預(yù)應(yīng)力錨桿與錨索支護(hù)技術(shù)課件

5預(yù)應(yīng)力錨桿與錨索支護(hù)技術(shù)5預(yù)應(yīng)力錨桿與錨索支護(hù)技術(shù)5.1概述5.1.1預(yù)應(yīng)力錨桿和錨索的概念5.1.2預(yù)應(yīng)力錨索的分類與錨索基本結(jié)構(gòu)5.2預(yù)應(yīng)力錨桿和錨索結(jié)構(gòu)與材料5.2.1預(yù)應(yīng)力錨索與普通錨桿的區(qū)別5.2.2索體材料與結(jié)構(gòu)5.2.3其它構(gòu)配件5.3預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)5.3.1錨索作用的基本原理及其破壞形式5.3.2錨索設(shè)計(jì)5.4預(yù)應(yīng)力錨桿和錨索施工及其施工機(jī)具5.4.1預(yù)應(yīng)力錨索施工程序5.4.2預(yù)應(yīng)力錨索施工中的一些技術(shù)問題5.4.3預(yù)應(yīng)力錨索施工機(jī)具5.1.1預(yù)應(yīng)力錨桿和錨索的概念（1）基本概念預(yù)應(yīng)力錨桿就是施加有預(yù)應(yīng)力的錨桿。如采用鋼絞線、鋼絲等線材作錨桿材料，并施加預(yù)應(yīng)力，則被稱為錨索。預(yù)應(yīng)力錨固是預(yù)應(yīng)力巖錨與混凝土預(yù)應(yīng)力拉錨的總稱，是在預(yù)應(yīng)力混凝土基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)錨固技術(shù)。它可以按照設(shè)計(jì)要求的方向、大小及錨固深度，預(yù)先對(duì)基巖或建筑物施加主動(dòng)的預(yù)壓應(yīng)力，從而達(dá)到加固或改善其受力條件的目的。所謂主動(dòng)的預(yù)應(yīng)力，就是在基巖或建筑物產(chǎn)生變形之前，就已在發(fā)揮作用的錨固力。預(yù)應(yīng)力錨固的結(jié)構(gòu)型式各異，但均由錨孔、錨束兩個(gè)部分組成。錨孔是設(shè)置錨束的鉆孔，錨束是施加預(yù)應(yīng)力的主體。錨束由錨頭（又稱外錨頭）、錨束體（即錨束的自由段）及錨固段（又稱錨根或內(nèi)錨頭)等三個(gè)部分組成。錨固段是預(yù)應(yīng)力錨索的根基，是錨固在錨孔底部的非張拉段；錨頭位于錨孔孔口以外，是張拉與鎖定預(yù)應(yīng)力的支撐部分，屬非張拉段；自由段是聯(lián)接錨頭與錨固段的部分，承受預(yù)應(yīng)力張拉所施加的全部荷載。5.1.1預(yù)應(yīng)力錨桿和錨索的概念（2）錨索技術(shù)的歷史最早是在20世紀(jì)初期（1918年）用于西里西安礦山。30年代（1934年）阿爾及利亞工程師將預(yù)應(yīng)力巖石錨桿技術(shù)用于舍爾法水壩。70年代，預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)普遍，有了專門的理論、設(shè)計(jì)方法和施工設(shè)備機(jī)具。應(yīng)用范圍：在工業(yè)與民用建筑、橋梁、礦山、高陡邊坡、地下洞室、壩基、水閘墩基工程以及建筑物的維護(hù)與補(bǔ)強(qiáng)等方面已成為一種常用的經(jīng)濟(jì)有效的手段，其理論與技術(shù)、工程規(guī)模都相對(duì)成熟。我國(guó)起始于20世紀(jì)60年代，70年代后被廣泛推廣應(yīng)用。當(dāng)前，隨巖土工程規(guī)模的越來(lái)越大，國(guó)內(nèi)的預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)也達(dá)到了較高水平。5.1.1預(yù)應(yīng)力錨桿和錨索的概念（3）預(yù)應(yīng)力錨索的特點(diǎn)1）在高邊坡基礎(chǔ)開挖與隧洞洞臉開挖中，可增加邊坡穩(wěn)定，減少開挖工程量，提前進(jìn)洞，大大縮短開挖工期。2）在壩基、岸坡抗滑穩(wěn)定加固中，可在不擾動(dòng)基巖，不影響水庫(kù)運(yùn)行的前提下，提供可靠的抗滑力。3）在大壩加高、加固中，可在不放空水庫(kù)、不影響壩區(qū)已有布置及水電站運(yùn)行的情況下，達(dá)到加高、加固壩體，改善壩體應(yīng)力的目的。4）可較好地修補(bǔ)混凝土的裂縫或缺陷，可將過大的集中荷載分散到較大的范圍內(nèi)。5）可不增加自重而提高壩體或其他建筑物的抗震、抗沖擊性能。預(yù)應(yīng)力壩還可以用預(yù)應(yīng)力錨索代替部分混凝土壓重，減少混凝土數(shù)量，改善壩體結(jié)構(gòu)型式及施工條件，從而縮短工期、降低造價(jià)，使設(shè)計(jì)斷面更加合理。6）在大型洞室的支護(hù)中，既可以改善洞室圍巖的受力條件，又能加固洞室、治理邊坡、處理坍方、優(yōu)化設(shè)計(jì)、方便施工，因此，在大型洞室噴錨支護(hù)中占有越來(lái)越重要的位置?？傊A(yù)應(yīng)力錨索具有設(shè)計(jì)合理、施工簡(jiǎn)便、效益顯著、經(jīng)濟(jì)可行等優(yōu)點(diǎn)，這些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，使其在國(guó)內(nèi)外都得到廣泛的應(yīng)用。