最新地下工程施工:隧道支护技术ppt课件.ppt
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1、地下工程施工:隧道支护技地下工程施工:隧道支护技术术隧道支护技术 概概 述述 坑道支护体系是由岩体和支护结构两部分组成的坑道支护体系是由岩体和支护结构两部分组成的,通常情况下,岩体是主要的承载单元,而支护结构是通常情况下,岩体是主要的承载单元,而支护结构是辅助性的,但也是不可缺少的。在某些特殊情况下,辅助性的,但也是不可缺少的。在某些特殊情况下,支护结构也是主要的承载单元,支护结构也是主要的承载单元, 支护结构的基本作用:支护结构的基本作用: 保持坑道断面的使用净空;保持坑道断面的使用净空; 防止岩体质量的进一步恶化;防止岩体质量的进一步恶化; 承受可能出现的各种荷载;承受可能出现的各种荷载;
2、 使坑道支护体系有足够的安全度。使坑道支护体系有足够的安全度。隧道支护技术隧道支护技术隧道支护技术隧道支护技术隧道支护技术隧道支护技术隧道支护技术 5 5、支护结构要根据围岩的动态(位移、应力、支护结构要根据围岩的动态(位移、应力),及),及时地进行调整和修改参数时地进行调整和修改参数 适应不断变化的围岩状态。这一点在传统的木支撑适应不断变化的围岩状态。这一点在传统的木支撑条件下,也是较难实的,而用现代支护技术,则可采取条件下,也是较难实的,而用现代支护技术,则可采取分次喷射,增设锚杆或调整其参数(间距、锚杆直径和分次喷射,增设锚杆或调整其参数(间距、锚杆直径和长度)等方法来实现。长度)等方法
3、来实现。 支护结构要完全满足上述技术要求是很困难的,这支护结构要完全满足上述技术要求是很困难的,这就要求我们对各种类型的支护结构有一正确的评价,以就要求我们对各种类型的支护结构有一正确的评价,以便根据变化的地质条件进行合理的选择。便根据变化的地质条件进行合理的选择。隧道支护技术一、根据其使用目的分类一、根据其使用目的分类 防护型支护防护型支护 支护中最轻型者,不能阻止和承受岩体压力,仅用以支护中最轻型者,不能阻止和承受岩体压力,仅用以封闭岩面,防止坑道围岩进一步恶化。通常是喷浆、喷混封闭岩面,防止坑道围岩进一步恶化。通常是喷浆、喷混凝土或单独锚杆来完成的。凝土或单独锚杆来完成的。 构造型支护构
4、造型支护 用于长时间坑道基本稳定的岩体。此时力学行为是弹用于长时间坑道基本稳定的岩体。此时力学行为是弹性的,支护参数只满足施工要求,如性的,支护参数只满足施工要求,如砼最小厚度、锚杆最砼最小厚度、锚杆最小直径及长度小直径及长度等。支护参数不由计算决定,由施工决定。等。支护参数不由计算决定,由施工决定。 承载型支护承载型支护 坑道支护的主要类型。视坑道围岩的力学动态,分为坑道支护的主要类型。视坑道围岩的力学动态,分为轻、中、重型。视压力大小,采用顶部支护和完全支护。轻、中、重型。视压力大小,采用顶部支护和完全支护。 隧道支护技术二、根据采用的材料分类二、根据采用的材料分类1、木支撑、木支撑2、钢
5、支撑、钢支撑3、锚杆和金属网支护、锚杆和金属网支护4、模注混凝土和喷混凝土支护、模注混凝土和喷混凝土支护(1)混凝土支护、包括混凝土预制块支护)混凝土支护、包括混凝土预制块支护(2)喷混凝土支护)喷混凝土支护5、组合支护、组合支护(1)钢支撑加背板)钢支撑加背板(2)喷混凝土与锚杆)喷混凝土与锚杆(3)喷混凝土、钢支撑和锚杆)喷混凝土、钢支撑和锚杆等等隧道支护技术三、各类支护结构的技术特征及其存在的问题三、各类支护结构的技术特征及其存在的问题木支撑木支撑:采用立柱或支架形式,目前部分工程还在采用,采用立柱或支架形式,目前部分工程还在采用, 逐渐在减少。逐渐在减少。钢支撑钢支撑:可迅速架设并有足
