7.3 】 一:般条件下的锚喷【支护设计
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Ⅰ 工程】类比法设《计
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7《.,3.1?、7.3.2— 锚喷支护工【。程类:比法设计适用—于我国?水利水电《、公:路、铁路、矿—山、军工、市政【、物资?储,存和:城市交通等各类地】下工程支护本条就】下列方?面对原规《范锚杆喷《。射,。混凝土支护技—术规范GB —50086-200!1关于?工,。程类:比法设计锚喷支护】的应用范围》锚喷:类型:参数:作了调整和补充
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《 , , , (1)根据我【国二滩、三》峡、龙滩、拉西瓦】、瀑布沟、小湾等】水电站的地下厂【。房(洞室跨度>30!m高跨比均》大于2.《0)采?用锚喷支护》的成功经验》。将Ⅰ:、Ⅱ、Ⅲ《。级围岩?。。按,工程类比法设计的洞!室跨度范围》由原规?范,的25m《(,Ⅰ、Ⅱ级《围,岩)、20m(Ⅲ】级围:岩)均?扩大至35m—
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— (2)近》十年:来,由于地下洞室开挖】断面不断扩大—。锚杆施工机具也【有了很大发展地【下工程中系统—锚杆长度均有所【增大:对二滩、三》。峡、龙滩、溪洛【渡、:锦屏Ⅰ级、小—湾等数?十,。个大:中型:水,电地下工程的—锚杆长?度统计表明大—跨度地下洞室—顶拱系统锚杆的长】度一般为(0—.,25~0.30)B!当洞室高跨比(H】/B)?在0.8~1.2】时边墙系统锚—杆的长度一般情况】下与顶拱系统锚【杆,的长:度相当美《。国,工程协会规定顶【部系统锚杆的—最小长度《为0:.25B拱》线以下部《位锚杆?长度宜为0.—20H为此》。本规范表7》。.3.3-1和表7!.3.?2对系?统锚杆长度》均有所增大表7【.,3.3-1中所列的!>1:0,m和>15》m的长预应力锚【杆主要用于H/B>!2的大型洞室边墙】部位见表9
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《 (3)本规!范表7.3》.3-1规》定,对>25m(—。Ⅰ,级围岩)、》>20m(》Ⅱ、:Ⅲ,。级,围岩)和《。>5m(Ⅳ》、Ⅴ级围岩)的隧道!洞室:(尤其?是拱顶)支护应采】用低:预应力(张》拉,型)锚?。杆和喷射《钢纤维混凝土这是】。因,为低预应力锚杆是主!动型锚杆《能在开?挖后立即提供支护】。抗力并改《。。善围岩应力状态;】喷射钢纤维混凝土则!。能在岩石开挖后【立即施作(免除敷】设钢筋网工序)且】早期强?度高有利于阻—。止围岩的松动
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表9 【。H/B>2.0大型!洞室边墙锚杆(【锚索)长度与—边墙高度统》计表
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? 注1》 洞室跨度栏【数值分别为吊车【梁以:上,。和以下的开挖跨度
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》。 ? : , 2? H/B和L/【H分别采用吊车梁】以上开挖跨度B【。和较大的锚杆—。(索)深度L进行计!算,
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7.3】.3 系统锚【。杆主要对围岩起整】。体加固作用在岩【面上锚杆呈矩形或菱!形布置提供侧向【较均匀支护抗力【有利于岩体中承载】拱圈的形成》锚杆与岩体》主结:构面成较大》角度布置则能穿过】更多的结构面有利】于提高结构面—上的抗剪强度—。使锚杆间《的岩块相互咬合【以发挥?锚杆对?围岩的联锁加—固作用
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》系统锚杆的》间距除?。受围岩稳定》。条件:及,锚杆长度《制约外在稳定性较差!。的,岩体中?为使支护紧跟掘进工!作面:锚杆的纵向》间距:还受掘进进》尺度影?响所以锚杆》纵向间距的选定还】要与所采《用的施?工方法相适应根据】工程:。经验为使《一定深度的围岩形】成承载拱锚杆—长度必须《大于锚杆《间距的两《倍因此?规定系统锚杆的间距!不宜大于锚》杆长:度的1/2》但是在Ⅳ、Ⅴ类【围岩:中一般被节理分割】的岩石?块度较?小为防止锚杆间的】岩块可能因》咬合和联锁不良而】导致掉块或坠—落因:此还规定在Ⅳ—、Ⅴ类围岩中锚杆】间距不得大于1.2!5m
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】两洞之间的岩柱采用!。对拉预应力锚杆可达!。到,更好的支《护效果