5.1.2預(yù)應(yīng)力錨索的分類與錨索基本結(jié)構(gòu)可根據(jù)錨索錨固部分的受力狀態(tài)將預(yù)應(yīng)力錨索分為：張拉型（拉力型）、壓力型、載荷分散型等3類。（1）張拉型錨索張拉型錨索的錨固類似于普通端頭錨固錨桿。它有兩種錨固形式，即水泥漿液、水泥砂漿或樹脂的粘結(jié)式錨固與機(jī)械式錨固。所謂張拉型錨索，就是錨索體所施加的預(yù)應(yīng)力對(duì)砂漿、水泥漿或樹脂固結(jié)體產(chǎn)生張拉力作用，從而對(duì)圍巖實(shí)施主動(dòng)支護(hù)作用。張拉型錨索根據(jù)張拉段是否粘結(jié)分為全長(zhǎng)粘結(jié)式和自由式。但全長(zhǎng)錨結(jié)是經(jīng)過端頭錨固、張拉和二次注漿的過程。張拉型錨索結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低。12345678

錨頭張拉段錨固段圖5-1張拉型錨索結(jié)構(gòu)1-錨具；2-墊墩；3-面層結(jié)構(gòu)；4-油脂；5-套管；6-錨索體；7-注漿體；8-對(duì)中架5.1.2預(yù)應(yīng)力錨索的分類與錨索基本結(jié)構(gòu)張拉型錨索靠錨索體對(duì)固結(jié)體的張拉作用實(shí)現(xiàn)錨固，因此，容易在自由段與粘結(jié)段界面出現(xiàn)應(yīng)力集中使錨索與固結(jié)材料發(fā)生開裂（剪裂縫一般在粘結(jié)段1m范圍內(nèi)出現(xiàn)，張拉裂縫會(huì)在1~3m的范圍出現(xiàn)），甚至?xí)纱硕鴮?dǎo)致整體錨索失效。（2）壓力型錨索壓力型與拉力型錨索在結(jié)構(gòu)上存在明顯的區(qū)別，一方面壓力型錨索的拉力是通過錨索底部的端部壓板對(duì)漿液固結(jié)體的壓力實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力，從而產(chǎn)生對(duì)圍巖的約束作用；另一方面，壓力型錨索的自由段套管一直沿伸到端部壓板附近。由于漿液固結(jié)體的抗壓性能要比抗拉和抗剪性能好得多，且受力范圍也更大，因此壓力型錨索的受力狀況要比拉力型更好，工作更可靠。同時(shí)，這種結(jié)構(gòu)可以一次完成全部長(zhǎng)度的灌漿工作。

12345圖5-2壓力型錨索結(jié)構(gòu)1-對(duì)中架，2-注漿體，3-套管，4-端部壓板，5-錨索體5.1.2預(yù)應(yīng)力錨索的分類與錨索基本結(jié)構(gòu)（3）載荷分散型錨索預(yù)應(yīng)力作用的過分集中對(duì)固結(jié)體以及巖土體受力不利，采用在錨索孔長(zhǎng)度上將錨索預(yù)應(yīng)力分散，這樣就形成了荷載分散型錨索結(jié)構(gòu)。該法對(duì)裂隙發(fā)育或土質(zhì)松軟的地層非常有利，可避免固結(jié)體及巖土體強(qiáng)度不足而造成的破裂，同時(shí)，可減小加固范圍內(nèi)的巖土體因受預(yù)應(yīng)力作用而引起的不均勻變形。荷載分散型錨索可分為壓力分散和拉力分散與拉壓分散型等幾種。拉力分散型錨索只是將幾根長(zhǎng)短不等的錨索體，采用和拉力型錨索的結(jié)構(gòu)一樣，錨固在錨孔中的不同長(zhǎng)度位置上，使預(yù)應(yīng)力分散作用于不同深度的巖土體上。壓力分散型錨索有相同的概念，將錨索的端部壓板固定在長(zhǎng)度不同的錨索體上，在實(shí)現(xiàn)壓力傳遞預(yù)應(yīng)力過程中起分散載荷的作用。剪力分散型錨索結(jié)構(gòu)是在無(wú)粘結(jié)鋼絞線末端用環(huán)氧樹脂粘結(jié)，然后固結(jié)在水泥砂漿或水泥漿中。拉壓交叉分散型錨索是在一根鋼絞線的端部，做成拉力式錨固結(jié)構(gòu)，而在其余部分設(shè)置套管，并在套管端部位置安設(shè)承壓板。錨索孔中長(zhǎng)短不同的錨索體采用相同結(jié)構(gòu)，形成拉壓分散型結(jié)構(gòu)。5.1.2預(yù)應(yīng)力錨索的分類與錨索基本結(jié)構(gòu)（b）（a）（a）不同結(jié)構(gòu)錨索長(zhǎng)度上的應(yīng)力分布是不同的。其中拉力式錨索在受到預(yù)應(yīng)力時(shí)的應(yīng)力集中最為不利；壓力式錨索的最大載荷與其比值約為2/3，分散式錨索的內(nèi)部載荷分布較之更有所改善。5.2.1預(yù)應(yīng)力錨索與普通錨桿的區(qū)別1）錨索要施加高預(yù)應(yīng)力，在全長(zhǎng)范圍內(nèi)要區(qū)分錨固段和自由段。錨固段是錨索受力的根基，同時(shí)也是能承受預(yù)應(yīng)力的基本條件；自由段是預(yù)應(yīng)力作用的工作段。2）錨索承受更大的載荷，錨索體通常采用高強(qiáng)高性能材料；對(duì)錨固力的要求也高，一般錨固段較長(zhǎng)，且通常是全長(zhǎng)灌漿。3）錨索加固工程一般規(guī)模相對(duì)較大，服務(wù)壽命也相對(duì)較長(zhǎng)，因此要求考慮錨索的防腐蝕問題。4）為了向巖土體內(nèi)傳遞比較高的載荷作用，在錨頭部位一般設(shè)有專門的墩座。5）為保證錨索或預(yù)應(yīng)力錨桿在錨孔中受力合理，要使其在長(zhǎng)度范圍內(nèi)能對(duì)中就位，因此在錨索上設(shè)有對(duì)中支架。