7.4【  特殊条件下的锚！喷支护设《计 【 Ⅰ》 ，浅埋土质隧道的【锚喷支护设计— 【 7.4.》1、7？.4.？2  浅《埋土质隧道的—埋深一般小》于4倍～6》倍隧道开挖宽—度常：为2：。倍隧：道，开挖宽度浅埋—土层一般地质—松软难以发挥—。锚，。。杆的加固《作用可不予》采用：应采用有《格栅拱架的配—筋喷射混凝土支护】 】。Ⅱ 塑性《流变岩体中隧洞锚】喷，。支护设？计 — ？7.4.6  隧洞！断面形状要尽量做到！。与围岩压《力分布？相适应塑性》流变岩体一般是四】周来压或有很大【的水平压力因—此在这类围岩中【。的隧洞断面宜—采用：圆形、椭圆形或【马，蹄形等断《。面形状采用圆—滑曲线的断》面轮廓？。可，以减小应力集中引起！的围岩破坏和增【强喷层的结构作用】  【   在《塑，性流变岩《体，中开挖隧洞一条基本！原则是不使围岩发】生有害松散》的前：提下容许围岩—产生较大的变—。形以减小支护抗【力使喷锚支护—达到经济合》理安全可靠因—此在隧洞的设计【中断面尺寸应—预留允许的周—边收敛量 — ： 7.4》.7：  塑？性流变？。岩体的？主要特点是在隧洞】开挖：后围岩？变形量大延续时间】。长在：这种情况下》正如“围岩支—。护”相互作用—原理：(图6)《所示的那样若采用】一次：。。完，成的刚性大》的永久支《护对围？岩过早地施加过强的！约束力会导致支护结！构承受较大的荷【载甚：至常出现《破坏： ，  —  ： ，通过塑性流变岩体】。。的隧洞一般》。应分：两期支护即初期支护！与后期支护初期支】护的作用是》及时提供支护抗力】保，。护和加固《围岩使围岩不致发生！松散破坏同》时，又允许围岩的塑性】变形有？一，定发展使《围，岩应力得以释放【以充分发挥围岩的自！支承作用后期支【护的作用《是保持隧洞的长期】稳定性并《。满足工？程使用要求 】。 ！图6  《岩石特性曲线与支护！特性曲线相互作用】图 ： 《 a：-，原始地应力；b【-，岩石：。特性曲线；c—-，岩石拱形成；d-岩！石拱破坏；》e-支护特性曲线】；f-支护承受【部分；？g-岩？石拱承受部分；【 《 1-太刚；【2-适宜；3-太晚！。；，4-：太，柔 ：    】 显然在塑性流变】岩体的隧道》中采用薄层喷射【混凝土加柔性较【好的：锚杆做初期支—护是较为理》。想的：但也必须指出—塑性流变岩体—有，明显的时《间效益？如图7所示在不同的！时间阶段岩体的【应力-？位移曲线是不—同的比较柔》性的锚？喷支护在t1—、t：2时支护特性曲线与！岩体特性《曲线相？交说明两《者能取得平衡这【时支护结构承受较小！的荷载但却引起【大，的位：移，当超过t2时两者特！性曲线不得相交并出！现过：度的支护变形易【使围岩？松散因而必须适时】地提高支护抗力使】支护：特性曲线在t3时与！围岩特性曲线相【交以保证隧》洞的长期稳定—性 【 》。 图7？。  不？同时间阶段围岩特】性曲线与支》护特性曲线》的适应性 】 ， s-初期》支护的特性》曲线：；c-后《期支护的特性曲【线；PS-支护结构！的抗力 — ？ ，   在《塑性流变岩》体中：开挖隧洞《由，于岩：体潜在？应力的释《放或岩体吸水膨【胀沿：四周逐渐《向隧洞内挤出支护】结构在一定程度【上抑制？了岩体的挤压—膨胀但如底部没【有约束围《岩裸露？必然形成膨胀和应】力释放？的集中？部位产生底鼓—如底鼓不加》控，制任其发展常常【造成隧洞墙脚内【移，。和支护结《构，的严重？破坏：这在实？际工程中《是屡：见不：鲜的因？而必须设置抑—拱形：成全封闭环以提【高支护系统的整体抗！力 ？     】塑性流？变岩体中《的隧洞？采用锚喷支护应【及时：进行“围岩》-支护”体系的【受力与？变形监测了》解不同时间阶段【内围岩与支护的变形！特性根据现场监【测数据的变化趋【向适时地调整支护抗！力，直至水平收敛速【度及拱？。顶或底？板垂直位移速度明显！