承載和變形過程中對圍巖提供支護力，使圍

23、巖變形得到控制，應力得以調整；n另一方面承受來自圍巖變形引起的形變壓力，從而使圍巖保持穩(wěn)定。三三 錨噴支護結構錨噴支護結構地下工程結構新奧法與錨噴支護513）新奧法中錨噴聯(lián)合支護的應用（1）新奧法與錨噴支護 n較好的圍巖（如類以上圍巖），可以噴射混凝土為主，錨桿加固以輔；n較差的圍巖，則以錨桿，尤其是預應力錨桿作為主要的巖體加固手段，并與噴射混凝土、鋼筋網(wǎng)噴射混凝土或加鋼拱的鋼筋網(wǎng)噴射混凝土配合使用。三三 錨噴支護結構錨噴支護結構地下工程結構新奧法與錨噴支護52施工步驟n新奧法以及時的錨噴作為臨時支護，稱為第一次襯砌。n第一次襯砌可以起到穩(wěn)定圍巖，控制圍巖應力和變形，防止圍巖松馳、坍塌等作用。

24、n待其基本穩(wěn)定后，再加做模注混凝土二次襯砌。n原來的臨時支護（錨噴支護）成為永久襯砌的一個組成部分。n二次襯砌基本上不承受荷載或承受很小的荷載，主要是為了滿足隧道結構物的安全、耐久、防水和飾面等的需要。三三 錨噴支護結構錨噴支護結構地下工程結構新奧法與錨噴支護53（2）新奧法中支護與圍巖共同作用的力學原理n支護結構的設計原理是圍巖和柔性支護共同變形、破壞的彈塑性理論。n圍巖為均質、各向同性的連續(xù)彈塑性體，巖體在塑性變形、剪切破壞后仍有殘余強度；隧道初始應力場為自重應力場，側壓力系數(shù)1；隧道斷面形狀為圓形；在一定的埋深條件下，將隧道看作無限體中的孔洞問題。三三 錨噴支護結構錨噴支護結構地下工程結

25、構新奧法與錨噴支護54“莫爾-庫倫”準則作為“塑性判據(jù)” sin1cos2sin1sin131c三三 錨噴支護結構錨噴支護結構地下工程結構新奧法與錨噴支護55 圍巖的彈塑性狀態(tài)1彈塑性狀態(tài)應力分布曲線；2彈性狀態(tài)應力分布曲線三三 錨噴支護結構錨噴支護結構地下工程結構新奧法與錨噴支護56彈性區(qū)中任一點的應力為 n 彈性區(qū)中任一點的徑向應力；n 彈性區(qū)中任一點的切向應力；n r彈性區(qū)中任一點到隧道中心的徑向距離。nP0原巖應力2222022220)1 ()1 (rRrRprRrRpReRerere三三 錨噴支護結構錨噴支護結構地下工程結構新奧法與錨噴支護57塑性區(qū)中任一點的應力公式為 n 塑性區(qū)中

26、靠近隧道內緣的應力，因滿足塑性條件而相對減小，成為“應力降低區(qū)”，而最大的應力發(fā)生在圍巖中塑性區(qū)與彈性區(qū)的交界面上。ctg)sin1sin1()(ctg(ctg)(ctg(sin1sin20sin1sin20crrcpcrrcpipipr三三 錨噴支護結構錨噴支護結構地下工程結構新奧法與錨噴支護58在彈性區(qū)與塑性區(qū)的交界面上（r=R處） n令兩式分別相等，整理后可得：n支護力pi越小，則圍巖中出現(xiàn)的塑性區(qū)半徑nR越大；n圍巖中出現(xiàn)的塑性區(qū)半徑R越大，則圍巖對支護的形變壓力pa（與支護力pi相平衡）越小。 ctg)(sin1)(ctg(sin1sin200cRrcppisin2sin100ctg

27、)sin1)(ctg(cpcprRi三三 錨噴支護結構錨噴支護結構地下工程結構新奧法與錨噴支護59n巖體的原巖應力p0越大，則塑性半徑R就越大。np0反映圍巖強度性質的兩個指標，即粘聚力c和內摩擦角越小，巖體強度越低，則塑性半徑R就越大。n新奧法柔性支護理論的出發(fā)點，是設計、施工中采取支護措施時要積極利用的，以便使支護受到盡可能小的形變壓力。 三三 錨噴支護結構錨噴支護結構地下工程結構新奧法與錨噴支護60隧道周邊的徑向位移u n隧道周邊徑向位移u的大小，主要取決于支護力pi。當pi減小時，u增大；反之，u減小。n圍巖位移曲線)11 (0Arusinsin1000ctgctg)sin1 ()ct

