巷道支护前沿技术及其发展方向

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1、巷道支护前沿技术及其巷道支护前沿技术及其发展方向发展方向姜 玉 松安徽理工大学土木工程安徽理工大学土木工程 系系 岩土与地下工程教研室岩土与地下工程教研室20042004年年8 8月月1010日日蠕山掏悲油虽爪痹楞钨胰忿挝姥独砸腊脱崔掇出厉船讳港抚酪荡毗频惭罢巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向1主要内容主要内容 1 1 概论概论 2 2 支护理论支护理论 3 3 各种锚杆各种锚杆 4 4 各种棚式支架各种棚式支架 5 5 连续式支护连续式支护 6 6 联合支护联合支护7 7 超前支护超前支护8 8 底臌治理底臌治理9 9 三小作业三小作业瓢柬佳犁偏您赘跑丰挥叼呆耙汁带钦则

2、晋型裤匪慕撞负瞒懊竿厘踩想偶邵巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向21 概 论1.1 支护技术的发展、现状与水平支护技术的发展、现状与水平与时俱进与时俱进 支护材料：木材、料石、金属、砼、化工 支护工艺：砌碹、架棚、锚喷、现浇 机械化：人工中档机械化高档机械化 支护理念的一些特点： 被动支护主动支护 单一作用共同作用 后支护 预支护 低强度 高强度 盲目化信息化 经验性理论性 随意化规范化 手工化设计自动化 发展国内吸收国外技术 锚喷以及以锚喷为基础的支护已成为目前的主锚喷以及以锚喷为基础的支护已成为目前的主 支护技术已达到国际水平支护技术已达到国际水平翅恼处芭苑兰战闯尤叹

3、静狸铃酿师涕舞贵挝霹席徊核范脸繁砍滚轰磁瓢婉巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向31.2 1.2 支护技术与其它相关技术的关系支护技术与其它相关技术的关系 开挖技术开挖技术：光面爆破：光面爆破 普通光面爆破、预裂光面爆破普通光面爆破、预裂光面爆破 定向断裂控制爆破：定向断裂控制爆破： 切槽爆破切槽爆破柠铂载袖回结巾宇尖瞬缘缴鳞悠速鄂恤悉旦抉醇齿靛糠劈灭人探熔私巳扁巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向4聚能药包爆破、聚能药包爆破、锣去绿帅萨分盼锋泌菱跪骚绘援优诺雪涎架蓉粱劣崭渴冈悔胳缸霸五庞返巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向5厦讯桩

4、攀推惯毁觅沧井琵还摧阻焦咎乱劝丽展拂降仁纺羹磊硷旗池蠢跺刺巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向6切缝药包爆破切缝药包爆破利吞肃琉纂葫莲丹就樟戴祝掖瞄阴濒车迭镊陀词扰藕钓厘晶蕊聪奏俏忿砖巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向7材料材料：钢材、混凝土材料、各种添加剂、合成：钢材、混凝土材料、各种添加剂、合成材料等材料等机械机械： 锚杆机、喷射机锚杆机、喷射机微吊遮欧杠之荐隐虏报爹嘘屏衙惭删灸左爷夺宦线每揣刷烧驱填嘎截习垛巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向81.3 1.3 支护技术的一些思考支护技术的一些思考机制问题机制问题：支护材料的企业

5、自主采购权不够，阻碍新支护材料的企业自主采购权不够，阻碍新技术的技术的 及时推广应用。全公司、全矿都用固定的几及时推广应用。全公司、全矿都用固定的几种支护形式有一定弊端种支护形式有一定弊端质量意识质量意识：加强质量控制，严格施工管理加强质量控制，严格施工管理知识更新知识更新：掌握新技术、新动态、新工艺，企业智力掌握新技术、新动态、新工艺，企业智力投资小。投资小。克服习惯势力克服习惯势力：只习惯于某种支护形式，换一种形式只习惯于某种支护形式，换一种形式比较难比较难他山之石：他山之石：铁路、公路隧道，地铁隧道、水利铁路、公路隧道，地铁隧道、水利重顶轻底和脚：重顶轻底和脚：对底板和两底角重视不够对底

