锚杆喷射混凝土规范G50086-2002.pdf

, 中华人民共和国国家标准 锚杆喷射混凝土支护技术规范 发布实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中华人民共和国建设部 联合发布 中华人民共和国国家标准 锚杆喷射混凝土支护技术规范 主编部门 原 国 家 冶 金 工 业 局 批准部门 中华人民共和国建设部 施行日期年月日 关于发布国家标准 锚杆喷射混凝土 支护技术规范 的通知 建标号 根据原国家计委 一九九四年工程建设标准定额制订 修订计 划计综合号 的要求 由原国家冶金工业局会同有关 部门共同修订的 锚杆喷射混凝土支护技术规范经有关部门会 审 批准为国家标准 编号为自年月日 起施行 其中 为强制性条文 必须严格执行自本规范施行之日起 原国家标准 锚杆喷射混凝 土支护技术规范废止 本规范由冶金工业部建筑研究总院负责具体解释工作 建设 部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行 中华人民共和国建设部 二一年七月二十日 前言 本规范根据原国家计委 一九九四年工程建设标准定额制订 修订计划计综合号由冶金部建筑研究总院负责 组 织有关单位对国家标准 锚杆喷射混凝土支护技术规范 进行修订而成 在修订过程中 规范修订组进行了比较广泛的调查研究 吸收 了国内外锚杆喷射混凝土支护技术领域的新成果和新经验 组织 了有关主要修订内容的专题讨论 最后于年月由建设部主 持召开专家审定会 审查定稿 本规范共有十章 七个附录包括 总则 术语和符号 围岩分 级 锚喷支护设计 现场监控量测 光面爆破 锚杆施工 喷射混凝 土施工 安全技术与防尘 质量检查与工程验收等主要修订内容 是 增加了边坡锚喷支护设计 浅埋土质隧洞锚喷支护设计 预应 力锚杆试验和监测 自钻式锚杆设计与施工 湿法喷射混凝土施 工 水泥裹砂 喷射混凝土施工修改或增补了围岩分级 预应力 锚杆设计 现场监控量测 锚杆施工等有关条款 本规范由冶金部建筑研究总院 北京市海淀区西土城路 号 邮政编码归口管理并负责具体解释 本规范的主编单位 参编单位和主要起草人名单 主 编 单 位 冶金部建筑研究总院 参 编 单 位 煤炭科学研究院 铁道部科学研究院 水利部松辽水利委员会 水利部东北勘测设计院 重庆后勤工程学院 海军工程设计研究局 中国科学院地质与地球物理研究所 北京有色冶金设计研究总院 深圳地铁公司 长江科学院 主要起草人 程良奎段振西刘启琛郑颖人赵长海 苏自约徐祯祥王思敬张家识车黎明 邹贵文何益寿赵慧文丁恩保盛谦 目次 总则 术语 符号 术语 符号 围岩分级 锚喷支护设计 一般规定 锚杆支护设计 喷射混凝土支护设计 特殊条件下的锚喷支护设计 浅埋隧洞锚喷支护设计 塑性流变岩体中隧洞锚喷支护设计 老黄土隧洞锚喷支护设计 水工隧洞锚喷支护设计 受采动影响的巷道锚喷支护设计 边坡锚喷支护设计 现场监控量测 一般规定 现场监控量测的内容与方法 现场监控量测的数据处理与反馈 光面爆破 锚杆施工 一般规定 全长粘结型锚杆施工 端头锚固型锚杆施工 摩擦型锚杆施工 预应力锚杆施工 预应力锚杆的试验和监测 自钻式锚杆的施工 喷射混凝土施工 原材料 施工机具 混合料的配合比与拌制 喷射前的准备工作 喷射作业 钢纤维喷射混凝土施工 钢筋网喷射混凝土施工 钢架喷射混凝土施工 水泥裹砂喷射混凝土施工 喷射混凝土强度质量的控制 安全技术与防尘 安全技术 防尘 质量检查与工程验收 质量检查 工程验收 附录喷射混凝土与围岩粘结强度试验 附录现场监控量测记录表 附录预应力锚杆基本试验循环加卸荷等级与位移观测 间隔时间表 附录喷射混凝土强度质量控制图的绘制 