6）由于錨索的施工規(guī)模相對(duì)較大，預(yù)應(yīng)力和承載能力高，預(yù)應(yīng)力施加要求嚴(yán)格，因此施工機(jī)具和施工質(zhì)量都要求有比較可靠的保證。5.2.2索體材料與結(jié)構(gòu)（1）對(duì)索體材料一般要求應(yīng)根據(jù)材料自身特點(diǎn)、載荷大小和特性、加固規(guī)模、施工場(chǎng)地等因素選擇。常用的索體材料有高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼絞線、高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼絲、精軋螺紋鋼筋和無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋等，要求具有強(qiáng)度高、柔性好、延伸率低等特性。精軋螺紋鋼筋屬剛性預(yù)應(yīng)力錨桿，由40Si2MnV或45SiMnV高強(qiáng)度鋼材制作，鋼筋全長(zhǎng)軋有完整的外螺紋，可用聯(lián)接套管接長(zhǎng)，端部用墊板和螺母鎖定，施工方便。一般在設(shè)計(jì)錨固力600kN以下，桿長(zhǎng)小于20m的工程中使用。預(yù)應(yīng)力錨索常用鋼鉸線的規(guī)格是Φ12.70mm和Φ15.24mm。高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼絲一般在混凝土工程中應(yīng)用較多，它是以優(yōu)質(zhì)高碳鋼園盤條經(jīng)等溫淬火并拔制而成。無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋由預(yù)應(yīng)力鋼絞線、防腐油脂涂料層和聚乙烯或聚丙烯外包層組成，具有優(yōu)異的防腐、抗震和錨固性能，適用于各種先張和后張錨固。錨索材料及其施工質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到錨索加固工程的質(zhì)量、效果和壽命。因此，錨索材料不僅要合理選擇，而且從開始進(jìn)場(chǎng)就應(yīng)該有嚴(yán)格的管理和驗(yàn)收制度，并確保合理維護(hù)和正確施工。5.2.2索體材料與結(jié)構(gòu)（2）常用索體材料性能參數(shù)高強(qiáng)精軋螺紋鋼筋的力學(xué)指標(biāo)見表5-1；普通預(yù)應(yīng)力鋼絞線規(guī)格和力學(xué)指標(biāo)參數(shù)見表5-2；低松弛預(yù)應(yīng)力鋼鉸線規(guī)格和力學(xué)指標(biāo)參數(shù)見表5-3；預(yù)應(yīng)力鋼絲規(guī)格和力學(xué)指標(biāo)參數(shù)見表5-4和表5-5。表5-3低松弛預(yù)應(yīng)力鋼鉸線技術(shù)參數(shù)級(jí)別公稱直徑（mm）允許誤差（mm）截面積（mm2）每理論重量（kN/1000m）破斷力（kN）1%伸長(zhǎng)最小荷載（kN）伸長(zhǎng)率（%）松弛值70％80％2509.53±0.4151.6140589.080.13.52.53.511.11±0.4169.68548120.1108.13.52.53.512.70±0.4192.90730160.1144.13.52.53.515.24±0.41139.351094240.2216.23.52.53.52709.53+0.66，-0.1554.84432102.392.13.52.53.511.11+0.66，-0.1574.19582137.9124.13.52.53.512.70+0.66，-0.1598.71775183.7165.33.52.53.515.24+0.66，-0.15140.001102260.7234.63.52.53.55.2.2索體材料與結(jié)構(gòu)（3）索體的制作鋼絞線或鋼筋的制作內(nèi)容主要是根據(jù)長(zhǎng)度要求截?cái)啵缓笤谧杂啥翁咨咸坠?，并在其?nèi)注入油脂。如是用廠家提供的帶套管鋼絞線時(shí)，則要求在錨固段和錨頭長(zhǎng)度范圍內(nèi)剝除套管，以便于注漿固結(jié)。對(duì)錨固段需根據(jù)設(shè)計(jì)安裝和固定好隔離支架，以形成串狀糖葫蘆結(jié)構(gòu)，可有助于提高錨固強(qiáng)度和錨固力。在張拉段可設(shè)置對(duì)中支架，保證鋼絞線沿全長(zhǎng)在一條線上。高強(qiáng)鋼絲的制作多一道編制的工序。即在下料后需要將設(shè)計(jì)的若干鋼絲分別穿過帶孔（槽）的金屬板（隔離架）使其定位。然后每隔1m左右用鐵絲或束線環(huán)將鋼絲綁扎固定在一起；在張拉段要設(shè)置對(duì)中支架，且要求綁扎在一起的鋼絲長(zhǎng)度應(yīng)彼此一致，否則會(huì)造成受力不均勻，從而降低整個(gè)錨索的支護(hù)效果。5.2.2索體材料與結(jié)構(gòu)（4）張拉與鎖定準(zhǔn)備工作：為張拉需要，在墊墩和外錨頭底面間留置千斤頂空間，并用臨時(shí)支座支撐。支撐外安置墊平鋼板和注漿套管以及外錨頭。張拉與鎖定工作：應(yīng)在孔內(nèi)膠結(jié)材料和墊墩混凝土有足夠強(qiáng)度以后再進(jìn)行。因?yàn)閺埨σ话銥闃O限錨固力的40~70%，而混凝土中加入早強(qiáng)劑以后可以在10天左右達(dá)到80%設(shè)計(jì)強(qiáng)度，因此，通常在注漿后8~10天可以進(jìn)行張拉。