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《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 5008【6-2?00:1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3!5m
! (《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0.2《0H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>—10m和>15m】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>2?5m(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
】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.?25m
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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,
】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 50【086-2001】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,
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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.:1,。0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500m且对Ⅲ!、Ⅳ和?Ⅴ级围岩中的—洞室跨度《分别不大于2—0、15、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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1》4-向家坝;1【5-龙滩;1—6-瑯琊山;1【。。7-广州抽水蓄能】;18?-渔子溪一级;19!-大:朝山;20-拉【西瓦
! : 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.【30%~0.8【0%
! , , 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.【3.13 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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7.3.1【4 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(FEM】。。)、边界单》。元法(BEM)、拉!格,郎日元法《(FLAC)、【无单:元法(Eleme】。nt ?Free Meth!。od)?等;用于非连续介质!的关键块体》理论(KBT)、离!散元法(D》EM)、不》连续变形分析法(D!DA)界面元法(】In:ter?face《。 Stress 】Elem《ent 《。Metho》d)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(《N,MMNumer【ica?l Man》if:old 《Me:tho?d)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:(Invers【e :Analy》sis)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(Feed!b,ac:k Analys】i,s)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!
! 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》
—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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