附录测定喷射混凝土粉尘的技术要求 附录喷射混凝土抗压强度标准试块制作方法 附录锚喷支护施工记录 本规范用词说明 总则 为使锚顾喷射混凝土支护 简称锚喷支护 工程的设计施 工符合技术先进 经济合理 安全适用 确保质量的要求 特制定本 规范 本规范适用于矿山井巷 交通隧道 水工隧洞和各类洞室 等地下工程锚喷支护的设计与施工也适用于各类岩土边坡锚喷 支护的施工 锚喷支护的设计与施工 必须做好工程的地质勘察工作 因地制宜 正确有效地加固围岩 合理利用围岩的自承能力 锚喷支护的设计与施工 除应遵守本规范外 尚应符合现 行国家标准的有关规定 术语 符号 术语 初期支护 当设计要求隧洞的永久支护分期完成时 隧洞开挖后及时施 工的支护 称为初期支护 后期支护 隧洞初期支护完成后 经过一段时间 当围岩基本稳定 即隧 洞周边相对位移和位移速度达到规定要求时 最后施工的支护 称 为后期支护 拱腰 隧洞拱顶至拱脚弧长的中点 称为拱腰 隧洞周边位移 隧洞周边相对应两点间距离的变化 称为隧洞周边位移 锚固力 锚杆对围岩所产生的约束力 称为锚固力 抗拔力 阻止锚杆从岩体中拔出的力 称为抗拔力 润周 水土隧洞过水断面的周长 称为润周 点荷载强度指数 直径圆柱形标准试件径向加压时的点荷载强度 系统锚杆 为使围岩整体稳定 在隧洞周边上按一定格式布置的锚杆群 称为系统锚杆 预应力锚杆 由锚头 预应力筋 锚固体组成 利用预应力筋自由段 张拉 段 的弹性伸长 对锚杆施加预应力 以提供所需的主动支护拉力 的长锚杆本规范所指的预应力锚杆系指预应力值大于 长度大于的锚杆 缝管锚杆 将纵向开缝的薄壁钢管强行推入比其外径较小的钻孔中 借 助钢管对孔壁的径向压力而起到摩擦锚固作用的锚杆 水胀锚杆 将用薄壁钢管加工成的异形空腔杆体送入钻孔中 通过向该 杆件空腔高压注水 使其膨胀并与孔壁产生的摩擦力而起到锚固 作用的锚杆 自钻式锚杆 将钻孔 注浆与锚固合为一体 中空钻杆即作为杆体的锚杆 喷射混凝土 利用压缩空气或其他动力 将按一定配比拌制的混凝土混合 物沿管路输送至喷头处 以较高速度垂直喷射于受喷面 依赖喷射 过程中水泥与骨料的连续撞击 压密而形成的一种混凝土 水 泥 裹 砂 喷 射 混 凝 土 将按一定配比拌制而成的水泥裹砂砂浆和以粗骨料为主的混 合料 分别用砂浆泵和喷射机输送至喷嘴附近相混合后 高速喷到 受喷面上所形成的混凝土 格栅钢架 用钢筋焊接加工而成的桁架式支架 符号 抗力和材料性能 岩石滑动面上的粘结力 喷射混凝土的弹性模量 隧洞围岩变形模量 喷射混凝土抗压强度设计值 喷射混凝土抗裂强度设计值 喷射混凝土抗拉强度设计值 锚杆钢筋 钢绞线强度标准值 锚杆钢筋抗剪强度设计值 施工阶段喷射混凝土试块应达到的平均抗压强度 施工阶段喷射混凝土同批组试块抗压强度的最低 值 岩石单轴饱和抗压强度 水泥结石体与钻孔孔壁或喷射混凝土与岩石间的粘结 强度设计值 水泥结石体与钢筋 钢绞线间的粘结强度设计值 喷射混凝土抗压强度的标准差 隧洞岩体纵波速度 隧洞岩石纵波速度 岩石重力密度 围岩泊松比 作用和作用效应 不稳定岩石块体重量 锚杆轴向受拉承载力设计值 锚杆设计锚固力 喷射混凝土支护允许承受的内水压力值 隧洞岩体强度应力比 垂直于隧洞轴线平面的较大主应力 几何参数 锚杆预应力筋截面积 隧洞毛跨度 钢筋或钢绞线直径 钻孔直径 隧洞洞顶覆盖岩层厚度 喷射混凝土厚度 锚杆锚固段长度 过水隧洞的水力半径 支护后的隧洞半径 隧洞全断面的润周长 隧洞喷射混凝土的润周长 隧洞浇筑混凝土的润周长 计算系数 锚杆或预应力锚杆计算安全系数 喷射混凝土抗压强度合格判定系数 验算喷射混凝土对隧洞围岩不稳定块体抗力的安全系 数 岩体完整性系数 