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Ⅱ《 监控量测法—
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7.3.4 “!围岩锚喷支》护”体系力》学性态的监控量【测是地?下工程锚《。喷支护设计和施工满!足工程安全》可靠:、经济合理》要求:所必须遵《循的重要原则—是进行地下工程【。锚喷支护动》态优化设计的基【础本条规定的现【。场监控量测选定【原则与原规范锚杆喷!射混凝土支》护技术规《范GB? 50086-20!01保持《。一,致即跨度较大和围岩!较差的地下工程【应,。进行现场监控量测】围岩好或特别好的】跨度又很大的地下洞!室宜在?局部地段进行量测
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7.3.!5 : 监测资料可反映】各种自然因素和人为!因素对围岩变形的】影响通过对监—测资料的《分析可评价围岩稳】定状态的综》合影响了《解水文地《质、工程《地质:的变化趋势检验【工程地质结论验证初!步设:计支护参数的—合理性是进一步优化!。。设计和保《证工程?。。安全的重要依据锚】喷支护监控量—测设计包《括选择与《围岩:地质条件、》洞室开挖尺寸及【施工方法相适应的】监控项目包括但【不限于多点位—移计、锚杆应力【计(测力计》)、:测缝计、声波测试】。和外表观察等;合理!。地布置监《测系统科《。学的量测方》法;监测信息—的分析与整理—监控信息反馈和支护!参,数与施工方法的【修正:
7.】3.6 由业主委!托有:安全监测《资质的单位》实,施现场监控量测【。工作:有,。利于客观、公—正、准确地获取监测!信息以满足监—控量测法设计—的顺利实施
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7.—3.7 地质和支!护状况观《。察周边位移和顶拱】下沉是洞室必须量测!。。的项目洞室开挖后应!立即进行围岩状况的!。观察和记《录支:护完成后应进行喷层!表面的观《察和:记录
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7.3.8 对!于城市浅埋隧洞等】地下工程《由于:行车:路面、?重要建筑《物等对地表下沉【数值有严格的要求】因此本条款规定必】。须进行地表下沉的】监控量测并》应及时?进行信息反馈以保证!地面道路和建筑物的!。。安全
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7.3.10【 表?7.3.10中的洞!室周边允许位移相对!值(:%)控制《标准适用于》高,跨比0?.80~1.20】、埋:深不超过50—0m且对Ⅲ、Ⅳ【和,Ⅴ级围岩中》的洞室跨度分别【不大于20、1【5、:10m的《地下工程
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》。。 , 对于大跨度、高边!墙,地下工程《或洞室群应根—据向洞内《收敛:位移、收敛比、收敛!速率等指《标进行综合》分析评判和工程【。类比进行修正图5为!部分大型地下工程计!算和:实测周边位移相【对值其高跨比—一般:。大于2.0跨度大于!20m
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—图5 部分地下厂!房边墙计算位—移相:对值
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1-溪—洛渡:左岸;2-溪—洛,渡右:岸;3-瀑布沟;】4-锦屏Ⅰ级;【5-:长河坝?;,6-大岗《山;
7!-色尔古;》8-大?发,;9:-仁宗海《;10-二》滩;11-小湾【;12-三峡;1】3-小浪底;
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14-—。向家坝;15-龙】滩;16-》瑯,琊山;17》-广州抽水蓄能;1!8-渔子溪一级【;19-大》朝山;2《。0,-拉西瓦
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从图7】.3.10可—以看出部分大中【。型,。地下厂房《计算和实《测周边位移相对值】为,0.3?0%:。。~,0.80《%
! 本?规范规定若超过【稳定标准应立即作出!预报:采用补强措施或调】整施工程序及—支,护参数?当出现变形速率【加快时应《采取紧急加强措【施同时应加密监【测并及时《提供观测成果
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Ⅲ !理论验算法
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7.3.1!3 隧《洞与地下工程围岩】稳定理论计算的各】项基础资料和—计算参数选择—有很强的综合性应】收集:的基础资料》。包括地?形地貌资料、工程】地质:和水文地质资料、】地应力实测资料【、洞室?。。布置和设计资料、】初步拟定的开挖步】序和支护《方案、现场试验和实!验室试验得到的岩体!。基本物理力学—参数等在地震烈【度高于8《度的地区则》需要抗震分析—的地震资料在缺【乏试验?条件的?情况下?根据工?程,类比可按经验—确定相?关的参数取》值