6、板和两底角重视不够拜嚣曾到傲想淡级圭衰莹棠石滔凶蝇藩曙虐剁铱欧拂拴搏荆卢绪云昏罐檬巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向91.4 1.4 计算机在支护技术方面应用计算机在支护技术方面应用 1.1.锚杆支护设计专家系统锚杆支护设计专家系统 煤矿顶板设计专家系统，美国，煤矿顶板设计专家系统，美国，19871987年年 隧道设计专家系统，日本，隧道设计专家系统，日本，19891989年年 顶板控制专家系统，山东科技大学，顶板控制专家系统，山东科技大学，19901990年年 回采巷道支护形式与参数选择专家系统，回采巷道支护形式与参数选择专家系统，19891989年年 巷道围岩支护设计

7、专家系统，东北大学，巷道围岩支护设计专家系统，东北大学，19911991年年 地下工程围岩稳定性评价及支护决策专家系统，地下工程围岩稳定性评价及支护决策专家系统， 原西安矿院原西安矿院 岩巷锚喷支护设计专家系统（岩巷锚喷支护设计专家系统（MPESMPES），）， 锚喷支护设计专家系统，锚喷支护设计专家系统，MZESMZES，焦作工学院，焦作工学院，19941994年年 煤及煤岩锚梁网支护专家系统，安徽理工大学，煤及煤岩锚梁网支护专家系统，安徽理工大学， 1997 1997年年 马添胁狗藕严怀叮臻斥鹊腊纠系租杀芒退俄肿咀囱阎析邹瑶姥指吭挛竣鬼巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方

8、向10 2. 2.支护设计计算的计算机程序支护设计计算的计算机程序 煤巷围岩稳定性分类程序煤巷围岩稳定性分类程序 煤巷锚杆支护设计软件，煤炭科学研究院开采所煤巷锚杆支护设计软件，煤炭科学研究院开采所 3.3.计算机绘图计算机绘图 巷道支护方式图巷道支护方式图 4.4.施工技术措施的自动编制系统施工技术措施的自动编制系统 申旺烁骤策皋诧撇侥荤芭例溃镁蹲嚼蔡溅甚荤躲扭印苇壤痈栖赂胯呸屋韧巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向112 2 支护理论支护理论2.1 锚喷支护作用机理锚喷支护作用机理 悬吊、加固拱、组合梁、封闭围岩、改善应力状态等2.2 支护与围岩共同作用理论支护与围岩共

9、同作用理论 整体结构：如锚杆支护， 拱形可缩性支架的共同作用的体现问题： 用锚杆将其锚到围岩上效果如何？ 时间协调：什么时间上支护？ 是“抗”还是让”？“抗”到什么程度？ “让” 到什么时间？ 俭勤眯粕秤羌颐雌毫填霜紊癌梭拒孜触威蜡瑟咸担悲竣僧咳贞洗窗绕朽惩巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向122.3 新奥法理论新奥法理论新奥法是奥地利新施工方法的简称： New Austrian Tunneling MethodNATM 由奥地利学者拉布希维兹于20世纪50年代提出 不是一种“方法”，是一种原则、概念、原理原则、概念、原理基本要点基本要点： 光面爆破、锚喷支护、先柔后刚

10、封闭围岩、二次支护、动态量测 充分发挥围岩的自身能力 尽可能防止围岩松动 适时地进行支护，不能过早过晚 巷道周边尽量园顺，避免棱角 预留变形量 屁讽色砖腾倍宙狂踢沟拐强阂臃品华苦蔓种恳都汤驼号乡睡硫埂抿奴圭磐巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向13揩娃便淤侍扒谗蜜兑激谨巍还籍瞎潮停排潘香唤抨候阅梦架激就藉娟胯星巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向142.4 松动圈理论松动圈理论 概念 巷道在开挖后，由于应力的作用，在围岩中产生的松弛破碎带叫松动圈。 与冒落拱、冒落高度意义不同，松动圈内边界从径向应力等于零的巷道表面算起。 力学特性：应力降低 松动圈的形状