正式張拉前應(yīng)先用10~20%的張拉力進(jìn)行兩次預(yù)張拉。使錨索各部件緊密接觸、桿體平直，消除隱蔽的變形量。張拉應(yīng)按規(guī)定分級(jí)進(jìn)行。荷載加到最終值時(shí)（1.1~1.2倍的設(shè)計(jì)值），保持規(guī)定時(shí)間間隔，壓力無(wú)變化、位移不超量，方可鎖定。5.2.3其它構(gòu)配件（1）導(dǎo)向帽、隔離支架、束線環(huán)、對(duì)中架導(dǎo)向帽用于鋼絞線、高強(qiáng)鋼絲錨索錨固端的頂部，將鋼絞線或鋼絲與導(dǎo)向帽組合在一起并有一定剛度，可便于將錨索送入錨孔底部。一般采用鋼板或鋼管制作。隔離支架用于鋼絞線的相互分離，使鋼絞線分布均勻，并有混凝土包裹。注意隔離支架不能影響注漿時(shí)漿液流通。束線環(huán)配合隔離支架使用，用束線環(huán)將鋼絞線束成環(huán)，可避免隔離架和鋼絞線的脫落。對(duì)中架用于錨索的張拉段，套在錨索上支撐在孔壁上使索體對(duì)中，并保證有一定漿液包裹。對(duì)中架應(yīng)根據(jù)錨索自身的剛度來(lái)設(shè)置，一般間隔為1~3m。5.2.3其它構(gòu)配件（2）錨具包括夾具、錨鎖等。預(yù)應(yīng)力錨索采用的錨夾具以?shī)A片式為主，常用的錨具為OVM型、QM型、XM型等。因錨具規(guī)格要按鋼絞線來(lái)選取，因此，在使用中應(yīng)按所用鋼絞線規(guī)格選取相應(yīng)的錨具，以保證錨具夾片與鋼絞線之間有良好的匹配關(guān)系。（3）混凝土墊墩錨索頭部一般有臺(tái)座、承壓板、緊固器組成。墊墩臺(tái)座通常由鋼筋混凝土或加鋼板構(gòu)成，臺(tái)座放置承壓板的表面應(yīng)平整并與錨索（桿）垂直。承壓板要求有足夠的剛度。因此，墊墩混凝土強(qiáng)度等級(jí)一般在C30以上，混凝土墊墩的最小厚度不少于10cm，墊墩表層鋼墊板厚度不少于25mm。錨索張拉和鎖定前后應(yīng)用油脂充填錨孔墊板上下部位（錨孔與防護(hù)帽的空隙），以起防止鋼絞線等金屬材料的銹蝕作用。5.3.1錨索作用的基本原理及其破壞形式（1）預(yù)應(yīng)力錨索作用的基本原理預(yù)應(yīng)力錨索的基本作用原理和其它預(yù)應(yīng)力構(gòu)件一樣，是通過對(duì)錨索體的張拉，形成對(duì)周圍材料的壓力作用以提高巖土體抗破壞能力；同時(shí)，當(dāng)巖土體有可能出現(xiàn)拉應(yīng)力時(shí)被這部分壓力作用所抵消，可以減少巖土體內(nèi)的拉應(yīng)力。因此，巖土體處于預(yù)應(yīng)力作用狀態(tài)將大大提高巖土體的強(qiáng)度值。預(yù)應(yīng)力錨索和普通錨桿支護(hù)的主要區(qū)別：預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)與加固的是一種真正意義上的主動(dòng)作用，它靠預(yù)應(yīng)力提供的高抗滑動(dòng)阻力以實(shí)現(xiàn)巖土體的穩(wěn)定；而普通錨桿支護(hù)主要是由巖土體變形而被動(dòng)地引起錨桿的約束作用實(shí)現(xiàn)巖土體穩(wěn)定。因此，預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)性能明顯優(yōu)于普通錨桿支護(hù)。預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)的基本原理還是通過錨索使巖土體發(fā)揮出更高的承載能力，因此錨索也是一種通過巖土內(nèi)部來(lái)實(shí)現(xiàn)加固巖土體的手段。巖土體自身的強(qiáng)度和性態(tài)還是決定于錨索支護(hù)與加固功能的根本因素，性質(zhì)惡劣的地層就難以實(shí)現(xiàn)錨索支護(hù)或不能取得較好的效果。5.3.1錨索作用的基本原理及其破壞形式（2）預(yù)應(yīng)力錨索的破壞形式預(yù)應(yīng)力錨索的破壞形式主要有下列幾種：1）錨索體與注漿固結(jié)體之間的剪切或拉伸破壞。2）注漿固結(jié)體與巖土界面之間的剪切破壞。3）地層在預(yù)應(yīng)力或地層載荷作用下的剪切破壞。4）索體材料的斷裂破壞。索體斷裂情況比較復(fù)雜。大致可能分為兩種情況，一種是錨索材料強(qiáng)度不足造成的；另一種可能是預(yù)應(yīng)力過高造成的。5）固結(jié)漿體在錨索的拉力或壓力作用下破壞。6）巖土體的整體破壞。由此可見，錨索支護(hù)在設(shè)計(jì)中要考慮的因素比較多，同時(shí)，錨索支護(hù)設(shè)計(jì)過程還是一個(gè)比較復(fù)雜的問題。由于目前地層壓力問題等沒有很好解決，因此，進(jìn)行錨索支護(hù)還不能象地面預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)那樣，有一個(gè)比較可靠的理論依據(jù)和明確的設(shè)計(jì)方法。5.3.2錨索設(shè)計(jì)（1）錨索設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容錨索設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容有：錨固力大小和預(yù)應(yīng)力值、固結(jié)長(zhǎng)度和錨索整體長(zhǎng)度（錨固深度與錨索自由段長(zhǎng)度）、索體材料的確定及其構(gòu)成和相應(yīng)的截面積、錨頭設(shè)計(jì)等。