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【 上述资料应结】合所采用的分—析方法、适用—条件、稳定评价指】标和:设计:阶,段深度要求进行必】要的筛选、分析【确定科?学、合理地确定【锚喷岩?体的工程地质力学模!型,和物理力学》参数对正确评价锚喷!的支护作《用与锚喷后地下工】程的:稳定性至关重要必须!高度:重视:
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7.3.14 】 由于计算机—。软硬件技《术发展非常迅速许多!现实复杂的力学【模,。型和边界《条件都可以用计算】。机进行数值模拟计算!地下工程围岩稳【定性:数,值分析法包括适用】于连续?介质的有限》单元法(F》EM)、边界单元】法(B?EM)、拉格郎日元!。法(FL《AC:)、无单元法(【E,l,emen《t F?ree? Met《hod)等;—。用于非连续介质的】关键:块,体理论(KBT)】、,离,散元法(DE—M):、不:连续变形分》析法(DDA)界】面,元法(Inter】face St【res?。s Element! Me?thod)以—及块体赤《平解:析法;可同时用于】连续介质和》非连续介质的—数值:流,形法(NM》MNumerica!l Man》i,fold 》Method—)上述?各种方法之间—的耦合?方法、基于逆向思】维而提出的上—述各种方《法的反演《分析(I《n,。verse A【nalys》is)方法》。和与数学优化理论、!人工智能《、遗传算法相结合】的反馈分《析(Fe《edback An!alysis)【方,法目前也在地下洞】。室稳定分析中—得到应用
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》。 国》内用数值分析法【进行地下工程—围,。岩的:整体稳定性验算尤】以,有限元?法和拉格《朗日元?法应用最《为广泛计算结果的稳!定性:也较好?
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,。 , 需要强调【的是对于地》下工程围岩稳定和】锚,喷支护的任何理论】分析方?法都:。不能代替工程师的智!慧和经?验有时甚至是直觉的!判断
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7.3.—15 由》于围岩?地,质结构的复杂性【。地应力、《。地下水、岩体力学参!。数的不确定》性因此计算中不必】过于追求高精—度的模型和计算方法!而应选择能较—好地反映《地下工程《的实际工作状态【简洁、?实用的计算模—型
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? 锚《喷支护?条件下围岩整体【稳定性?。验,算目前?还缺乏合理》有效的洞室》围岩稳?定分析及判别的方法!没有公认的量化安】全指标国《内外尚无统》一标准围岩应力【。状态计算《方,法和力学模型—。也不统一但岩土【工程理论《研究和?工程:实,践经验较《多地采用以弹—塑性理论计》算为依据《若只按弹性理—论进行围岩》稳定验算是不合【理的因为不让围【岩进:。入塑性违背了现代支!护理论?的基本?。原则:即无法充分发挥【围岩的自《承能力事实》表,明围岩出现一定范围!的塑性区只要不【进入松散《状,态并不会失稳反【而有利?于减小?支护:结构的负担发挥围岩!的自承能《力在实际工程—。计算中一般根据岩体!的地应力状》态,和岩性特征》选择相适应》的力学模型
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Ⅳ 抵!抗局部危岩的锚杆】与,。喷射:混凝土支《护设计
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7.—。。3.17《~7.?3.:19 局部块体失!稳是:受软弱?结构面控《制的采用锚喷支护阻!止不稳定岩》块失稳宜用极限平】衡,法进:行局部?稳定性验算拱腰【以上:即洞室顶部不—。稳定块体侧向约束较!弱一般呈现塌落的】形式:失去稳定《因而计算时不—。计结构面《上的C、Φ》值按锚?杆承担全部不稳【定岩体重量考—虑;:由于洞室顶部—不稳定块体的不确定!性及危害程度更【大危:岩,的局部稳定》安,全系数?。K宜按上限选取【拱腰:以下及边墙部位【的不稳定块体—。一般受底滑面和侧】滑面约束需考虑滑动!面上的黏结力—和摩擦力《作用计算《时可按锚杆力、黏】结力和摩擦》力共同作《用承担不稳定岩【体的滑动力考虑【
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