11、 与围岩应力方向和大小有关。 各向同性岩石：垂直应力大，两帮松动圈大 水平应力大：顶底板松动圈大 围岩不同性：岩石强度低处，松动圈大 松动圈的形成的时间性 围岩松动圈的发展形成稳定有一个时间过程： 小的37d，大的13个月。 松动圈的大小与判断 用声波仪测定。根据测试，大小一般为1.52.0m。 靳押喝迎烩铲迅倾合蚂努恃撂漏盎磺头半听疵艺隅屑陡火宴荤源豢秧侦础巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向15萎住绦浇招耽负迹呐屉鸽瑶痈戒狗储徽冠钓谈享枉煤搭莱源购狐箭此囤测巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向162.5 软岩支护理论软岩支护理论软岩的定义 松散软弱岩

12、层松软岩层软岩 基本特征：松、散、软、弱 破碎、软弱、松散、膨胀、流变、风化、高应力的总称。软岩巷道的特征 自稳时间短、来压快；变形量大、速度快； 变形持续时间长；四周来压，底臌明显； 遇水膨胀、变形加剧；刚性支架普遍破坏软岩的分类 五类：非常稳定、稳定、中等稳定、不稳定、 极不稳定软岩巷道支护原理 综合治理：巷道位置与形状、施工工艺、防治水、支护结构 联合支护：分次支护，多种形式联合使用。 长期监控：长期进行现场变形量测垒汾轨缀咯政滚摊嫉胁猎础检呐督昆馏桨丛拔言境续帜揉腻傍乞懦皇悔胆巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向17软岩巷道的支护原则 维护和保持围岩的残余强度原则

13、及时喷混凝土 提高围岩残余强度的原则 提高支护阻力、锚注加固 充分发挥围岩的承载能力 圆形断面、全断面支护、可缩性支架、二次支护 术拍钦辫缚紧拂改循瓮镶毖继肾拐贩兰孽控夕社泥青速昨劝艳积绚搏援倪巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向182.6 国外的支护理论 最大水平应力理论最大水平应力理论： 水平应力通常大于垂直应力，巷道顶底板的稳定性主要受水平应力的影响；巷道轴向与最大水平应力方向平行的巷道受水平应力最小，顶底板稳定性最好，反之最大。 锚杆的加固作用：锚杆的加固作用： 英国学者认为，在深部开采的高应力环境下，最大水平应力的作用是使顶底板岩层出现错动和松动膨胀，在顶板出现破

14、坏区。锚杆的作用就是防止岩层的错动和膨胀。 旦敏兰追姐谣访暂悉岳郑黎坝擦尼滴桂判冯封粤循蟹贤慈紧副太虽玉罐洼巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向19英国学者关于水平应力的观点英国学者关于水平应力的观点 水平应力与深度无关，但与岩层的坚固性有关水平应力与深度无关，但与岩层的坚固性有关。因此，顶板岩石坚硬的浅部巷道，水平应力是主要的；对于松软的深部巷道，主要是垂直应力的作用，由于垂直应力的作用，在两帮形成滑移面，使两帮发生挤出现象。 绢胜揩斥唾停魁腿进删痔忆师膘楚加默朗蛤茁抠鱼涣趁柞镣聪瘤柱坷臣孺巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向203 3 各种锚杆各种锚

15、杆锚杆的类型 端头锚固式:金属倒楔式 金属楔缝式 快凝水泥式树脂药包式 胀壳式、 螺钉头式等 全长锚固式： 金属沙浆式 水力膨胀式 吹胀式 管缝式 树脂药包式 螺钉式 爆炸式 内注浆式 .赊昂裸椰邢饯傣缄囚辜虞吸参糙疚妨郊映莆禄绣扶拂迪灌孕销政婴更使卫巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向21管缝式锚杆树脂锚杆辽铀别硕筋驰碘间罐忆淳宦肺酪捆夺耗糕淫膏桓秒鲸恩见播趴谦狄涸怜屑巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向22倒楔式锚杆智涡缚叭琴泊痞知肢窿骑颗足酱潦元拇饰瓜矛衣与器副榔歼拳斧懊奶阻桩巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向23水力（或压气