（2）錨固力大小設(shè)計(jì)要求錨索具有的錨固力大小可以由兩種方法來(lái)確定：一種是類似土釘?shù)脑O(shè)計(jì)方法，根據(jù)地層滑動(dòng)的最小穩(wěn)定性系數(shù)，比較所需要的穩(wěn)定性系數(shù)，通過錨索的錨固力來(lái)實(shí)現(xiàn)地層穩(wěn)定并滿足設(shè)計(jì)要求所需要的穩(wěn)定性系數(shù)。另外一種是采用工程類比法確定。根據(jù)穩(wěn)定需要的錨固力，可稱工作錨固力（）。實(shí)際設(shè)計(jì)錨索其他尺寸時(shí)，都需要考慮安全系數(shù)（）。所以通常用（）來(lái)計(jì)算錨索的各部分尺寸參數(shù)。表5-授6安全狹系數(shù)蓄表分類安全系數(shù)錨索體注漿體與地層界面注漿體與錨索體或套管錐體破壞服務(wù)年限小于6個(gè)月，破壞后不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果，且不會(huì)增加公共安全危害1.42.02.02.0服務(wù)年限小于2年，破壞后盡管會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重，但沒有事先預(yù)報(bào)也產(chǎn)生公共安全危害1.62.5*2.53.0永久錨索、高腐蝕地層的錨索、破壞后果相當(dāng)嚴(yán)重的錨索2.03.0**3.04.0*：圍有現(xiàn)前場(chǎng)試溉驗(yàn)結(jié)序果可犯以取2.0；*收*：絡(luò)在粘群性土尚中應(yīng)盆取4.05.3橡.2版錨索設(shè)趟計(jì)（3）錨固演段長(zhǎng)度棕設(shè)計(jì)錨固駱結(jié)構(gòu)達(dá)不同猛，其潮錨固赤段長(zhǎng)忘度設(shè)各計(jì)也巖不同鋪?？善煲苑至簽橐云畔聨状胺N：1）完整門巖體或剛硬質(zhì)粘傾土層，攀采用低由壓力（<1M盟Pa）或珍無(wú)壓妄灌漿此時(shí)蘿的漿掙液固揮結(jié)體土成規(guī)供整的并圓柱崇體，咳并且攀基本漏和孔掃徑大必小一閉致。緣瑞錨固雪力靠躲固結(jié)屠體與茅地層似的粘爬結(jié)力燦提供皺。假設(shè)巖：漿崖液固廁結(jié)過綢程沒蔬有體榆積收帶縮，巴且低齊壓力丈注漿寇也不孟改變充（壓數(shù)縮）鄰孔徑光；錨送固段鎮(zhèn)受力記時(shí)，預(yù)應(yīng)力蠶沿孔吵壁均治勻分梢布；晨破壞浩是由幣漿液面固結(jié)冶壁與爬孔壁敞的粘堵結(jié)力承不足凝造成訴（粘固結(jié)力擋控制失錨固偽力大情?。┦?；或昌者是勤由于磨粘結(jié)范壁附共近的從土體庸內(nèi)突扎發(fā)性深剪切池破壞擴(kuò)（土纏的抗薪剪強(qiáng)憂度控上制）攝。則錨議固長(zhǎng)冊(cè)度計(jì)撲算公推式為或5.鼻3.慕2踩錨索叢設(shè)計(jì)2）裂慨隙巖澤體或悅非粘溫性土旨的較仔此時(shí)，由于漿液滲透作用，固結(jié)范圍要超過鉆孔的孔徑。破壞發(fā)生在鉆孔錨固段地層周邊部位。則參照樁的設(shè)計(jì)方法，有公式上述公式比較粗糙，進(jìn)一步的修正的公式為公式說明錨索的承載能力包括兩部分，即孔周圍的抗剪力（分母項(xiàng)）和考慮錨索端部的承載能力（分子后項(xiàng)）。5.倆3.森2喜錨索便設(shè)計(jì)3）高脫壓（>2餃MP灶a）注念漿造睡成漿三液固輸結(jié)部這位形匠成劈范裂注鍋漿形區(qū)成樹突根狀饒固結(jié)目前落這類托計(jì)算物公式息更不羊成熟彈，主柳要通潤(rùn)過試問驗(yàn)確股定。部分資暑料表明妙：當(dāng)注冶漿壓力蘇小于3MP目a前，占固結(jié)巖段強(qiáng)框度隨亞注漿叔壓力創(chuàng)線性訊上升悠；3MP投a以后，奪注漿壓店力就幾反乎沒有里影響。對(duì)中栗到高客塑性斥粘土驚注漿惹壓力筋達(dá)3M僑Pa，其粘納結(jié)強(qiáng)度木為30糟0~膨35擺0k絞N/敲m2。4）在錨寇固段采嫩用一系舟列啞鈴飾狀擴(kuò)孔性法鉆孔感的注漿駐錨索擴(kuò)孔后幅的直徑靈約為鉆?？字睆缴虻?~4倍，去因此努其錨和固力毅取決稀于周驚邊的籃剪切稈力和村端部目的抗稿拔力繡。這犯類方須法要斤求擴(kuò)華孔時(shí)生鉆孔假不出葡現(xiàn)塌索孔現(xiàn)搬象，其適用竊于不肺排水專強(qiáng)度股大音于90拖kP訊a的粘啟性土滅。錨固懲段長(zhǎng)盛度可賓以按穿下式以計(jì)算勸：由公式勒可以看階出，這洽類錨索列的粘結(jié)劍強(qiáng)度由冠三部分南組成，爐即直線脂鉆孔段匯周邊抗評(píng)剪強(qiáng)度灣（分子唇中的后柿一項(xiàng)）柔、端部截作用承麗載能力帶（中間麥項(xiàng)）、科以及漿張液粘結(jié)賓強(qiáng)度。5.抵3.批2烏錨索僑設(shè)計(jì)5）錨索私體與注捷漿固結(jié)艦體界面煤強(qiáng)度計(jì)繁算沿錨容固體雅長(zhǎng)度違上的歌剪應(yīng)公力分牽布是港不均搖勻的斧。菲販里普鳥斯將姜拉力院型錨懇索應(yīng)施力分竟布表漁示成振指數(shù)躺形式訪。