隧洞壁综合糙率系数 锚杆根数 试块组数 隧洞喷射混凝土糙率系数 隧洞浇筑混凝土部位的糙率系数 粘结强度降低系数 围 岩 分 级 锚喷支护工程的地质勘察工作应为围岩分级提供依据 并 应贯穿工程建设始终 围岩级别的划分 应根据岩石坚硬性 岩体完整性 结构面 特征 地下水和地应力状况等因素综合确定并应符合表 的规定 岩体完整性指标用岩体完整性系数表示可按下式 计算 式中隧洞岩体实测的纵波速度 隧洞岩石实测的纵波速度 当无条件进行声波实测时 也可用岩体体积节理数按表 确定值 表与对照表 条 围岩分级表 见本规范表中的岩体强度应力比的计 算应符合下列规定 当有地应力实测数据时 式中岩体强度应力比 岩石单轴饱和抗压强度 表围岩分级 围 岩 级 别 主要工程地质特征 岩体结构 构造影响程度 结构面发育情况和组 合状态 岩石强度指标岩体声波指标 单轴饱和 抗压强度 点荷载 强度 岩体纵波 速度 岩体完整 性指标 岩体强度 应力比 毛洞稳定 情况 整体状及层 间结合良好 的厚层状结 构 构造影响轻微 偶有小断层结构面 不发育 仅有组 平均间距大于 以原生和构造节理为主 多数闭 合 无泥质充填 不贯通层间结合良 好 一般不出现不稳定块体 毛洞跨度 时 长 期 稳 定 无 碎块掉落 同 级围岩结构同级围岩特征 块状结构和 层间结合较 好的中厚层 或厚层状结 构 构造影响较重 有少量断层结构面 较发育 一般为组 平均间距 以原生和构造节理为主 多数闭 合 偶有泥质充填 贯通性较差 有少量 软弱结构面层间结合较好 偶有层间 错动和层面张开现象 毛洞跨度 时 围 岩 能较长时 间 数月 至数年 维 持 稳 定 仅 出 现局部小 块掉落 续表 围 岩 级 别 主要工程地质特征 岩体结构 构造影响程度 结构面发育情况和组 合状态 岩石强度指标岩体声波指标 单轴饱和 抗压强度 点荷载 强度 岩体纵波 速度 岩体完整 性指标 岩体强度 应力比 毛洞稳定 情况 同级围 岩结构 同级围岩特征 同级围岩 块状结构和 层间结合较 好的中厚层 或厚层状结 构 同级围岩块状结构和层间结合较好 的中厚层或厚层状结构特征 层间结合良 好的薄层和 软硬岩互层 结构 构造影响较重结构面发育 一般为 组 平均间距以构造节理 为主 节理面多数闭合 少有泥质充填 岩层为薄层或以硬岩为主的软硬岩互 层 层间结合良好 少见软弱夹层 层间 错动和层面张开现象 软 岩 碎裂镶嵌结 构 构造影响较重结构面发育 一般为 组以上 平均间距以构造 节理为主 节理面多数闭合 少数有泥质 充填 块体间牢固咬合 毛洞跨度 时 围 岩 能维持一 个月以上 的 稳 定 主要出现 局 部 掉 块 塌落 续表 围 岩 级 别 主要工程地质特征 岩体结构 构造影响程度 结构面发育情况和组 合状态 岩石强度指标岩体声波指标 单轴饱和 抗压强度 点荷载 强度 岩体纵波 速度 岩体完整 性指标 岩体强度 应力比 毛洞稳定 情况 同级围岩块 状结构和层间 结合较好的中 厚层或厚层状 结构 同级围岩块状结构和层间结合较好 的中厚层或厚层状结构特征 散块状结构 构造影响严重 一般为风化卸荷带 结构面发育 一般为组 平均间距 以构造节理 卸荷 风化裂隙为 主 贯通性好 多数张开 夹泥 夹泥厚度 一般大于结构面的起伏高度 咬合力弱 构成较多的不稳定块体 层间结合不良 的薄层 中厚 层和软硬岩互 层结构 构造影响严重结构面发育 一般为 组以上 平均间距以构造 风 化节理为主 大部分微张 部分张开有泥质充填 层间 结合不良 多数夹泥 层间错动明显 软 岩 碎裂状结构 构造影响严重 多数为断层影响带或 强风化带结构面发育 一般为组以 上平均间距大部分微张 部分张开 有泥质充填 形成许多碎块体 