28、g(sin12)ctg(sin1cpcpcpEcpEAi)(ipfu 三三 錨噴支護結構錨噴支護結構地下工程結構新奧法與錨噴支護61 圍巖位移、支護特性曲線kupa0220011aarEk三三 錨噴支護結構錨噴支護結構地下工程結構新奧法與錨噴支護62n隧道開挖后，若支護非?？?，且支護剛度又很大，隧道周邊圍巖沒有變形或變形很小，圖中A點取得平衡，支護需提供很大支護力pmax；圍巖僅負擔產生彈性變形u0的壓力 ；n假如平衡位置由A點移至C點、E點，則形變壓力由pmax減至 、。CpEp三三 錨噴支護結構錨噴支護結構地下工程結構新奧法與錨噴支護63n若隧道開挖后不加支護，或支護很不及時，即允許圍巖自

29、由變形。表現(xiàn)為曲線DB。這時，隧道周邊位移達到最大值umax，形變壓力pa很小或接近于零。 n圍巖已經出現(xiàn)松馳、坍塌 ，圍巖對支護的壓力就是松散壓力 ，只能按傳統(tǒng)施工方法施作模注混凝土襯砌。三三 錨噴支護結構錨噴支護結構地下工程結構新奧法與錨噴支護64n較佳的支護工作點應當在D點以左附近，如圖中E點。在該點上，圍巖既可產生較大的變形 ，以較多地分擔巖體壓力（ ），而由支護分擔的形變壓力較?。?）； )(0Euu Epp 0Ep三三 錨噴支護結構錨噴支護結構地下工程結構新奧法與錨噴支護65n最重要的便是如何掌握好施作時間（以圍巖的變形來判斷）和支護剛度k（支護特性曲線的斜率）。 n兩次支護：n首

30、先在隧道開挖后，及時地進行初期支護和封閉 ；n通過對圍巖變形的監(jiān)測，掌握隧道周邊圍巖和支護的變形情況，待變形基本趨于穩(wěn)定時，即達到圖中i點附近時，再進行第二次支護。 三三 錨噴支護結構錨噴支護結構地下工程結構新奧法與錨噴支護66n如作內層二次襯砌，所承受的形變壓力就更小，或為零。n通過上述兩次支護的手段，便可以達到支護襯砌結構的合理、經濟、安全的目的。地下工程結構新奧法與錨噴支護67本講要點n理解噴射混凝土的兩種作用；n掌握新奧法與錨噴支護結合的原理：難點是理解位移支護曲線。三三 錨噴支護結構錨噴支護結構地下工程結構新奧法與錨噴支護68（3）新奧法錨噴支護的結構計算和支護監(jiān)控n新奧法支護設計的

31、主要方法有：na.以工程類比為基礎的經驗法；nb.以現(xiàn)場測量為基礎的監(jiān)控法；nc.以理論分析為基礎的計算法；nd.以上3種方法相結合的綜合法。三三 錨噴支護結構錨噴支護結構地下工程結構新奧法與錨噴支護69n新奧法錨噴柔性支護中，支護和圍巖緊密貼合，共同工作，支護和圍巖發(fā)生的破壞主要為剪切破壞。n其穩(wěn)定的喪失常常是由圍巖中產生塑性剪切滑移楔體開始的。而錨噴支護則和其加固的巖體承載環(huán)三者的聯(lián)合作用所提供的支護力pi來阻止圍巖中剪切楔體沿滑動面向隧道位移。三三 錨噴支護結構錨噴支護結構地下工程結構新奧法與錨噴支護70剪切滑動面 曲線方程n新奧法中錨噴支護的結構計算是按錨噴支護對隧道圍巖的加固作用和支護作用進行計算。n隧道側壁巖體的滑移面,以極坐標表示，該曲線的方程為cos20)(0rberr三三 錨噴支護結構錨噴支護結構地下工程結構新奧法與錨噴支護71莫爾應力圓與莫爾滑動包絡線 三三 錨噴支護結構錨噴支護結構地下工程結構新奧法與錨噴支護72 錨桿、噴層和巖體的聯(lián)合作用三三 錨噴支護結構錨噴支護結構地下工程結構新奧法與錨噴支護73支護力的構成n沿噴層A處剪切面的抗剪阻力，即噴層給剪切體的水平推力n噴層內如設有鋼筋網(wǎng)（或鋼拱支撐），噴層將增加抗剪支護力n錨桿所提供的支護力計算n支護結構所提供的支護