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1、城乡规划与建筑工程学院本 科 生 课 程 论 文 考 核课 程： 隧道工程 论文题目： 锚喷支护及其施工方法 专 业： 土木工程 学 号： 1345024010 姓 名： 成 绩： 2016年 12月22日城乡规划与建筑工程学院本 科 生 课 程 论 文 考 核课 程： 论文题目： 专 业： 土木工程 学 号： 1345024010 姓 名： 成 绩： 2016年 12月 26 日目录第一节 锚喷支护的特点3第二节 锚喷支护的作用和效果3一、锚杆支护的作用与效果3二、喷射混凝土的作用与效果4三、钢筋网及钢纤维的作用与效果5四、钢拱架作用与效果5第三节 锚杆安装5一、锚杆类型5第四节 喷射混凝土
2、8一、混凝土喷射方式8一、喷射混凝土的施工工艺10二、锚喷支护的设备12第五节 构件支护12一、概述12二、构件组成13三、性能特点13四、构件支护的架设13隧道工程锚喷支护及其施工方法134502401053王仕明摘要：交通运输是国民经济的基础产业之一，随着我国大规模基础设施建设和城市化进程的快速发展，国家对交通领域的投入不断加大，道路运输是交通运输的重要组成部分，然而隧道工程是道路建设中必不可少的环节，隧道的建设能缩短交通运输的距离，节约时间和资金成本，隧道的施工难道比较大，为了保证隧道的安全运营，对隧道工程锚喷支护及施工方法研究是及其重要的。关键词：隧道施工、锚喷支护、锚杆、喷射混凝土。
3、引言：一般来说，在隧道开挖期间，周围底层的稳定状态与围岩的工程地质条件，隧道的洞形、尺寸及其开挖的施工方法等因素有关，但对某种类型的隧道，工程地质条件是关键的因素，原因主要是在隧道施工期间通常不能立即施作永久的支护结构，围岩需要依靠自身的支持能力保持稳定。围岩的工程地质特性主要取决于地层的岩性与构造，对于构造完整的硬质岩层，隧道开挖后常可依靠自承能力保持稳定，裂隙比较发育时，周围地层有可能因存在构造裂隙的不利组合而发生局部掉块，继而引起局部破坏，甚至导致严重事故，故须及时施作支护对其局部加固，地层比较软弱时，则需通过施作支护及时支承或加固地层，而当围岩完全不能自稳，甚至随挖随塌时，则需要先支护
4、后开挖，称为超前支护。鉴于投入使用后服务年限较长，设计隧道时一般都考虑对其设置混凝土或钢筋混凝土内衬结构，以保证隧道在服务过程中稳定、耐久、外形美观和通风阻力小。这类内衬结构形式上称为二次支护，作用则为安全储备。第一节 锚喷支护的特点（1）灵活性锚喷支护是由锚杆、喷射混凝土和钢筋网等部件通过适当组合形成的支护形式。其中钢筋网需在喷射混凝土中设置，锚杆和喷射混凝土支护则即可单独使用，也可以组合使用。（2）及时性锚喷支护在施作后能迅速发挥其对围岩的支护作用，在时间和空间上都能体现其及时性。在时间上，喷射混凝土和锚杆都具有早强性，需要时锚杆安装后能立即起支护作用，喷层施作后也很快能起支护作用；在空间
5、上，喷射混凝土和锚杆支护都可最大限度地紧跟开挖面施作，甚至可以利用锚杆进行超前支护。（3）密贴性喷射混凝土能与隧道周边的围岩全面、紧密的粘接，因而可以抵抗围岩中岩节理裂隙的剪切和张拉应力。（4）深入性锚杆能深入围岩内部一定深度，对围岩起约束作用。这种作用尤其是以适当密度的径向锚杆锚杆群的作用最为明显。（5）柔性锚喷支护属于柔性支护，它可以调节围岩变形，并允许围岩有限的变形。一方面因为喷射混凝土的工艺特点，使得它能与围岩密贴粘接，且能喷得很薄，从而成柔性。这类柔性还可以通过分层分次喷射和加钢纤维或钢筋网来进一步发挥。另一方面，锚杆也有一定的延性，它可以允许岩体有较大的变形，甚至同被加固岩体一起整
6、体位移时，仍能继续工作而不失效。（6）封闭性喷射混凝土能全面及时地封闭围岩。这种封闭不仅可以阻止洞内潮气和水对围岩的侵蚀作用，减少膨胀性岩体的潮解软化和膨胀量，而且能够及时有效的阻止围岩变形，是围岩变形较早的进入收敛状态。第二节 锚喷支护的作用和效果一、 锚杆支护的作用与效果（1）支承围岩锚杆支护能支承围岩和约束围岩变形，并向洞内施加压力，从而处于二向应力状态的洞室内表面附近的围岩保持处于三轴应力状态，从而能制止围岩强度的恶化。（2）加固围岩由于系统锚杆的加固作用，使围岩中尤其是松动区的节理裂隙、破裂面得以连接，因而增大了锚固区围岩的强度；锚杆对加固节理发育的岩土和松动区是十分有效的，有助于裂