毛洞跨度 时 围 岩能维持 数日到一 个月的稳 定 主 要 失稳形式 为冒落或 片帮 续表 围 岩 级 别 主要工程地质特征 岩体结构 构造影响程度 结构面发育情况和组 合状态 岩石强度指标岩体声波指标 单轴饱和 抗压强度 点荷载 强度 岩体纵波 速度 岩体完整 性指标 岩体强度 应力比 毛洞稳定 情况 散体状结构 构造影响很严重 多数为破碎带 全强 风化带 破碎带交汇部位构造及风化 节理密集 节理面及其结合杂乱 形成大 量碎块体块体间多数为泥质充填 甚 至呈石夹土状或土夹石状 毛洞跨度 时 围 岩稳定时 间 很 短 约数小时 至数日 注围岩按定性分级与定量指标分级有差别时 一般应以低者为准 本表声波指标以孔测法测试值为准如果用其他方法测试时 可通过对比试验 进行换算 层状岩体按单层厚度可划分为 厚层 大于 中厚层 薄层 小于 一般条件下 确定围岩级别时 应以岩石单轴湿饱和抗压强度为准 当洞跨小于服务年限小于年的工程 确定围 岩级别时 可采用点荷载强度指标代替岩块单轴饱和抗压强度指标 可不做岩体声波指标测试 测定岩石强度 做单轴抗压强度测定后 可不做点荷载强度测定 岩体完整性系数 垂直洞轴线的较大主应力 当无地应力实测数据时 式中岩体重力密度 隧洞顶覆盖层厚度 对级围岩 当地下水发育时 应根据地下水类型 水 量大小 软弱结构面多少及其危害程度 适当降级 对级围岩 当洞轴线与主要断层或软弱夹层的夹 角小于时 应降一级 锚喷支护设计 一 般 规 定 锚喷支护的设计 宜采用工程类比法 必要时应结合监控 量测法及理论验算法 锚喷支护初步设计阶段 应根据地质勘察资料 按本规范 表的规定 初步确定围岩级别 并按表和表 的规定 初步选择隧洞 斜井或竖井的锚喷支护类型和设 计参数 锚喷支护施工设计阶段 应做好工程的地质调查工作 绘 制地质素描图或展示图 并标明不稳定块体的大小及其出露位置 实测围岩分级定量指标 按本规范表的规定 详细划分围岩 级别 并修正初步设计 对级围岩中毛洞跨度大于的工程 除应按照本 规范表的规定 选择初期支护的类型与参数外 尚应进行 监控量测 以最终确定支护类型和参数 对级围岩毛洞跨度大于的工程 除应按照本 规范表的规定 选择支护类型与参数外 尚应对围岩进行 稳定性分析和验算 对级围岩 还应进行监控量测 以便最终确 定支护类型和参数 对围岩整体稳定性验算 可采用数值解法或解析解法 对 局部可能失稳的围岩块体的稳定性验算 可采用块体极限平衡方 法 对边坡工程锚喷支护设计 应充分掌握工程的地质勘察资 料 按不同的失稳破坏类型 采用极限平衡法 数值分析法等方法 进行边坡稳定性分析计算 表隧洞和斜井的锚喷支护类型和设计参数 毛洞跨度 围岩级别 不支护厚喷射混凝土 厚 喷射混凝土 厚喷射 混凝土 设置 长的锚杆 厚喷 射混凝土 设置 长的锚杆 必要时 配置钢筋网 厚钢 筋网喷射混凝土 设 置长的 锚杆 厚喷射 混凝土 厚喷射混凝土 厚喷射 混凝土 设置 长的锚杆 厚喷射混凝土 必要 时 配置钢筋网 厚 喷射混凝土 设置 长的锚 杆 必要时 配置钢 筋网 厚钢 筋网喷射混凝土 设 置长的 锚杆 厚钢 筋网喷射混凝土 设 置长的 锚杆 必要时 设置 长度大于的预 应力或非预应力锚 杆 厚 喷射混凝土 厚喷射 混凝土 设置 长的锚杆 厚喷射混凝土 必 要时 配置钢筋网 厚喷射混凝土 设 置长的 锚杆 必要时 配置 钢筋网 厚钢 筋网喷射混凝土 设 置长的 锚杆 厚钢 筋网喷射混凝土 设 置长的 锚杆 必要时 设置 长度大于的预 应力或非预应力锚 杆 续表 毛洞跨度 围岩级别 厚喷 射混凝土 设置 长的锚杆 厚钢 筋网喷射混凝土 设 置长的 锚杆 必要时 采用 仰拱 厚钢 筋网喷射混凝土 