下降连续5天—内隧洞周边水平收敛！速，度小于0《.2m？。m／d拱《顶或底？板垂直位移速度小】于，。0.1？mm／d方可进行后！期支护 】 ， Ⅲ 水工—隧洞锚喷《支护设计 ！ 7.4.8 ！ 在水工《隧洞的设计中为【充分利用围岩的【承载能力和防渗【能力以减《少投资？国内外的经验—是尽可能《采用：不衬：砌及锚喷隧洞例如】我国广西天湖水电】站引水隧洞的最【大内水压力6—.17？M，Pa采用《锚喷支？护隧洞运行情况良】好；国？外，也，有10？MPa左右》的有压隧《洞采用锚喷支—护的工程实例—在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类围】岩中已有许多工程采！用锚喷作为永久【支护这些《工程：运行情况《良，好  】  ： 水工隧洞不同于其！他，交通隧洞其长—。期处于水的作用【下工作有的甚—至，在，较高水压力中工作要！承受：较大的？内、外水压力、【围岩压力等锚—喷支护除必须—满足围岩稳定要【求外还？须满足防渗》、抗冲刷和》环境保护等要求【渗漏：水量损？失，也是一？项重要的控制指【标目前锚喷支护【作为最终永久支护】时仅限制在》Ⅲ级或以《上的围岩中应用【 》   ？  对于Ⅳ》、Ⅴ级围岩由于【。岩体：完整性？差结构破碎或—岩质软弱承载能【力低围岩的“—流变特征”》。常较：为明显为确保—隧，洞结构？的长期稳定和安全运！行仍：宜采：。用，初期锚喷支护和【后期钢筋混凝土衬砌！相结合的《复合支护；》另外长期大面积涌水！洞段、有腐蚀性【及膨胀性地层的【洞段和有特殊要求】的洞段？也不宜采用锚喷支护！。作为最终的永—久性支？护 ？     国！内个别水工隧洞因】各种原因甚至在有衬！砌的情况下》出现了？严重的内《水外渗导致隧—洞外侧山体发生渗】漏破坏和河道堵塞】损失：巨大：环，境影响严重》因此：对锚喷支《护的水工隧洞必须】高度重视防渗—设计：和施工质《量 — 7.4.10 】 外水压《力，是，水，工隧洞的主》要荷载之一》锚喷支护也不例【外据××《×一级电站××【镇电站试《验资料？当外水压力为1.4！MP：a～：1.6M《Pa时喷层局部剥落！一般呈现粘结—破坏所以当隧洞外】水压力较高或—隧洞使用《中放空时应复核其】。稳，定性平？衡外水压力的主【要，抗力应为喷》混凝土？与岩面的《黏结：力而非预应力的【系统：锚杆所提供的—抗力当未《采用挂网《时锚杆所提供的【抗力几乎可以不【计；当？采用挂网锚喷时若】锚杆与挂网钢筋具】有可靠连接可计入】一定(0《.，3倍～0.5倍【锚杆设计抗拉力)的！锚杆：抗力：。。    ！ 喷混凝土支护与围！岩是互？相紧密结合的两种】不，。同的透水《介质在地下水位变幅！较小、补水排水条】件基本稳《定的情况《。下将形成《稳定的渗流场这种作！用在支护《上的外水荷载—是，一种：场力由于围岩的非】均质性和各向异【性性其渗流场或【外水：压力值？。的准确确定是一【件十分困难的—事情对于《一般工程常采用地】下水位线《以下的？水柱高乘以》相应的折减系数的】方法估算(》表10？) 》  ？   一《般工程的《地下水位均》较低隧？。洞放空时的外水【压力是内水外渗后】并存蓄在围岩中的水！产生的？对于此种情况采【用控制隧《洞放空速《率及间歇式放—。空措施对降低外水】压力的作用是十分显！著的 ？ ： ？表10  隧—洞外水压力》折减系？。数 》 》 7.》4.11 》 采用混《凝土衬砌的水工隧】洞常有一个》“最优洞径》”，或“经济《。洞径：”的概念即隧—洞直径常通过—经济比较《(普通公用引水【洞)动能、经济比较！(电站？引水洞)《或技术经济比—较(特大、特小隧洞！)，。确定：而锚喷？隧洞的糙率》及水头损失》与混凝土《衬砌：隧洞的糙率及水头损！失差别甚大若采用】与混凝土衬砌相同】。的过水？断面即所谓“等过水！断面”(等流速)】的设计是《十分：不经济？。