6、够的阻力,能变换支撑刚度,与可迅速架设并有足够的阻力,能变换支撑刚度,与围岩接触条件比木支撑好。在部分工程中,是不拆除的,围岩接触条件比木支撑好。在部分工程中,是不拆除的,作为永久衬砌的一部分。作为永久衬砌的一部分。锚杆支护锚杆支护:是支护技术的一大进展,从内部提高岩体的承载是支护技术的一大进展,从内部提高岩体的承载能力。预应力的锚杆更易形成主动的支护力,阻止岩体能力。预应力的锚杆更易形成主动的支护力,阻止岩体强度降低。一般说锚杆的支护阻力是不充分的,但可随强度降低。一般说锚杆的支护阻力是不充分的,但可随时给以加强。时给以加强。隧道支护技术模筑混凝土支护模筑混凝土支护:能起到有效地支护暴露岩体
7、这样的目的。能起到有效地支护暴露岩体这样的目的。但模筑混凝土的厚度几乎不会小于但模筑混凝土的厚度几乎不会小于0.300.300.40m0.40m,由此,由此会使开挖成本增加。会使开挖成本增加。 喷浆喷浆:是一种喷射是一种喷射3cm3cm厚的水泥砂浆的方法,在厚的水泥砂浆的方法,在5050年代初年代初代替了顶部防护木支撑,现在用来防止暴露岩面的风化,代替了顶部防护木支撑,现在用来防止暴露岩面的风化,它的进一步发展是喷混凝土。它的进一步发展是喷混凝土。 喷混凝土喷混凝土:是一种较好的支护方法,在围岩紧密结合和迅是一种较好的支护方法,在围岩紧密结合和迅速施喷方面;在岩体条件和坑道形状的适应性上,喷混
8、速施喷方面;在岩体条件和坑道形状的适应性上,喷混凝土支护方法也是突出的,它的支护能力很高,并可随凝土支护方法也是突出的,它的支护能力很高,并可随时进行加强。时进行加强。隧道支护技术四、隧道支护类型的选择四、隧道支护类型的选择 隧道支护类型的选择主要根据下述条件决定:隧道支护类型的选择主要根据下述条件决定:(1 1)对预计的主要岩体类型的评价;)对预计的主要岩体类型的评价;(2 2)对岩体类别变化的适应性;)对岩体类别变化的适应性;(3 3)对很大的或特殊地压的适应性;)对很大的或特殊地压的适应性;(4 4)对地下水性质的适应性;)对地下水性质的适应性;(5 5)经济性;)经济性;(6 6)作业
9、时间消耗。)作业时间消耗。隧道支护技术 支护支护 类型类型要求要求木木支支撑撑钢钢支支撑撑锚锚杆杆加加金金属属网网混凝土支护混凝土支护 混合支护混合支护防防护护砼砼喷喷浆浆喷喷砼砼钢钢支支撑撑喷砼喷砼钢支钢支撑短撑短锚杆锚杆喷砼喷砼钢支钢支撑钢撑钢背板背板紧密接触紧密接触1203-31 3 2全面接触全面接触1103-31 3 2迅速施设迅速施设0130-31 2 2支护阻力小支护阻力小1213-22 3 3预加应力的可能性预加应力的可能性1120-01 2 1以后加强的可能性以后加强的可能性2231-32 3 2顶替造成的危害顶替造成的危害1-33-21 - -对岩体性质的适应性对岩体性质的
10、适应性2211-32 3 3对坑道形状的适应性对坑道形状的适应性0131-31 3 2排水条件排水条件3132-33 3 10不可用不可用1可用可用2合适合适3很好很好隧道支护技术 支护方法支护方法 地质数据地质数据 木木支支撑撑钢钢支支撑撑锚锚杆杆网网防防护护砼砼喷喷浆浆喷喷砼砼钢钢支支撑撑喷砼喷砼钢支钢支撑短撑短锚杆锚杆喷砼喷砼钢支钢支撑钢撑钢背板背板岩石强度高岩石强度高1 12 23 30 03 32 22 2 1 1 0 0岩石强度中等岩石强度中等1 12 21 12 20 02 22 2 3 3 2 2粘性土粘性土1 12 20 02 20 01 12 2 3 3 3 3松散土松散土
