初期支護資料

第六節(jié)初期支護

一、概述

初期支護是為了解決隧道在施工期間的穩(wěn)定和平安的工程措施；二次襯砌則是為了保證隧道永久穩(wěn)定和平安，作為平安儲備的工程措施。初期支護加二次襯砌，構成復合式襯砌。(一)初期支護的基本概念

隧道開挖后立刻施作剛度較小并作為永久承載結構一部份的結構層，稱為初期支護。1)概念

錨桿、噴射混凝土、鋼架、鋼筋網等及其它的組合組成，它是現(xiàn)代隧道工程中最常用的支護形式和方法。

錨噴支護較傳統(tǒng)的構件支撐，無論在施工工藝和作用機理上都有一些特點：

（二）錨噴支護工程特點：

2）初期支護的組成

1.靈敏性：錨噴支護是由噴射混凝土、錨桿、鋼筋網等支護部件進行適當組合的支護形式，它們既可以單獨運用，也可以組合運用；既可用于局部加固；也易于實施整體加固；既可一次完成，也可分次完成。充分體現(xiàn)“先柔后剛，按需供應”的原則。2.剛好性：錨噴支護能在施作后快速發(fā)揮其對圍巖的支護作用，這不僅表現(xiàn)在時間上，而且表現(xiàn)在空間上。3.密貼性：噴射混凝土能與坑道周邊的圍巖全面、緊密地粘結，因而可以抗拒巖塊之間沿節(jié)理的剪切和張裂。4.深化性：錨桿能深化圍巖體內部確定深度，對圍巖起約束作用。（徑向加固，縱向預支護）5.柔性：錨噴支護屬于柔性支護，它可以較便利地調整圍巖變形，允許圍巖作有限的變形，即允許在圍巖塑性區(qū)有適度的發(fā)展，以發(fā)揮圍巖的自承實力。6.封閉性：噴射混凝土能全面剛好地封閉圍巖，這種封閉不僅阻擋了洞內潮氣和水對圍巖的侵蝕作用，削減了膨脹性巖體的潮解軟化和膨脹，而且能夠剛好有效地阻擋圍巖變形，使圍巖較早地進入變形收斂狀態(tài)。二、錨桿

錨桿(索)是用金屬或其它高抗拉性能的材料制作的一種桿狀構件。

(一)錨桿的支護效應

錨桿的支護效應一般認為有如下幾種：(1)支承圍巖：錨桿能限制約束圍巖變形，并向圍巖施加壓力，從而使處于二軸應力狀態(tài)的洞室內表面旁邊的圍巖保持三軸應力狀態(tài)，因而能制止圍巖強度的惡化，如圖所示。內壓力P1噴射混凝土軸力N(2)加固圍巖:錨桿對加固節(jié)理發(fā)育的巖體和圍巖松動區(qū)是特殊有效的，有助于裂隙巖體和松動區(qū)形成整體，成為“加固帶”(如圖)。加固帶tl(3)提高層間摩阻力，形成“組合梁”

:

對于水平或緩傾斜的層狀圍巖，用錨桿群能把數(shù)層巖層連在一起，增大層間摩阻力，層結構力學觀點來看就是形成“組合梁”(如圖)。PPσσ(4)“懸吊”作用:

水平“懸吊”作用是指為防止個別危巖的掉落或滑落，用錨桿將其穩(wěn)定圍巖聯(lián)結起來，這種作用主要表現(xiàn)在加固局部失穩(wěn)的巖體(如圖)。

錨桿大致可分為以下幾種：(二)錨桿的種類及各自的設計施工要點

1.一般水泥漿錨桿(1)構造組成構造如圖。砂漿桿體墊板螺母(2)設計、施工要點①桿體材料宜用20MnSi鋼筋，亦可以接受A3鋼筋；直徑14~22mm為宜，長度2~3.5m，為增加錨固力桿體內端可劈口叉開。②水泥一般選用一般硅酸鹽水泥，砂子粒徑不大于3mm，并過篩。③砂漿標號不低于C20；協(xié)作比一般為水泥:砂:水＝1:(1~1.5):(0.45~0.5)。④鉆孔孔徑比桿徑大15mm?？孜辉试S偏差為±15~50mm；孔深允許偏差為±50mm。鉆孔方向宜適當調整盡量與巖層主要結構面垂直?？足@好后用高壓水將孔眼沖洗干凈(若是向下鉆孔還須用高壓風吹凈水)，并用塞子塞緊孔口，防止石渣掉入。⑤錨桿及粘結劑材料應符合設計要求，錨桿應按設計要求的尺寸截取，并整直、除銹和除油，外端不用墊板的錨桿應先彎制彎頭。⑥粘結砂漿應拌和勻整，并調整其和易性，隨拌隨用，一次拌和的砂漿應在初凝前用完。⑦先注漿后插桿體時，注漿管應先插到鉆孔底，起先注漿后，緩緩勻整地將注漿管往外抽出，并始終保持注漿管口埋在砂漿內，以免漿中出現(xiàn)空洞。⑧注漿體積應略多于須要體積，將注漿管全部抽出后，應立刻快速插入桿體，可用錘擊或通過套筒用風鉆沖擊，使桿體強行插入鉆孔。⑨桿體插入孔內的長度不得短于設計長度的95%，實際粘結長度亦不應短于設⑩桿體到位后要用木楔或小石子在孔口卡住，防止桿體滑出。砂漿未達到設計強度的70%時，不得隨意碰撞。計長度的95%。2.早強水泥砂漿錨桿3.早強藥包內錨頭錨桿(1)構造組成