從頭拉力年作用哈點(diǎn)開塑始計(jì)備的剪退應(yīng)力堆為：對(duì)應(yīng)力萌沿長(zhǎng)度真積分，最有因?yàn)轭~計(jì)算失不方玩便，遙設(shè)計(jì)替時(shí)就休采用鐵均勻越分布萍的假貍設(shè)，發(fā)即極限浮剪應(yīng)么力和腫固結(jié)描體的蘇抗剪際強(qiáng)度嫂與其紫抗壓傷強(qiáng)度萌有關(guān)楚。要逃求固濕結(jié)體明的強(qiáng)加度不堵小于30M津Pa。5.信3.蹦2似錨索肺設(shè)計(jì)6）錨壁固段蛋長(zhǎng)度繞設(shè)計(jì)旱要將4）、5）兩種錨固長(zhǎng)度的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，并取其大值。對(duì)于硬巖石一般是后者控制，對(duì)于軟弱地層則常是前者控制。在硬巖石中，錨固力小于200kN時(shí)，錨固長(zhǎng)度不宜小于2m；錨固力大于200kN時(shí)，不宜小于3m。因?yàn)檫^小，可靠性太低。在土中錨固，最短也不應(yīng)小于3m，但最長(zhǎng)也不宜超過10m。試驗(yàn)表明，長(zhǎng)度超過臨界值對(duì)錨固力并沒有顯著影響。一般最佳長(zhǎng)度為6~7m。5.3破.2縣錨索設(shè)赤計(jì)（4）錨固價(jià)段的深催度（自憑由段長(zhǎng)全度）1）概述錨索婚錨固健在巖返土體殿內(nèi)部遣一定獻(xiàn)深度腸，淺手部是圾張拉能的自較由段網(wǎng)。因榨此，伙錨固孔錨索在巖土中的總長(zhǎng)為固結(jié)段與自由段長(zhǎng)度之和，即預(yù)應(yīng)力錨桿或錨索既有錨桿和土釘?shù)淖饔茫钟休^高的預(yù)應(yīng)力作用。因此，考慮預(yù)應(yīng)力錨桿或錨索的錨固深度，既要考慮加固范圍，又要考慮在高預(yù)應(yīng)力下，錨桿或錨索作用范圍的巖土體不被拔出，即巖土體不發(fā)生剪應(yīng)力破壞。巖土體在預(yù)應(yīng)力拉拔作用下將呈喇叭斗式破壞。此喇叭斗的錐角從固結(jié)段中點(diǎn)開始；根據(jù)巖土性質(zhì)不同，角度約在60o~90o之間。

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30o～45o

L/2L圖5-8預(yù)應(yīng)力作用的破壞錐5.3彼.2連錨索設(shè)拌計(jì)2）在巖苦石中的戲錨固段街深度均質(zhì)適巖體紡單根佳錨索摘的錨疲固段急深度羅：均質(zhì)巖黑體錨索殿群的錨愛固段深那度：斷裂巖孝體單根車錨索的困錨固段績(jī)深度：斷裂巖能體錨索諒群的錨熄固段深氧度：如果有釀地下水驢，則式殼中容重劃應(yīng)改為塞浮容重濤，即5.趕3.溝2殲錨索秘設(shè)計(jì)3）非蒜粘性南土中墊的錨鳴固段漏深度干燥虧砂土:錨索龜間距其它情集況飽和砂錘土另當(dāng)尚錨索徒處于罵水平愧狀態(tài)敞時(shí)，堪可用玻上式兆進(jìn)行銀簡(jiǎn)化繡；而摸當(dāng)錨樣索處腰于垂程直狀仰態(tài)時(shí)釣，可封用另童外的蔬計(jì)算經(jīng)公式5.餓3.及2繳錨索匆設(shè)計(jì)4）粘性抗土單根黎錨索勿或狀的矛錨索鑰群錨索群杏，且5）結(jié)構(gòu)莊要求錨索浪的的可錨固倘段深醬度不星應(yīng)小盼于5m。5.杯3.役2熟錨索醋設(shè)計(jì)（5）錨擠索的恥截面論尺寸以錨索災(zāi)截面面窯積為設(shè)仆計(jì)參數(shù)伯，即（6）錨峰索間叢排距錨索單今獨(dú)使用鬧時(shí)，可斜根據(jù)巖鉤土體荷勿載大小料，計(jì)算居錨索的限布置；板群體錨酸索中的猛單根錨躺索作用進(jìn)要較單胖獨(dú)的錨蹄索效果騰低。因匹此，群院體錨索壞設(shè)計(jì)的戀錨固力塞要考慮剪對(duì)單根浙錨索的待錨固作群用的折春減。根據(jù)經(jīng)醉驗(yàn)，錨塔索間排蔑距應(yīng)大梯于4倍錨孔蛇直徑，燒或大于1.足5m。由于喉錨索經(jīng)核常與錨須桿或土規(guī)釘聯(lián)合循使用，飯此時(shí)錨侵索設(shè)計(jì)財(cái)要根據(jù)僵荷載分懸攤的原史則進(jìn)行精。且因渣為錨固欄段預(yù)應(yīng)級(jí)力荷載兄相對(duì)較擔(dān)大，如涂錨索周總圍有受贏力結(jié)構(gòu)糠物，則歪應(yīng)相距5m以上平。（7）張拉戶預(yù)應(yīng)力鳳設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力月錨索的鋸張拉預(yù)以應(yīng)力大腦小需根罷據(jù)錨索垃材料的怠極限強(qiáng)慣度確定政。臨時(shí)經(jīng)錨索桌：不泉超過跡錨索珠材料勞強(qiáng)度櫻的65濟(jì)%；永久錨撓索：一殿般不超采過60%，地下婚工程一洪般為40~陵60%。預(yù)應(yīng)娃力錨史索施松造孔、編束、錨索安裝、注漿固結(jié)、張拉、錨頭固結(jié)和防護(hù)等。5.厚4.醬1備預(yù)應(yīng)在力錨升索施蜻工程圓序（1）造孔預(yù)應(yīng)力刪錨索可遲以用于汽巖石或匹土層中坡的加固決，介質(zhì)跡的性質(zhì)錫有較大捉的差異盯。因此滔鉆孔前貸應(yīng)根據(jù)鐘加固工個(gè)程所處炮巖土層厭的不同擇性質(zhì)，世選擇合許適的鉆惕機(jī)。在巖石團(tuán)中，應(yīng)幅優(yōu)先選耍用潛孔鋤沖擊劫式鉆們機(jī)，比較非經(jīng)濟(jì)有熊效。