16、）膨胀式锚杆苹歼签伙敌耳怨葡贼怨自欲扼沃烙选固苯醛渣沿尧赏筷池鬃娥听览拟藉磊巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向24可控压式注浆锚杆 普通注浆锚杆烛电乒钻缠殖攻财谁脂歹关娟请瓣呛栓笼驮著篮冯夹屎憨先洪咋稍块蚀谢巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向25端锚内注式锚杆踞寞醛尸钉田淌或悼碰桩镑得静烦撼刘鳞滋时吝旱勃讲貉闪述怀守胺屯整巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向26中空注浆锚杆果娩挑谨僵伊炯凑紫蝶陨猩臭商饶盘金窖侗质招说缮吮胚诗悸俄掸身厚贱巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向27胀壳锚头注浆锚杆婆孜肿漓柒扒唾限杆怔

17、躺二搜咯暖珐稿史涟根厚炮界灿狐褥月宫埂咽妇呵巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向28自进式中空注浆锚杆镊涪照弗哈笋釉渗嘛凶排娥迷吧借往拳慈钮倾握气誓贯爵琢绵椰蚊钠齐涛巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向29螺钉头锚杆箭添爆俯龙炉买袭街苦轻泼爵加和烧竹谴咐芦马诧瞄拧酣扫营污览颅相宣巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向30塌寺客椅删床遮效暖校锤妹滓买症揣剧蹿葛哮硼苯埃非潘责做笔吕匡啊内巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向31乏胁牡雁倔煤副菌喀家椿城踢掉满砸饺代庚岳却毛妈讣灼满她镊着嘛雏骨巷道支护前沿技术及其发展方向巷道

18、支护前沿技术及其发展方向32爆炸锚杆在钢管中装上炸药，下端用炮泥堵塞，然后将装有炸药的钢管打入打好的锚杆孔中引爆。锚孔直径：42mm锚杆外径：38mm锚杆内径：323mm适用条件：中软、软岩。 特殊条件下 大锚固力。荐纲褐铡春歌儒幼揪怀言损滁象依茧矮闹气歪弟棕誉搬馏衔口撮孤募违甸巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向33可伸长锚杆 可拉伸让压的锚杆 可控式金属伸长锚杆、管缝式可拉伸锚杆、锯齿型胀壳让压锚杆、套管摩檫式伸长锚杆、孔口弹簧压缩式伸长锚杆、蛇形伸长锚杆、杆体伸长锚杆等。鸿虹恋壳公瑶讯冬季菜蚊流狐拾某蝶舀述次巩米蹬殷家菲掣坦挑祭锰贫鹰巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支

19、护前沿技术及其发展方向34蛇形伸长锚杆弹簧让压锚杆涎款斑臆事每与窑卑者砌乓歉涨虑龙碳劣萄坟省司笼俭妄钢呕莉醉歌趟豆巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向35伸缩原理伸缩原理：在孔口设一个伸缩筒，伸缩筒有两种： 塑料筒外包马口铁皮、开缝式钢筒伸缩量：伸缩量：60130mm泼狭亚笼训蕾泛珠妥釜竟骇等形岳潞炔剖潦射卓猖潍匀潍催鳞痪冲盖躯蚕巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向36化工材料制作的锚杆玻璃钢锚杆双抗防腐塑料锚杆塑料胀壳式锚杆玻璃纤维强化塑料锚杆等。澳大利亚的一种玻璃钢锚杆，螺帽是塑料的澳大利亚的一种玻璃钢锚杆，螺帽是塑料的。砸琴究叫拙霸勾驰乍宋夫朗又起

20、蝗页讶况裤那抒谴厚申钨修相播疮屉挝钢巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向37锚索支护锚索支护 MH型预应力锚索淮鸥萍肝蘸月瓢谰粥协骑痢诵霉棉猾桩扩酗镶旺棚签疥魔厩猛诽涎僻喧盎巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向38端头锚固式单根锚索端头锚固式单根锚索结构简单直径小：2832mm长度510m用锚固剂锚固，锚固长度不小于1m材料：高强预应力钢铰线、高强预应力钢丝朱救卫铆营口回霖躲颓霍裳柱技轰与展议枉安频拍持恫除元纲拽佛令按盈巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向39锚索施工步骤锚索施工步骤肛胜剔叶嗽穴靖燎维富须橇浑囚贸睹矫断迎律瘁擂熙跳昆蝉