设 置长的 锚杆 必要时 采用 仰拱并设置长度大 于的锚杆 厚钢 筋网喷射混凝土 设 置长的 锚杆 必要时 采用 仰拱 厚钢 筋网喷射混凝土 设 置长的 锚杆 采用仰拱 必 要时 加设钢架 注表中的支护类型和参数 是指隧洞和倾角小于的斜井的永久支护 包括初期支护与后期支护的类型和参数 服务年限小于年及洞跨小于的隧洞和斜井 表中的支护参数 可根据工程具体情况 适当减小 复合衬砌的隧洞和斜井 初期支护采用表中的参数时 应根据工程的具体情况 予以减小 陡倾斜岩层中的隧洞或斜井易失稳的一侧边墙和缓倾斜岩层中的隧洞或斜井顶部 应采用表中第种支护类型和参 数 其他情况下 两种支护类型和参数均可采用 对高度大于的侧边墙 应进行稳定性验算并根据验算结果 确定锚喷支护参数 表竖井锚喷支护类型和设计参数表 竖井毛径 围岩级别 厚喷射混凝土 必 要时 局 部 设 置 长 的锚杆 厚喷射混凝土 设 置长的锚杆 或 厚喷射混凝土 厚喷射混凝 土 设置长的锚 杆 厚钢筋网喷 射混 凝 土 设 置 长 的锚杆 必要时 加设 混凝土圈梁 厚钢筋网喷 射混 凝 土 设 置 长 的锚杆 必要时 加设 混凝土圈梁 厚钢筋网喷 射混 凝 土 设 置 长 的锚杆 必要时 加设 混凝土圈梁 注井壁采用锚喷做初期支护时 支护设计参数可适当减小 级围岩中井筒深度超过时 支护设计参数应予以增大 理论计算和监控设计所需围岩物理力学计算指标 应通过 现场实测取得计算用的岩体弹性模量 粘结力值 应根据实测弹 性模量和粘结力的峰值乘以的折减系数后确定 当无实测数据时 各级围岩物理力学参数和岩体结构面的粘 结力及内摩擦角 可采用表和表中的数值 表岩体物理力学参数 围岩级别 重力密度 抗剪断峰值强度 内摩擦角粘聚力 变形模量 泊松比 表岩体结构面抗剪断峰值强度 序号 两侧岩体的坚硬程度 及结构面的结合程度 内摩擦角粘聚力 坚硬岩 结合好 坚硬较坚硬岩 结合一般 较软岩 结合好 坚硬较坚硬岩 结合差 较软岩软岩 结合一般 较坚硬较软岩 结合差结合很差 软岩 结合差 软质岩的泥化面 较坚硬岩及全部软质岩 结合很差 软质岩泥化层本身 竖井锚喷支护设计除应按照本规范表的规定确定 支护类型和参数外 还应遵守下列规定 罐道梁宜采用树脂锚杆或早强水泥浆锚杆固定 支承罐道梁处及岩层陡倾斜时 支护应予加强 设置混凝土圈梁时 加固围岩的锚杆应与圈梁连成一体 下述情况的锚喷支护设计 还应遵守下列相应的规定 隧洞交岔点 断面变化处 洞轴线变化段等特殊部位 均应 加强支护结构 对与喷射混凝土难以保证粘结的光滑岩面 应以锚杆或钢 筋网喷射混凝土支护为主 围岩较差地段的支护 必须向围岩较好地段适当延伸 级围岩中的个别断层或不稳定块体 应进行局部 加固 如遇岩溶 应进行处理或局部加固 对可能发生大体积围岩失稳或需对围岩提供较大支护力 时 应采用预应力锚杆加固 对下列地质条件的锚喷支护设计 应通过试验后确定 膨胀性岩体 未胶结的松散岩体 有严重湿陷性的黄土层 大面积淋水地段 能引起严重腐蚀的地段 严寒地区的冻胀岩体 锚杆支护设计 锚杆设计应根据隧洞围岩地质情况 工程断面和使用条件 等 分别选用下列类型的锚杆 全长粘结型锚杆 普通水泥砂浆锚杆 早强水泥砂浆锚杆 树脂卷锚杆 水泥卷锚杆 端头锚固型锚杆 机械锚固锚杆 树脂锚固锚杆 快硬水泥 卷锚固锚杆 摩擦型锚杆 缝管锚杆 楔管锚杆 水胀锚杆 预应力锚杆 自钻式锚杆 全长粘结型锚杆设计应遵守下列规定 杆体材料宜采用级钢筋 钻孔直径为的 小直径锚杆的杆体材料宜用钢筋 杆体钢筋直径宜为 杆体钢筋保护层厚度 采用水泥砂浆时不小于采用 树脂时不小于 杆体直径大于的锚杆 应采取杆体居中的构造措 施 水泥砂浆的强度等级不应低于 