7、隙岩体和松动区形成整体，成为加固带。（3）提高层间摩阻力，形成组合梁对于水平或缓倾斜的层状围岩，用锚杆群能把数层岩体连在一起，增大层间摩擦力，从结构力学的观点上看形成组合梁。（4）悬吊作用所谓悬吊作用是指为防止个别围岩的掉落或滑落，用锚杆将其围岩连接起来，这种作用主要表现在加固局部失稳的岩体。二、喷射混凝土的作用与效果（1） 支承围岩由于喷层能与围岩密贴和粘贴，并给围岩表面以抗力和剪力，从而使围岩处于三向受力的有利状态，防止围岩强度恶化，此外，喷层本身的抗冲切能力阻止不稳定围岩的坍塌。（2） 卸载作用由于喷层属柔性，能有效控制使围岩在不出现有害变形的前提下，进行一定程度的变形，从而使围岩卸载，
8、同时喷层中的弯曲应力减小，有利于混凝土承载力的发挥。（3） 填平补强围岩喷射混凝土可射入围岩张开裂隙，填充表面凹穴，使裂隙分割的岩层面粘接在一起，保护岩层间的咬合、镶嵌作用，提高其间的粘接力、摩阻力，有助于防止岩体松动，并避免或缓和围岩应力集中。（4） 覆盖围岩表面喷层直接粘接岩面，形成风化和止水的保护层，并防止节理裂隙中充填物流失。（5） 阻止围岩松动喷层能紧跟掘进进程后及时支护，早期强度高，因而能及时向岩体提供抗力，阻止围岩松动。（6） 分配外力通过喷层把外力传给锚杆、钢拱架等，使支护结构受力均匀分担。三、钢筋网及钢纤维的作用与效果（1） 防止收缩裂隙和减少裂隙数量和限制裂隙宽度（2） 提
9、高支护的抗震能力（3） 使喷层应力得到均匀分布，改善变形性能，增强锚喷支护的整体性（4） 增强喷层柔性（5） 提高喷层承载力承受剪力和拉力四、钢拱架作用与效果（1）加强限制围岩变形（2）作为超前支护的支点（3）承受部分松弛荷载（4）增强喷层的柔性（5）提高喷层承载力承受剪力和拉力根据围岩级别、开挖宽度和施工方法，正确合理地从喷射混凝土、锚杆、钢筋网、格栅拱架、超前小导管注浆和长管棚中选用一种或多种组合的支护形式，对于加固围岩，控制围岩变形，防止围岩坍塌，充分发挥围岩的自承能力，保证施工安全，加快施工速度，节约劳动力及原材料、降低工程造价至关重要。第三节 锚杆安装一、锚杆类型锚杆是金属或其他抗拉
10、能力强的材料制作的一中杆状构件，锚如地层后可对围岩起加固和稳定作用。按特征可以分为全长粘接锚杆、端头锚固锚杆、摩擦型锚杆、预应力锚杆和自钻式锚杆等。各类锚杆各有特点，分别适用于不同的场合。见表1 锚杆类型 表1 基本参数 锚杆类型基本类型适用范围全长粘接型锚杆普通水砂浆锚杆杆体材料宜选用HPB235、HRB335、HRB4001. 在适宜的地层下可作永久支护；2. 地层自稳定时间不足时，可用树脂锚杆或早强水泥泵浆锚杆早强水泵浆锚杆杆体直径宜选用2230mm树脂卷锚杆钻孔直径宜比锚杆直径大1625mm水泥卷锚杆锚杆孔砂浆强度等级不低于M20预应力锚杆材料：宜选用钢绞线、高强钢丝或后强精轧螺纹钢筋
11、预应力砂浆锚杆可用作永久支护长度小于20m时也可用 HRB335、HRB400钢筋围岩变形大，杆件深度大于5m时采用 锚杆施工 表2 锚杆类型施工要求全粘接型锚杆1. 杆体应平直、除锈、除油；2. 应采用中细砂，粒径小于2.5mm，过筛；3. 配合比：水泥比砂宜为1:11:2（质量比）水灰比宜为0.380.45；4. 砂浆材料拌和均匀，初凝前应用完；5. 注浆中途停止超过30min时，应用水或稀水泥浆润滑注浆罐及其管路；6. 注浆管应距孔底50100mm，随砂浆的注入缓慢拔出，杆体插入后看孔口砂浆溢出，否则应及时补注；7. 杆体插入孔内长度应小于规定长度的95%，锚杆安装后不得随意敲击；预应力
12、锚杆预应力锚杆1. 杆体制作（1） 杆体尺寸应满足设计要求，妥善保管，无锈蚀、无损伤；（2） 按规定安放套管隔离架、时形管、承载体、注浆管、排气管；2. 钻孔（1） 孔深、孔径应符合设计要求，钻孔深度不宜比大200mm以上，钻头直径不宜比规定的钻孔直径小3mm以上；（2） 钻孔与锚杆预定方位的允许角偏差为。3. 孔口承压垫座（1） 钻孔孔口应设有平整、牢固的承压垫座；（2） 垫座尺寸、强度应满足设计要求，承压面应与锚孔轴线垂直；4. 锚杆安装与注浆（1） 杆体在安运输过程中应防止弯曲、扭转，不得破坏隔离架、防腐套管、注浆管、排气导管及其他辅件；（2）杆体放入锚孔前应清除孔内石屑，岩粉，检查注浆管、排气管是否通畅、止浆器是否完好；（2） 浆液采用水灰比为0.450.5的纯水泥浆或水灰比为0.450.5的水泥砂浆；（3） 当使用自由段带套管的预应力筋时，宜在锚固段长度和自由段长度内采取同步注浆；（4） 当采用自由段无套管的预应力的预应力筋时，应进行两次灌注，第一次浇筑时向锚固段内注入浆液，但浆液不得流入自由段。预应力筋张拉锚固后，应对自由段进行第二次灌浆；（5） 永久性预应力锚杆应采用封孔灌浆，应