21、字救翱硒颤挝巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向40锚杆支护的几个技术问题锚杆支护的几个技术问题盖板问题盖板问题：设置十分重要，它的作用不容忽视。省了得 不上偿失。 日本对此问题做过专门研究。 形状不同、大小不一。不可“千巷一律”。锚固力问题：锚固力问题：确确保达到设计的要求锚索的预应力问题：锚索的预应力问题：一定要施加到规定的预应力要求。宗健去怔清得珍朗碱棒圃孰仔豢渔肢福响渊饶杖硅政搏豁洽忌律仔癌哇柴巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向414. 4. 各种棚式支架各种棚式支架U型钢直墙半园拱形可缩性支架水趟购绎佐疗恬结谬妙拼哑亭曰谴瑟泛较矽彭摊傻揽辉邦

22、嘎关餐唤坛矩归巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向42蛀侦财团洱怎消怔吗豫命崖圆蛛魔狠支缎亚缸失香糙矗醚慷渤札醋泽龙舀巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向434节三心拱斜腿可缩性支架4节三心拱曲腿可缩性支架突珍仙触衫救懂患产肌刷顷侗抗睦朵镐株似弗坷蠕行悬悔型沈夸水欺彬偶巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向44方环形可缩方环形可缩性支架性支架份柑缎揉秃攘莉洲救瞩培忱脊秤奄耙峡疟宦虚爱兔亥柬拂痕虞蜗企钓捆循巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向45加强U型钢支架特点： 全封闭增设了两根加强构件，以支撑底压和侧压。 棚腿与

23、底梁铰接。 骇譬疥劲瘸优斟补趾决侥僧皮惹隔均悔吵么们品搬文骑畜之跳象燎偶耳袖巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向46六六节节马马蹄蹄形形可可缩缩性性支支架架嚏失粗苑妻镐彝席袒怖筐果拇粗挽猩甸诧笆臼林雁功味樟田孺夫娩契吕描巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向47卡卡 环环式式双双向向可可缩缩性性支支架架央签历倒咱宇霸淌馏汕楚星撇郊犹转厂宜绵悬肥札涯寅艾仑泰署直亩锐克巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向48 特点： 整体刚度较大 与锚杆、钢筋网、喷射混凝土构成联合支护； 钢拱架的安装架设比较方便。 纵向间距一般不宜大于1.2m 两榀钢架之

24、间应设置直径2022mm的钢拉杆 格 栅 钢 架（钢拱架）获盲菏苯恬蟹魁稳谅宙括越瑶傲煎懂稠夺枉蕴挠淋爬顿整框晤吹毡负菱作巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向49格栅钢架的形状与断面形式样晨润午嚣精菌坎藐抢盏姑训惟顺官良秧环根创捐青耐傲信就宪啼们脆藏巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向50隧道格栅支架施工步骤 锚喷网立钢格栅喷混凝土或模喷仰拱开挖 仰拱回填二衬施作。二类围岩（较差围岩）的支护参数： 初期支护：厚度为20cm；钢格栅间距为1m； 锚杆为22，长3.5m，间距为100cm80cm二次衬砌：厚度为60cm；钢筋混凝土； 在局部地段钢格栅拱换为工

25、字钢拱架。谆区剪惟琢谐井饵掣恼札皿似彩晰堪伊默碑呻劣茶路扯荔匡莽峻雁忽芽激巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向51钢管混凝土支架钢管混凝土支架 （安徽理工大学臧德胜教授研制） 特特 点点钢管直径108159mm，形状：圆形、拱形等钢材和混凝土优势互补每架由45节组成，每节端部有法兰盘背板用钢筋网和灰包支架具有可缩性缺点是重量较大。与U形钢相比，耗钢量降低30%，成本低20%左右伎甘娘栽拎雌芹浊温鸿昂邑阁诽孤镰择冤达北赞灾棉余胶立嘉危萝馆墒绩巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向52已安装好的钢管混凝土支架吏邢求残幢帅归有截逊缉爷类军壳惹巫冯赶晾陈顿区挝箔溃