11、0 02 20 00 00 00 01 1 1 1 3 3高岩压或较小岩石强度高岩压或较小岩石强度2 22-32-30 01-21-20 00 02-32-33-43-4 2 2裂隙间距小裂隙间距小1 12 20 02 21 13 31 1 3 3 2 2裂隙间距大裂隙间距大2 21 13 31 11 12 21 1 2 2 1 1很小分离度很小分离度2 21 13 32 23 33 32 2 3 3 0 0很高分离度很高分离度1 12 21 12 20 03 31 1 2 2 0 0张开裂隙张开裂隙1 11 11 12 20 02 21 1 3 3 0 0粘土充填裂隙粘土充填裂隙1 12 2
12、1 12 20 03 31 1 3 3 3 3隧道支护技术 答答:是把锚杆安设在坑道的围岩中,使层状:是把锚杆安设在坑道的围岩中,使层状的、软质的岩体得到不同形态的得加固,和围的、软质的岩体得到不同形态的得加固,和围岩共同形成完整的支护结构,提供一定的支护岩共同形成完整的支护结构,提供一定的支护抗力,共同抵抗围岩的位移和变形。抗力,共同抵抗围岩的位移和变形。 隧道支护技术钢筋或钢丝绳砂浆锚杆:钢筋或钢丝绳砂浆锚杆:以以水泥砂桨作为锚杆与围岩的粘结剂。倒楔式金属锚杆:倒楔式金属锚杆:曾经是使用最广泛的锚杆形式之一。加工简单,安 装方便,具有一定的锚固力,因此在一定范围内至今还在使用。管缝式锚杆:
13、管缝式锚杆:是一种全长摩擦锚固式锚杆。这种锚杆具有安装简单、锚固可靠、初锚力 大、长时锚固力随围岩移动而增长等特点。树脂锚杆:树脂锚杆:用树脂作为锚杆的粘结剂,成本较高。自进式中空注浆锚杆:自进式中空注浆锚杆:具有边钻进边加长的特性,不需套管护壁、预注浆等特殊手法加固围岩 锚杆种类锚杆种类隧道支护技术钢质涨壳体锚杆钢质涨壳体锚杆中空注浆锚杆中空注浆锚杆中空自钻锚杆中空自钻锚杆全螺纹等强锚杆全螺纹等强锚杆 隧道支护技术 答:利用喷射设施将一定配比的混凝土喷射到隧道开挖毛洞的表面,形成具有一定厚度和支护强度的薄壁结构,达到封闭暴露的岩体和加固岩体的目的。 隧道支护技术根据工艺不同分干喷、潮喷、湿喷
14、三种。主要区别是投料程序不同。根据工艺不同分干喷、潮喷、湿喷三种。主要区别是投料程序不同。 干喷:干喷:是将骨料、水泥和速凝剂按一定比例干拌均匀,装入喷射机,用压缩空气使干集料在软管内压送到喷枪,在喷嘴处与高压水混合,以较高速度喷射到岩面上。优点优点机械结构较简单,清洗和故障易处理。缺点缺点是粉尘较大,回弹量大,水灰比控制较难。 潮喷:潮喷:将骨料预加少量水,呈潮湿状,再加水泥拌和,降低上料和喷射时的粉尘。大量的水仍是在喷头处加入的,其工艺和干喷工艺相同。现场使用较多。 湿喷:湿喷:是将骨料、水泥和水按设计比例拌和均匀,用湿式喷射机压送到喷头处,在喷头处添加速凝剂后喷出。优点优点混凝土质量容易
15、控制,喷射中粉尘和回弹量少。缺点缺点对喷射机械要求高,清洗和故障处理麻烦。 由于喷射工艺的不同,喷射混凝土强度不同,干喷和潮喷混凝土由于喷射工艺的不同,喷射混凝土强度不同,干喷和潮喷混凝土强度较低,一般只能达到强度较低,一般只能达到C20C20而湿喷则可达到而湿喷则可达到C30C35C30C35。喷混凝土种类喷混凝土种类隧道支护技术 干喷机 潮喷机 湿喷机 现场喷混凝土 喷射完成的壁面隧道支护技术 3 3 喷锚支护与传统支护的区别喷锚支护与传统支护的区别(一)对围岩和围岩压力的认识(一)对围岩和围岩压力的认识传统支护设计是建立在围岩传统支护设计是建立在围岩“松散压力松散压力”基础上。基础上。
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