在破代碎巖且層，雀可以咽使用旋轉(zhuǎn)式錘鉆機(jī)或帶套管的鉆機(jī)郵，可以贊避免因爸為碎石惜塌孔使莖鉆孔報(bào)鍛廢，保遷證一次稻成孔；在卵石液層鉆孔跌，塌孔免現(xiàn)象比凡較嚴(yán)重尼，則采苦用錨桿改鉆機(jī)將不鉆桿直彩接打入忽巖層中樂的方法糊（然后惡注漿）袋；在粘衡性土畫層中保，可鐘以采競(jìng)用帶麻花止鉆桿的旋轉(zhuǎn)炸鉆機(jī)。鉆孔執(zhí)施工谷要求撐鉆機(jī)菜的位羅置應(yīng)報(bào)不隨用鉆機(jī)日在鉆萄進(jìn)過繭程的吼振動(dòng)賢而移測(cè)動(dòng)，翼避免絡(luò)給安筒設(shè)錨近索造巴成困珠難。錨索識(shí)的鉆扮孔孔徑一般鋸大于80m存m，長(zhǎng)乓度在10m左右或貢者更長(zhǎng)好。對(duì)鉆凡孔的質(zhì)蹦量要求趣主要是揮保證長(zhǎng)越度、孔亞徑、孔奔的角度刑和軸線集的偏差搞?？變?nèi)招的碎屑挎會(huì)影響阿注漿效稼果和占清居一定則孔深，撥因此，囑鉆孔中彈碎石要矛盡量清本除，鉆斧孔深度扯要有適瀉當(dāng)?shù)难庸拈L(zhǎng)（一寫般不超牛過1m）。5.4擋.1卵預(yù)應(yīng)力仙錨索施利工程序造孔包括鉆船孔、測(cè)謙孔、擴(kuò)習(xí)孔、固霉結(jié)灌漿派及掃孔刃等工序柴，目的愈是鉆一由個(gè)較為昏理想的準(zhǔn)錨孔，殲以提高襖錨固效鍛果。對(duì)逗小型預(yù)劉應(yīng)力錨否索；一夫般只要注求一個(gè)救孔放束冒即可；夜對(duì)滲水濫不大或賽采用爆彎破擴(kuò)孔搶的錨孔鋪，其工睜藝順序臂就可以為改為鉆響孔、固壤結(jié)、掃戲孔、擴(kuò)象孔；對(duì)奇大型粘路結(jié)式錨急索，為蛙了減少借錨固段圖的滲漏劑，就要家先擴(kuò)孔椒，再固悟結(jié)、掃嗚孔；對(duì)蹈中、小里型錨索請(qǐng)的機(jī)械才式錨固箭段，孔沖底段宜席改用金謊剛石鉆垮頭鉆進(jìn)浮，以提忠高鉆孔甚孔徑的典均勻性傘，更好暗地與錨趨具直徑缺配套。由于造秋孔的造凈價(jià)約占頌預(yù)應(yīng)力包錨固工午程總造潮價(jià)的一嚇半，如狠何更好望地改進(jìn)篇造孔工址藝，提委高造孔鼠工效，使降低造登孔部分科的造價(jià)戒，將是兄造孔工表藝設(shè)計(jì)錘與施工弄應(yīng)該認(rèn)淘真研究膀的重要蔽課題。5.票4.因1幣預(yù)應(yīng)引力錨吵索施征工程洗序（2）編切束該工序距可與造費(fèi)孔同時(shí)婆或提前拉進(jìn)行。添其內(nèi)容缺包括編暖束的前外期準(zhǔn)備北、編束悄及錨頭請(qǐng)的制作可等。鋼疊絲調(diào)直催及防護(hù)姐處理等不前期準(zhǔn)貌備工作旺，可以艘根據(jù)各棉工程不巧同的錨冰索類型贈(zèng)的具體苗情況酌賞定。編束柄的方店法，口則隨藏錨束貪斷面標(biāo)的型脹式不穩(wěn)同而際各異嘉；錨足固段索與錨賊頭的隨制作西，更兵是隨潮錨束鞏的不娛同類練型而衛(wèi)各不汽相同濃。5.4掌.1諷預(yù)應(yīng)力蔽錨索施紗工程序（3）放束隊(duì)與錨固兩工熊序往顧往是功同時(shí)美或連放續(xù)完則成的覽。一嗽般情添況下赤，放茫束、小錨固邊是在扁完成蕩運(yùn)輸靠、吊溉裝、朽孔內(nèi)非注漿斯后連潛續(xù)進(jìn)階行的粉。對(duì)湯某些呢類型逼的錨旱索在聰錨固乘后還邀應(yīng)該務(wù)繼續(xù)愧完成嶄錨頭證與墊金塊的貧制作漏。例退如混覽凝土枯柱狀票錨頭鏡，就狼是在漢完成栽放束僵、錨頓固之?dāng)『蟛疟婇_始排錨頭益制作打的，亡同時(shí)星還應(yīng)邪完成刮鋼筋誦混凝堪土墊分柱或篩墊塊味的制敬作。錨索糠安設(shè)骨的主徑要質(zhì)冊(cè)量問既題是楚應(yīng)保初持錨幼索在末錨孔唐中的摩平直序、均科勻，壩特別缸是在牲自由爆段和座固結(jié)碧段之是間不熔應(yīng)有叔嚴(yán)重唱的彎響曲。錨索注政漿有3個(gè)目的折：形成漂與巖土遇層的固冊(cè)結(jié)段，伐提供基竄本錨固駁力和預(yù)訂應(yīng)力的債作用基賠點(diǎn)，提役高錨固鬧承載作渠用和加價(jià)固效果妨，以及乳防腐。驚因此，曠對(duì)注漿鼻漿液性鑰質(zhì)的基炭本要求紡是漿液畢的強(qiáng)度鍛和稠度貝，即水妥灰比。達(dá)注漿漿利液的水剪灰比一惹般在0.4鄉(xiāng)豐~0.祝45，有攔時(shí)可鏡到0.系5。漿液版固結(jié)體毒的強(qiáng)度嬌一般在30M葉Pa以上鑰。下傾支式鉆?？鬃⒋{，朽要和鹿安設(shè)糖錨索仙的同遲時(shí)下當(dāng)入注鵝漿管盤。上膜傾式茫鉆孔鎮(zhèn)注漿圾要安依設(shè)排減氣管醬。注姐漿充膊滿鉆攤孔即貫可以每結(jié)束勾注漿寒工作勢(shì)。5.呀4.餓1晶預(yù)應(yīng)庸力錨蜓索施仔工程被序（4）錨柳索張灑拉錨索用張拉接是實(shí)米現(xiàn)預(yù)般應(yīng)力絮加固倦的一置個(gè)關(guān)斬鍵程擊序。鉗它包突括機(jī)裕具儀贏表的蓮預(yù)應(yīng)力張拉要在注漿固結(jié)體具有足夠強(qiáng)度后才可進(jìn)行。張拉施工應(yīng)盡量采用單根對(duì)稱、分級(jí)逐步施加、慢加載的方法。所謂單根對(duì)稱是指有幾根鋼絞線的錨索，要先單根拉和對(duì)稱拉，然后整體張拉；所謂分級(jí)拉指張拉應(yīng)力從小到大，逐級(jí)增加到設(shè)計(jì)值，并且在達(dá)到每一級(jí)張拉值后應(yīng)有約二分鐘的穩(wěn)壓時(shí)間。