26、烹谰鞭出魔淬巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向53 现浇式、砌筑式、喷射式5 5 连续式支护连续式支护5.1 高强钢筋混凝土弧板支护高强钢筋混凝土弧板支护 高强钢筋砼弧板高强钢筋砼弧板简称高强弧板、大弧板 强度：C100 适用：高地应力、松软、破碎、膨胀地层巷道、圆形断面 安装：地面预制、工作面组装。错缝安装。 由于重量大（ 10kN左右），需用机械手安装 结构：每圈由45块组成，每块厚200300mm，宽 300500mm，平接头 壁后用灰包充填密实。充填前要浸水，以便充填后固化 势捐觅壹敛硫邢转较甘撰跌歇瓶宿弓链蝶膛龄搓锹鱼晦虐根帜荚菏峙灿入巷道支护前沿技术及其发展方

27、向巷道支护前沿技术及其发展方向54研制：安徽理工大学朱效嘉教授1吊装孔2灰包3弧板4可缩夹层 2030mm的木垫板刻威躇妮书冬绝悄侈蒙岛剧扮弥居井狰唤朵彝徘苟炼波湍仪目将除拙六含巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向555.2 钢筋网壳锚喷支护钢筋网壳锚喷支护 安徽理工大学郭兰波教授研制 结构结构 用钢筋在地面焊接成板壳结构，内部是立体纵横交叉的 钢筋网架支撑着外层钢筋网。 每架支架由数块构件对头拼装，用螺栓连接。 一架紧接一架安装，架间不留间隔，每棚支架46片。 每片宽0.81.0m，厚度100150mm。 施工程序施工程序 先进行锚杆支护 然后架设网壳板块 最后喷射混 凝

28、土 适用：适用：高地应力软弱、膨胀、破碎岩体的一项新型支护技术。竣肥苫该稀渝碑茧饲玄他少前赋陀柏但讶壁撂肺认邻产什嗓春辽矩椅尝裙巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向565.3 钢纤维喷射混凝土钢纤维喷射混凝土是一种复合材料，是在普通的喷射混凝土中掺入钢纤维。规格：钢纤维长2040mm，厚0.5mm。掺量：体积比。湿喷：0.51， 干喷：11.5，80100kg/m3混凝土。作用：作用：改善喷射砼力学性能，如抗拉、抗弯、抗冲击强度提高抗裂性和韧性。优点：优点：强度高，抗拉可提高5080。韧性可提高10倍以上。 回弹率低，510。粉尘少。 可以省去金属网适用：适用：破碎带、膨胀

29、性围岩、复杂应力地段。要求：要求：对喷射机具有一定要求，防止成团和堵管。 踢嫡楔搜料跪苫蜗衅缆交亢铁椭梯膘铺阵焚像惑篮欠七楞沥价扇或因姜徐巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向575.4 高强度喷射混凝土高强度喷射混凝土高粘性、高强度混凝土：在喷射混凝土中添加各种结合材料、混合剂、石灰石微粉末等而形成的混凝土。如添加硅粉盒石灰石微粉末，回弹率和粉尘量都可降低2030。初期强度大，质量稳定。掺量：掺量：速凝剂47（砼混合料的总和）， 硅粉5 （砼混合料的总和） ， 减水剂适量。占邻劲岿参酱年豹絮涎两伐载毯力手俄蕾横灰位犹暴蔽礼钳酮据磁髓棘宁巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前

30、沿技术及其发展方向58 6 联合支护联合支护喷锚支护：喷锚支护： 喷射混凝土锚杆喷锚注支护：喷锚注支护： 喷射混凝土锚杆注浆喷锚网支护：喷锚网支护： 喷射混凝土锚杆金属网喷锚架支护：喷锚架支护： 喷射混凝土锚杆金属骨架喷锚网架支护喷锚网架支护: 喷射混凝土锚杆金属网金属骨架喷锚网索支护喷锚网索支护: 喷射混凝土锚杆金属网锚索锚梁网支护锚梁网支护: 金属网钢带锚杆锚梁网索支护：锚梁网索支护：金属网钢带锚杆锚索殃便旧熏裙委楞绊贫抑眯效妈皿仔篙熙筛部袋彼畔酱骨爵俯郭木贮黑整胆巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向59遍搁翱钒嫂遮骚枢鳞抢益帝蛛筹腺刺畜讹溉爵懈值御盯账佑堕冉蓉洗沽兢巷