構造如圖。1-不飽和聚脂樹脂＋加速劑＋填料；2-纖維紙和塑料袋；3-固化劑＋填料；4-玻璃管；5-堵頭(樹脂膠泥封口)；6-快硬水泥；7-濕強度較大的濾紙筒；8-玻璃纖維紗網；9-樹脂錨固劑；10-帶麻花頭桿體；11-墊板；12-螺母9101112擋圈12345678a)b)第七節(jié)現(xiàn)場監(jiān)控量測技術1、監(jiān)控量測目的由于錨噴支護理論目前還不成熟，故需依靠現(xiàn)場監(jiān)控量測來駕馭圍巖動態(tài)、修正設計，指導施工以及對支護效果作出正確評價。2、現(xiàn)場量測內容： ⑴隧道內目測視察 ⑵隧道收斂量測 ⑶地表下沉量測 ⑷位移反分析，指導施工⑴隧道內目測視察①隧道目測視察的目的●預料開挖面前方的地質條件●為推斷圍巖穩(wěn)定性供應地質依據(jù)●依據(jù)噴層表面狀態(tài)及錨桿工作狀態(tài)分析支護結構牢靠度②隧道目測視察的主要內容●了解開挖工作面的工程地質，包括地質種類及分布狀態(tài)，巖石顏色、成分、結構等，節(jié)理狀況，斷層特征等●水文地質條件：地下水類型，涌水量大小，涌水位置，涌水壓力，水的化學成分等●繪制開挖工作面的素描剖面圖●開挖支護后的視察：初期支護的裂縫狀況，錨桿端頭狀況，鋼拱架是否被壓曲，是否有底鼓現(xiàn)象③隧道目測視察中圍巖破壞形態(tài)分析●緊急性不大的破壞：構筑仰拱后在拱肩部出現(xiàn)的剪切破壞一般進展緩慢，緊急性不大●緊急性較大的破壞：在未構筑仰拱前拱頂混凝土因受彎曲壓縮而產生的裂隙常常進展急劇，伴隨有碎片飛散，緊急性較大●塌方征兆的破壞：拱頂噴層出現(xiàn)對稱的向下滑落的剪切破壞現(xiàn)象，或側墻發(fā)生向內側滑動的剪切破壞并伴隨有底鼓現(xiàn)象，都會引起塌方事故的破壞形態(tài)⑵隧道收斂量測●凈空相對位移測量（收斂測量）：洞壁上兩點兩次測量的位移差●測試頻率：依據(jù)位移速度和離工作面的距離確定位移速度距開挖面距離量測頻率10mm/d以上0—1B1—2次/日10mm—5mm/d1—2B1次/日5mm—1mm/d2—5B1次/2日1mm/d以下5B以上1次/周●拱頂下沉量測：測量方法，可接受水平儀計、撓度計等●圍巖內部位移量測：通常接受鉆孔伸長計或位移計，它由錨固、傳遞、孔口裝置、測試儀器等組成⑶地表下沉量測用水平儀在地表進行。量測范圍的確定和不動點選取，量測頻率：距開挖面距離<2D時，1-2次/天；2D-5D時，1次/天，大于5D時，1次/周⑷位移反分析，指導施工●依據(jù)量測位移反分析圍巖應力重分布狀況●反分析圍巖力學參數(shù)●反分析圍巖原始地應力●依據(jù)反分析結果指導施工新奧法思想核心：（1）疼惜圍巖（2）調動和發(fā)展圍巖的自承實力疼惜圍巖剛好封閉圍巖剛好支護圍巖選擇合理的斷面形式選擇合理的施工方法選擇合理的支護形式光面爆破阻擋圍巖圍巖裂化變更圍巖的應力條件，限制圍巖有害變形改善結構的應力狀態(tài)，使受力勻整削減對圍巖的