对于自稳时间短的围岩 宜用树脂锚杆或早强水泥砂浆锚 杆 端头锚固型锚杆的设计应遵守下列规定 杆体材料宜用级钢筋 杆体直径为 树脂锚固剂的固化时间不应大于快硬水泥的终凝 时间不应大于 树脂锚杆锚头的锚固长度宜为快硬水泥卷 锚杆锚头的锚固长度宜为 托板可用钢 厚度不宜小于尺寸不宜小于 锚头的设计锚固力不应低于 服务年限大于年的工程 应在杆体与孔壁间注满水泥砂 浆 摩擦型锚杆的设计应遵守下列规定 缝管锚杆的管体材料宜用锰或锰硅钢 壁厚为 楔管锚杆的管体材料可用钢 壁厚为 缝管锚杆的外径为缝宽为楔管锚 杆缝管段的外径为缝宽宜为圆管段内径不 宜小于 钻孔直径应小于摩擦型锚杆的外径 其差值可按表 选取 表缝管锚杆 楔管锚杆与钻孔的径差 岩石单轴饱和抗压强度径差 宜采用碟形托板 材料为钢 厚度不应小于尺 寸不应小于 杆体极限抗拉力不宜小于挡环与管壁焊接处的抗 脱力不应小于 缝管锚杆的初锚固力不应小于当需要较高的初 锚固力时 可采用带端头锚塞的缝管锚杆或楔管锚杆 水胀式锚杆材料宜选用直径为壁厚的无缝钢 管 并加工成外径为前后端套管直径为的杆体 水胀式锚杆的托板材料 规格同摩擦型锚杆 预应力锚杆的设计应遵守下列规定 硬岩锚固宜采用拉力型锚杆 软岩锚固宜采用压力分散型 或拉力分散型锚杆 设计锚杆锚固体的间距应考虑锚杆相互作用的不利影响 确定锚杆倾角应避开锚杆与水平面的夹角为 这一范围 预应力筋材料宜用钢绞线 高强钢丝或高强精轧螺纹钢 筋对穿型锚杆及压力分散型锚杆的预应力筋应采用无粘结钢绞 线当预应力值较小或锚杆长度小于时 预应力筋也可采用 级或级钢筋 预应力筋的截面尺寸应按下列公式确定 式中预应力筋的截面积 锚杆轴向拉力设计值 预应力筋抗拉强度标准值 预应力筋截面设计安全系数 临时锚杆取永久 锚杆取 预应力锚杆的锚固段灌浆体宜选用水泥浆或水泥砂浆等 胶结材料 其抗压强度不宜低于压力分散型锚杆锚固段 灌浆体抗压强度不宜低于 预应力锚杆的自由段长度不宜小于 预应力锚杆采用粘结型锚固体时 锚固段长度可按下列公 式计算 并取其中的较大值 式中锚固段长度 锚杆轴向拉力设计值 安全系数 应按表选取 锚固体直径 单根钢筋或钢绞线直径 钢绞线或钢筋根数 水泥结石体与岩石孔壁间的粘结强度设计值 取 倍标准值 表 水泥结石体与钢绞线或钢筋间的粘结强度设计值 取倍标准值 表 采用根或根以上钢绞线或钢筋时 介面粘结强 度降低系数 取 表岩石与水泥结石体之间的 粘结强度标准值 推荐 岩石种类 岩石单轴饱和抗压强度岩石与水泥浆之间粘结强度标准值 硬岩 中硬岩 软岩 注 粘结长度小于 表钢筋 钢绞线与水泥浆之间的 粘结强度标准值 推荐 类型粘结强度标准值 水泥结石体与螺纹钢筋之间 水泥结石体与钢绞线之间 注粘结长度小于 水泥结石体抗压强度标准值不小于 表岩石预应力锚杆锚固体设计的安全系数 锚杆破坏后 危害程度 最小安全系数 锚杆服务年限年锚杆服务年限年 危害轻微 不会构成公共安全问题 危害较大 但公共安全无问题 危害大 会出现公共安全问题 压力分散型或拉力分散型锚杆的单元锚杆锚固长度不宜 小于倍锚杆钻孔直径 设计压力分散型锚杆 还应验算灌浆体轴向承压力确 定注浆体的轴心抗压强度应考虑局部受压与注浆体侧向约束的有 利影响 一般由试验确定 预应力锚具及联接锚杆杆体的受力部件 均应能承受 的杆体极限抗拉力 锚固段内的预应力筋每隔应设置隔离架永 久性的拉力型或拉力分散型锚杆锚固段内的预应力筋宜外套波形 管 预应力筋的保护层厚度不应小于临时性锚杆预应力筋 的保护层厚度不应小于 自由段内预应力筋宜采用带塑料套管的双重防腐 套管 与孔壁间应灌满水泥砂浆或水泥净浆 永久性预应力锚杆的拉力锁定值应不小于拉力设计值 临时性预应力锚杆可等于或小于拉力设计值 