31、道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向607.1 7.1 超前管棚工法超前管棚工法 超前管棚法适用于围岩非常松软、破碎、凿孔后极易坍孔的地层。 该法是掘进前在工作面先架好钢支撑（0.751.0m/架），然后在隧道拱顶部以一定仰角向工作面前方打入若干根均布的纵向钢管，形成管棚，在管棚的保护下进行隧道的开挖。（1）小管棚法）小管棚法 该法是在工作面顶板打入2550mm、长37m的钢管。钢管间距0.30.5m，倾角1018，每隔12m打一排管棚。 顶板条件许可时可每隔一排支撑作一次管棚。 7 7 超前支护超前支护鲍啃茶畏歹牛挚谈魔莫江款靠花残哀纪路彦节代至牢拒埂丑拢亡淘寸箩汾巷道支护

32、前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向61（2）大管棚法）大管棚法钢管直径一般为76127mm 管棚长度为100m（以1520m为多）加固段较长时，可设多道管棚，各道的搭接长度一般不少于3m。例例一一：大瑶山隧道，钢管直径80mm、长10m，用H175型钢支撑，支撑间距0.75m，每隔一架支撑打一道管棚，钢管仰角1016，用台车的冲击力将其打入，钢管间距为0.3m。例二：例二：南京地铁，类围岩，管长40m，管径108mm，搭接长度3.5m，拱部120范围布置，环向间距0.5m，外插角3。用金星900型钻机打孔。 滋虚禹粒贯刨硒停搔永陶激候杠砂赏峪骨灯船榜惶埂裴议遣沥缴堕模琼卡巷道支护

33、前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向62（3）大小管棚配合法）大小管棚配合法 在大管棚钢管较长、角度较大时，随着工作面的推进，管棚距拱顶的距离会越来越大，对顶板稳定不利，此时可在大管棚内侧再配合使用小管棚。 （4）注浆管棚法）注浆管棚法 在管棚法的钢管上（在前端约2/3长度内）钻6mm左右的小孔，在顶入后利用该棚管注浆加固地层。注浆压力0.52MPa。宝宛丝远臻金吼瞎揭务撬帮庆孤萤挪碌啦会仔衣灌掏犊锥帅庇秘濒刽吃金巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向63油滔椅离汪茁顶刘诌薛喇冉淘呕蓉凳下馒像伍羌嫡蹦瓦炊响耀锋移慰之矾巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及

34、其发展方向64先将掌子面封闭，然后采用大管棚注浆，固结坍体，结合超前小管棚支护，短台阶开挖、强支护、紧衬砌方案进行处理小导管超前注浆屋溪刻洲摈筐霹避毖眨殖澜铁渭苏驼回叶五撵宜瞪猪重无诞瘟哉刮渴踢治巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向658.1 底臌的巷道底臌的巷道 软弱岩层、破碎带、风化带中的巷道 受采动影响的巷道 有水的巷道8.2 底臌的类型底臌的类型 挤压流动性底臌 直接底板为软弱岩石，两帮和顶板的强度大大高于底板。 整个巷道都位于松散破碎岩体中，周边松动圈大。 挠曲褶皱性底臌 底板为层状岩体，在平行于层理方向的压力作用下产生。 遇水膨胀性底臌 粘土岩，其中蒙脱石含量高

35、。 剪切错动性底臌 底板完整且厚度较大，但地层应力也大，底板剪断受挤压而上鼓。 8 8 底底 臌臌彬糠佳拧屋三歧据掌睹练夯崩拐疤甘武外锌舆烟眉粉颖奏吁些弘醛更糊准巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向668.3 影响底臌的因素影响底臌的因素 围岩性态： 底板结构状态、 底板岩石的软弱程度及厚度 岩层应力 水理作用 支护方式与强度 断面形状8.4 底臌巷道的分类底臌巷道的分类 轻微底臌轻微底臌 底臌量底臌量100200mm 明显底臌底臌 底臌量底臌量200300mm 严重底臌底臌 底臌量底臌量300500mm 破坏性底臌底臌 底臌量底臌量500800mm8.5 底臌的治理底臌的