實(shí)驗(yàn)表明，分級(jí)循環(huán)次數(shù)越多，預(yù)應(yīng)力分布情況越均勻?？紤]到錨具的彈性恢復(fù)對(duì)預(yù)應(yīng)力損失的影響，最終的張拉值應(yīng)較預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)值更大一些，稱為超張拉。超張拉值一般為設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力值的5~10%。當(dāng)油表表示預(yù)應(yīng)力到達(dá)設(shè)計(jì)值后不再降低，可以鎖定錨索。（5）防護(hù)包括索體材料的防護(hù)、張拉前錨束在鉆孔內(nèi)的臨時(shí)性防護(hù)與張拉后全孔的永久性防護(hù)。索體材料的防護(hù)和臨時(shí)性防護(hù)包括在索體上加金屬鍍層、涂有機(jī)質(zhì)涂料、改變周圍介質(zhì)性能等。而永久性防護(hù)則以水泥封灌為主。5.4覺.2堪預(yù)應(yīng)力基錨索施黎工中的捕一些技急（1）錨所索的洋錨固張力提高錨雅固力可替以達(dá)到泳兩個(gè)目羊的：提炊供高預(yù)勸應(yīng)力的蓬條件和鄭提高巖迫土體的咱穩(wěn)定作畝用。提姑高錨固遼力的方紐奉法除采瘦用高效天錨固材盆料（高辭強(qiáng)水泥魄砂漿、痛樹脂）征、優(yōu)質(zhì)問施工外夢(mèng)，還可云以將固乞結(jié)段錨菜索制成辰波形以直及在錨例索底端趟制作專昂門的托友板結(jié)構(gòu)襯、增加康錨固段吉的長(zhǎng)度羨等。增加受固結(jié)幟段長(zhǎng)雷度對(duì)擔(dān)提高餡固結(jié)違力的置作用持并非短一直5.診4.祝2羞預(yù)應(yīng)病力錨桂索施末工中歉的一擺些技烏術(shù)問影題（2）預(yù)應(yīng)潔力損失雀問題預(yù)應(yīng)力是錨索加固的重要手段，因此保證預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)期可靠作用是該技術(shù)的關(guān)鍵。造成預(yù)應(yīng)力損失有三方面的主要因素：1）張拉過程的損失張拉過程損失是指預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)，錨索實(shí)際上并未達(dá)到設(shè)計(jì)值。這是因?yàn)閺埨^程中的摩擦損失，不同材料摩擦系數(shù)可以從0.03~0.3。因此張拉設(shè)備在使用前要求標(biāo)定。2）鎖定過程的損失錨索鎖定力是靠夾具沿錨索松弛方向移動(dòng)而提供的，因此在錨索鎖定過程中必然有損失。損失的大小和夾具設(shè)計(jì)和制造工藝有關(guān)。目前國(guó)內(nèi)的夾具生產(chǎn)水平已經(jīng)和國(guó)際水平相當(dāng)，施加千kN級(jí)的預(yù)應(yīng)力夾具回縮量約5mm，好的可以到達(dá)2~3mm。錨頭的其它配件（墊板、墩墊等）質(zhì)量和施工也會(huì)產(chǎn)生類似的影響。超張拉的目的就是為了克服這兩部分的預(yù)應(yīng)力損失。5.4維.2港預(yù)應(yīng)力卡錨索施汽工中的氣一些技少術(shù)問題3）松弛鋸和徐變誓造成的瓜損失鋼材松眉弛：鋼艱材在長(zhǎng)鉗期較高塞荷載下印的松弛闖造成預(yù)菠應(yīng)力損襲失通常清在5~1土0%。如預(yù)臟應(yīng)力在禁錨索強(qiáng)磁度的50影%以下端時(shí)，脆松弛夾影響套可以當(dāng)忽略希。松弛的鐘大小不倆僅和應(yīng)壘力高低噴有關(guān)，原還和工稀作溫度解有關(guān)。巖土體蠕變：巖土體的蠕變也是預(yù)應(yīng)力松弛的主要原因。硬巖巖體蠕變的主要來(lái)自裂隙巖體受預(yù)應(yīng)力作用后節(jié)理被壓密。因此質(zhì)量高的巖體相對(duì)蠕變量就小得多。巖體蠕變的特點(diǎn)是：時(shí)間長(zhǎng)、影響范圍?。ㄔ诤奢d集中域附近）；通過反復(fù)加載，可以縮短蠕變穩(wěn)定的時(shí)間（因此預(yù)應(yīng)力施加過程常采用多次循環(huán)加載法）。軟巖（土）的蠕變量不可忽視。如，硬粘土的應(yīng)力松弛量只有中等硬粘土（12%）的一半。混凝土徐變：混凝土徐變量相對(duì)較小。根據(jù)混凝土標(biāo)號(hào)和混凝土的尺寸大小，一般因?yàn)榛炷列熳兊念A(yù)應(yīng)力損失不超過3%。5.譯4.蜓2年預(yù)應(yīng)蠅力錨脈索施鼠工中貢的一霸些技笑術(shù)問槐題4）其他臥因素也喉可引起鴿的預(yù)應(yīng)貪力損失如：羨材質(zhì)套變化膜（銹緊蝕）聲、環(huán)瞧境因煮素（辰溫度應(yīng)、介您質(zhì)受萄振動(dòng)全或沖早擊）數(shù)、載俘荷因則素（陪外載使荷變厘化、救應(yīng)力粱調(diào)整忘）。5.脖4.溜2約預(yù)應(yīng)恩力錨四索施嚴(yán)工中垃的一觀些技暢術(shù)問栗題（3）錨索予的最優(yōu)政錨固角在邊悅坡錨涉固設(shè)上計(jì)中袖，預(yù)歪應(yīng)力距錨索耀的布存置方科向是臭一個(gè)岔至關(guān)秀重要姜的問臥題。胸最有講效的嗚布置炭方向尼為逆萬(wàn)滑動(dòng)錄方向軋布置壯。但隊(duì)由于活受施謊工條爭(zhēng)件、闖滑動(dòng)傾體的膜邊界禍條件睛限