自钻式锚杆的设计应遵守下列规定 自钻式锚杆杆体应采用厚壁无缝钢管制作 外表全长应具 有标准的连接螺纹 并能任意切割和用套筒联接加长 自钻式锚杆结构应包括中空杆体 垫板 螺母 联接套筒和 钻头 用于锚杆加长的联接套筒应与锚杆杆体具有同等强度 系统锚杆布置应遵守下列规定 在隧洞横断面上 锚杆应与岩体主结构面成较大角度布 置 当主结构面不明显时 可与隧洞周边轮廊垂直布置 在岩面上 锚杆宜呈菱形排列 锚杆间距不宜大于锚杆长度的 级围岩中的锚杆 间距宜为并不得大于 拱腰以上局部锚杆的布置方向应有利于锚杆受拉 拱腰以 下及边墙的局部锚杆布置方向应有利于提高抗滑力 局部锚杆的锚固体应位于稳定岩体内粘结型锚杆锚固 体长度内的胶结材料与杆体间粘结摩阻力设计值和胶结材料与孔 壁岩石间粘结摩阻力设计值均应大于锚杆杆体受拉承载力设计 值 喷射混凝土支护设计 喷射混凝土的设计强度等级不应低于对于竖井及重 要隧洞和斜井工程 喷射混凝土的设计强度等级不应低于喷 射混凝土龄期的抗压强度不应低于钢纤维喷射混凝 土的设计强度等级不应低于其抗拉强度不应低于抗 弯强度不应低于 不同强度等级喷射混凝土的设计强度应按表采用 表喷射混凝土的强度设计值 等级 喷射混凝土强度 强度种类 轴心抗压 弯曲抗压 抗拉 喷射混凝土的体积密度可取弹性模量应按表 采用喷射混凝土与围岩的粘结强度级围岩不应低 于级围岩不应低于 喷射混凝土与围岩粘结强度试验方法应遵守本规范附录 的规定 表喷射混凝土的弹性模量 喷射混凝土强度等级弹性模量 喷射混凝土支护的厚度 最小不应低于最大不宜超 过 含水岩层中的喷射混凝土支护厚度 最小不应低于 喷射混凝土的抗渗强度不应低于 级围岩中的隧洞工程 喷射混凝土对局部不稳定块 体的抗冲切承载力可按下式验算 当喷层内配置钢筋网时 则其抗冲切承载力按下式计算 式中不稳定岩面块体重量 喷射混凝土抗拉强度设计值 钢筋抗剪强度设计值 喷射混凝土厚度当时 仍以 计算 不稳定块体出露面的周边长度 与冲切破坏锥体斜截面相交的全部钢筋截面面积 安全系数 取 通过塑性流变岩体的隧洞或受采动影响的巷道及高速水 流冲刷的隧洞 宜采用钢纤维喷射混凝土支护 钢纤维喷射混凝土用的钢纤维应遵守下列规定 普通碳素钢纤维的抗拉强度不得低于 钢纤维的直径宜为 钢纤维的长度宜为且不得大于 钢纤维掺量宜为混合料重量的 钢筋网喷射混凝土中钢筋网的设计应遵守下列规定 钢筋网材料宜采用级钢筋 钢筋直径宜为 钢筋间距宜为 钢筋保护层厚度不应小于水工隧洞的钢筋保护层 厚度不应小于 钢筋网喷射混凝土支护的厚度不应小于且不宜大 于 对于下列情况 宜采用钢架喷射混凝土支护 围岩自稳时间很短 在喷射混凝土或锚杆的支护作用发挥 以前就要求工作面稳定时 为了抑制围岩大的变形 需要增强支护抗力时 钢架喷射混凝土支护的设计应遵守下列规定 可缩性钢架宜选用型钢钢架 刚性钢架宜用钢筋焊接 成的格栅钢架 采用可缩性钢架时 喷射混凝土层应在可缩性节点处设置 伸缩缝 钢架间距一般不大于钢架之间应设置纵向钢拉 杆 钢架的立柱埋入地坪下的深度不应小于 覆盖钢架的喷射混凝土保护层厚度不应小于 特殊条件下的锚喷支护设计 浅埋隧洞锚喷支护设计 符合表的浅埋岩石隧洞 宜采用锚杆钢筋网喷射混 凝土作永久支护 必要时应加设格栅钢架 其参数可采用工程类比 法并结合监控量测和理论计算确定 表宜采用锚喷支护的浅埋岩石隧洞条件 围岩级别洞顶岩石层厚度毛洞跨度水文地质条件 倍洞径无地下水 倍洞径无地下水 倍洞径无地下水 对于级围岩中的浅埋隧洞 应设置仰拱 必要时 宜 采用深层固结灌浆 设置长锚杆 超前锚杆或长管棚等方法加固地 层 对于表中的浅埋岩石隧洞 其支护结构应考虑偏压 对隧洞的影响 