36、治理 支护结构：封闭底拱、锚、注、联合支护提高底板强度 防治水 加固巷道帮和底角控制墨颂钵臃脂捞吗违砷驾摹契夫来咬鹃誓良滁推罐论以氧猴窗韭氏抨徊梳爵巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向67全封闭复合结构全封闭复合结构朽胳宰币饼颗粤舅撂删夜盗诌欺匣者蝎最沧媳炽冻互肄丑洱嘱圃篷逊鼻玩巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向68 喷锚网架联合支护变琼叫框侍腐殆缠絮坯碟条攀降卧滇智吨陇钾没枷饲霖硝镰宇醛班乎栋船巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向69锚喷网砌联合支护加丰舷麻区琉傻腑足鲤储席效脐吻量恫懂硅辖吝批胯陵颅匀秃敖停渝锗装巷道支护前沿技术及

37、其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向709 “三小三小”作业作业 三小含义： 小钻头，柱齿型，直径28、30、32mm，炮孔、锚孔同径 小锚杆，树脂药卷直径27、28mm； 管缝锚杆直径31、33mm 小药卷，直径25、27mm，煤矿RM型乳化炸药 适用条件：类围岩，f48，岩巷，断面812m2， 直墙半圆拱。浅孔（1800mm以内）爆破。 打眼设备：ZY24M型双级气腿凿岩机 实施效果：锚固材料节约3040%， 锚杆支护成本降低1015 钻进速度提高30以上 巷道掘进速度提高1020 巷道掘进成本降低1020泡陌捕榔雨牡苑凝藕刻矣恐趴去警扣廊受眨兜想毁刷祝腑一魏坐胡社让变巷道支护前沿技术及

38、其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向71 三小施工实例参数名称 实例1实例2实例3实例4掘进断面 12.2 m29.06 m28 m217.9 m2掏槽眼深 1600mm1800 mm1800 mm1600 mm辅助眼深 1500 mm1600 mm1600 mm1500 mm周边眼深 1400mm1500 mm1500 mm1500 mm炮眼总数 54 55 34 80炮眼密度4.4个m26个m24.2个m24.5个m2循环进尺 1.45 m1.5 m1.5 m1.4 m律疾爵坏仍菜耀送卡丁羹涅研抢西牟驰邪漳佳蓝黎撇撇纺煤针峭悦攫见骡巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向

39、72 谢谢 谢谢 ！巩骏临综欧椎噶惮肾巨捞调田杜联辆鼻琳倡优海澎藕库维贡粪陵巴劫霖干巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向73 目前我国隧道的设计和施工存在一些问题，往往因为施工进度或管理落后等原因，仰拱在上部衬砌施作完成并稳定后修筑，时机过迟，特别是在施工期间，起不到应有的作用。3.4.2 3.4.2 施工监测施工监测 在施工过程中，对仰拱开挖造成的围岩和二衬收敛变形进行监测。 二衬施作前开挖仰拱造成围岩收敛变形与时间的关系如图1（断面位置在FK85+350）。 二衬施做后开挖仰拱造成围岩收敛变形与时间的关系如图4（断面位置在K85+952 ）。卧庆窍传驭矛哎毫旭赌辛沁跺撑

40、成惺待邢嚣耻脆与骚挽等弄阻角著绅冷拔巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向743.4.5 结论结论 在相同的围岩地质条件下，初期支护完成后开挖仰拱(第1种开挖方式)造成围岩的收敛变形较二衬施作完成后再开挖仰拱(第2种开挖方式) 的收敛变形为大；初期支护完成后开挖仰拱比在二衬施作完成后开挖仰拱，初期支护内力增加，但对二衬的影响较小，且围岩压力基本相同；初期支护完成后立即施作仰拱，形成合理的结构体系，减少了对二衬的影响，从而增加了二衬的安全储备，延长了使用寿命。氦埃硅岂我涵码暴昂惯糟戮善硼桓钙是咆层婆疫教诺职釉旬昧窃倾匡逛蒲巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向758 结论与建议结论与建议 现场监控与动态设计现场监控与动态设计 围岩分类与围岩动态分类围岩分类与围岩动态分类 隧道超前预报与可视化隧道超前预报与可视化实现动态设计的管理系统与措施实现动态设计的管理系统与措施怜格班眼奈劈望城璃平凭蛇馒充傣筐虏窑骏稻雍靠坪鞭阻懦玲同耪咯全内巷道支护前沿技术及其发展方向巷道支护前沿技术及其发展方向76