合理的故本规范推】荐采：用水电？行业中的“等水头损！失”的设计原—则 【 ，   ？锚喷隧洞的糙率系数！n值与隧洞》洞壁起伏《差和底？。板铺设情况关—。系较大？以往的经验》公式不？够，便捷本规范推荐的】糙率：。系数经？验，值(表7.4—.1：1)：是通过？相关工程实例—资料验证的其—精度：能够满足普通—的水力计算及动能计！算的要求《从工程效率考虑设】计要求喷层平均【起伏差不应超过0】.，15m～0.—20m — 7《.4：.12  》锚喷支护的电—站引水隧洞》和尾水隧洞》的水流流速均不【高一般为《2m：／s～4m／—s只：在，泄，洪隧洞和导》流隧洞采用较高【流速例如星星哨水】库泄洪洞的流速为7！m，／s丰？满电站？2号泄洪洞》的流速达13.【5m／s墨西—哥奇：森水电？站两泄洪洞的流速】为12？m／s运行情—况均较正常 】 ？    《一般来说《围岩条件好允许【流速可适《当提高但《。不宜超过《12m／s否—则有可能发生—冲，刷破坏或《空蚀破坏国内外【。。也有在？。12m／《s左右的《流速发生锚喷—支护破坏的实例其破！坏一般发生在地【质条件较差的洞【段在泄洪隧洞和【导流：。隧洞中可根据—围岩条件选择—锚喷：支护的？允许流速对于地【质，条，件较差、而流—速又较高、还要采用！锚，喷支护作为最终永】久支护的《隧洞洞段必须采【取，可靠的结构措施【增强支？护与围？岩的整体性》有关：防空蚀破坏和冲刷】破坏随着近年来【施工机械、施工【方法和建筑》材料的进步使锚喷支！护隧：洞的起？伏差、糙率、不平整！。度都有明显的改善】喷混凝土的》粘结强度也有明【显的提高相应—提高了隧《洞的防？空蚀破坏和冲刷【破坏能？力， ： Ⅳ 受！采动影响的巷道锚喷！支护设？计， ， 7】.4.14》  受采动影—响的巷道是指地【下矿山？开采中受采矿工作】面开采(采》场爆破)《、，采空区及放》顶等影？响的巷？道对煤矿来说包括采！。煤工作？面，回采巷？道，(，顺槽、开切眼、【回撤通？道及联？络，巷等)受采动影响的！采区上？下山与？集中巷及《受采：。动影响的大巷—与洞：室等 》 7.4—.15  受—采动影响巷道—的支护？型式与参数》主要根据受采—动影响程度、—围，岩地：质，与生产条件确—。。。定受采动影响巷【道承受？不断变化的采动【。力作用最大》采动应力一般高出】原始：应力数？倍导致围岩应力集】中严重、变》形增大？因此支护形式—应以预？应力锚杆为主既能有！效控制围《岩离层？、结构？面滑动、裂》隙张开？等有害变形又具有】一定的延伸率—允许围？岩有一？。定的持续变形—使高应力得以—释放根据巷》道条件可选择采用锚！杆支护、《锚，杆-金属网支护【。、锚杆-钢带支护、！锚杆：-钢带(梁)—。-金属网《。。支护等？支护形？式 ？     】受，。采动影响巷道的使】用条件？有很大区别对—于服务年限很短【(2年以内)且围岩！受风化影响小的【。回采巷道一般只【采，用锚杆支《护无须喷《射混凝土支护；对于！围岩受风化影响【严重的巷《道及服务时间长的采！区上：下山：、集中巷大巷与洞】室等应采用锚—喷支护；对于服【务时：间长、围岩变形【。大的巷？道宜采？用韧性较大的钢纤维！喷射混？凝土支护 》     ！对于受强烈》采动影？响、围岩《破碎：的大变形巷道单独采！用锚杆、锚喷支【护不能？有效控制围岩变形】保证：巷道安全在》这种条？件下可将锚固与【注浆有？机结合通过注浆【充填围岩内的裂隙】将，破，碎围岩固结起—来改善围岩》。力，。学性质提《高，围岩整？体强度；也可将锚】杆，、锚：喷支护？与金属？支架联合使用采用U！型钢可缩《性支架支护》巷道 】    为全—面，了解受采动影响巷道！围岩支护体系的【受力与变形状况应】及时进行采动应【力、围岩变形—、锚喷支《护受力与变形的监测！根据监？测数：。据评价巷道支护效】。果与：安全：程，度必要？时应调整锚喷支【护形式与《参数 《