地下工程施工：隧道支護技術

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1、支護體系基本構成錨桿噴混凝土二次襯砌巖體圍巖松弛區(qū)隧道支護技術概述坑道支護體系是由巖體和支護結構兩部分組成的，通常情況下，巖體是主要的承載單元，而支護結構是輔助性的，但也是不可缺少的。在某些特殊情況下，支護結構也是主要的承載單元，支護結構的基本作用：保持坑道斷面的使用凈空；防止巖體質量的進一步惡化；承受可能出現的各種荷載；使坑道支護體系有足夠的安全度。第一節(jié)概述1、能與周圍巖體大面積地牢固接觸即支護—圍巖體系作為一個的整體工作。接觸狀態(tài)的好壞，不僅改變了荷載的分布圖形，也改變了兩者之間相互作用的性質。由于施工方法、支護類型的不同，兩者的接觸狀態(tài)也

2、是不同的。接觸狀態(tài)可作如下分類：一個理想的支護結構應滿足的基本要求：第一節(jié)概述分為A、B、C、D四類。接觸狀態(tài)的不同，對圍巖應力分布、支護結構的受力狀態(tài)等都有著重要的影響。圍巖－支護結構的接觸狀態(tài)模注砼、木支撐噴砼、泵送砼襯砌A任意的面接觸點接觸土質隧道有回填B確定的C松散的D牢固的鋼支撐第一節(jié)概述四類接觸狀態(tài)的力學狀態(tài)大致如圖所示?，F代支護理論的研究多數是以全面接觸為出發(fā)點的。因此在施工作業(yè)時必須盡量實現這一點。第一節(jié)概述2重視初期支護，使之與永久支護相配合，協調一致地工作初期支護：是為了暫時地、迅速地控制坑道圍巖的力學過程，為永久支護創(chuàng)造有利

3、條件。永久支護：作為隧道安全的基本承載支護結構。早期一般忽視初期支護的作用。隨著支護技術的發(fā)展，逐步把初期支護與永久支護合并考慮，初期支護亦作為永久支護的一個重要部分。如：噴射混凝土—錨桿支護、薄板混凝土支護、鋼纖維噴混凝土等。第一節(jié)概述3、允許坑道—支護體系產生有限制的變形，充分協調發(fā)揮兩者的共同作用。要求：支護結構剛度小，構造具有一定柔性或可縮件。允許支護結構產生一定的變形，充分發(fā)揮圍巖的承載作用，柔性結構能產生一定的變形，使支護—圍巖中的應力重新調整，使兩者協調工作。目前的支護結構，其剛度相對地降低很多，即以采用柔性支護結構為主。與過去的剛

4、性支護結構—現灌混凝土襯砌相比，厚度有了大幅度減小。第一節(jié)概述4、保證支護結構架設及時支護過晚會使圍巖暴露時間長，產生過度的位移而瀕臨破壞（極限平衡），因此，支護構架應在圍巖達到極限平衡之前發(fā)揮作用?？拥篱_挖后要及時地、盡快地加以支護，其目的在于控制圍巖的初始位移，這一點在埋深小、圍巖差的情況下，尤其重要。第一節(jié)概述5、支護結構要根據圍巖的動態(tài)（位移、應力…），及時地進行調整和修改參數適應不斷變化的圍巖狀態(tài)。這一點在傳統的木支撐條件下，也是較難實的，而用現代支護技術，則可采取分次噴射，增設錨桿或調整其參數（間距、錨桿直徑和長度）等方法來實現。支護

5、結構要完全滿足上述技術要求是很困難的，這就要求我們對各種類型的支護結構有一正確的評價，以便根據變化的地質條件進行合理的選擇。第二節(jié)隧道支護結構分類及基本參數一、根據其使用目的分類防護型支護支護中最輕型者，不能阻止和承受巖體壓力，僅用以封閉巖面，防止坑道圍巖進一步惡化。通常是噴漿、噴混凝土或單獨錨桿來完成的。構造型支護用于長時間坑道基本穩(wěn)定的巖體。此時力學行為是彈性的，支護參數只滿足施工要求，如砼最小厚度、錨桿最小直徑及長度等。支護參數不由計算決定，由施工決定。承載型支護坑道支護的主要類型。視坑道圍巖的力學動態(tài)，分為輕、中、重型。視壓力大小，采用頂

6、部支護和完全支護。第二節(jié)隧道支護結構分類及基本參數二、根據采用的材料分類1、木支撐2、鋼支撐3、錨桿和金屬網支護4、模注混凝土和噴混凝土支護（1）混凝土支護、包括混凝土預制塊支護（2）噴混凝土支護5、組合支護（1）鋼支撐加背板（2）噴混凝土與錨桿（3）噴混凝土、鋼支撐和錨桿……等第二節(jié)隧道支護結構分類及基本參數三、各類支護結構的技術特征及其存在的問題木支撐：采用立柱或支架形式，目前部分工程還在采用，逐漸在減少。鋼支撐：可迅速架設并有足夠的阻力，能變換支撐剛度，與圍巖接觸條件比木支撐好。在部分工程中，是不拆除的，作為永久襯砌的一部分。錨桿支護：是支

7、護技術的一大進展，從內部提高巖體的承載能力。預應力的錨桿更易形成主動的支護力，阻止巖體強度降低。一般說錨桿的支護阻力是不充分的，但可隨時給以加強。第二節(jié)隧道支護結構分類及基本參數模筑混凝土支護：能起到有效地支護暴露巖體這樣的目的。但模筑混凝土的厚度幾乎不會小于0.30～0.40m，由此會使開挖成本增加。噴漿：是一種噴射3cm厚的水泥砂漿的方法，在50年代初代替了頂部防護木支撐，現在用來防止暴露巖面的風化，它的進一步發(fā)展是噴混凝土。噴混凝土：是一種較好的支護方法，在圍巖緊密結合和迅速施噴方面；在巖體條件和坑道形狀的適應性上，噴混凝土支護方法也是突出

8、的，它的支護能力很高，并可隨時進行加強。第二節(jié)隧道支護結構分類及基本參數四、隧道支護類型的選擇隧道支護類型的選擇主要根據下述條件決定：（