而作适当加强 表浅埋岩石隧洞考虑偏压影响条件 围岩级别洞顶地表横向坡度隧洞拱部至地表最小距离 倍洞径 倍洞径 倍洞径 覆土厚度大于倍洞径的浅埋土质隧洞初期支护宜选用 钢筋网喷射混凝土或钢架钢筋网喷射混凝土全封闭式支护型式 对于覆土小于倍洞径的浅埋土质隧洞采用锚喷支护作初期支护 时 其支护参数应通过现场试验及监控量测确定对于厚淤泥质 粘土或厚层含水粉细砂层等土层 未采取有效措施前不宜选用锚 喷支护作初期支护 浅埋土质隧洞锚喷支护结构类型和参数应根据土质条件 隧洞跨度 支护强度和支护刚度要求 采用计算方法确定 宜按表 的经验参数类比及现场监控量测验证 表浅埋土层隧洞初期支护结构类型和参数 洞跨 地质条件 无地下水 隧洞稳定 性较好 喷层厚钢 筋 网网 距 喷层厚钢 筋 网网 距 钢架间距 不大于 无地下水 隧洞稳定 性较差 喷层厚钢 筋 网网 距 钢 架间 距 喷层厚双 层钢筋网网距 钢 架间 距 不大于 计算浅埋土质隧洞初期支护参数时 其计算荷载包括下列 内容 永久性荷载 垂直土压力 侧向土压力及支护结构自重 地面附加荷载 浅埋土质隧洞采用钢架喷混凝土支护时 钢架应有足够的 刚度和强度 应能承受的垂直土压力 浅埋土质隧洞采用锚喷支护时 如地层稳定性差 宜采用 土层注浆 超前导管 长管棚等地层预加固预支护方法但注浆压 力应通过试验确定 以保证周围建筑物安全 塑性流变岩体中隧洞锚喷支护设计 位于变形量大且延续时间长的塑性流变岩体中的隧洞 宜 采用圆形 椭圆形等曲线形断面椭圆形断面隧洞的长轴宜与垂 直于洞轴线平面内的较大主应力方向相一致设计断面尺寸必须 预留周边相对位移量 塑性流变岩体中隧洞锚喷支护的设计应遵守下列规定 采用分期支护初期支护采用喷层厚度不大于 的锚喷支护 后期支护视具体情况采用锚喷支护或其他类型支 护 采用仰拱封底 形成封闭结构 采用监控量测 根据量测数据 及时调整支护抗力 老黄土隧洞锚喷支护设计 在老黄土中的隧洞 可采用钢筋网喷射混凝土作永久支 护 必要时 用水泥砂浆锚杆加强老黄土的主要物理力学指标应 符合表的规定 表老黄土物理力学指标 顺序项目单位指标 天然容重 天然含水率 塑性指数 粘聚力 内摩擦角 变形模量 采用锚喷支护的老黄土隧洞 洞跨不宜大于其断 面应为圆形或马蹄形 曲墙的矢高不应小于弦长的 并应设置 仰拱 老黄土隧洞锚喷支护设计应遵守下列规定 钢筋网喷射混凝土支护厚度宜为应分两次 施工当需要水泥砂浆锚杆加强时 锚杆长度宜为杆 体直径不宜大于锚杆孔径不宜小于 沿隧洞轴线每隔应设置环向伸缩缝 其宽度宜为 锚喷支护设计 必须对地表水和洞内施工水提出处理措 施 水工隧洞锚喷支护设计 在级围岩中的水工隧洞 符合下列条件之一时 锚喷支护可作为后期支护 围岩经过处理不透水 或外水压力高于内水压力 不会发 生内水外渗 隧洞虽有一定的渗水 但内水长期外渗不会危及岩体和山 坡的稳定 也不会给邻近建筑物带来危害 有压水工隧洞的锚喷支护 应按 围岩支护 变形一致的 原则 校核喷射混凝土支护的抗裂能力对于圆形隧洞 当 时 喷射混凝土支护允许承受的内水压力 可按下式计算 式中喷射混凝土支护允许承受的内水压力值 喷射混凝土的抗裂强度设计值 喷射混凝土的弹性模量 围岩的变形模量 围岩的泊松比 支护后的隧洞半径 喷射混凝土厚度 隧洞洞顶覆盖岩层厚度 对于承受较高内水压的重要水工隧洞 宜通过水压试验 确定 喷射混凝土支护的抗裂能力 当地下水位较高或长期使用后隧洞可能放空时 设计中 应校核锚喷支护在外水压力作用下的稳定性 采用锚喷支护的永久过水隧洞允许的水流流速不宜超过 临时过水隧洞允许的水流流速不宜超过 锚喷支护隧洞的糙率系数 可按下列公式计算 式中喷射混凝土支护的糙率系数 水力半径对于圆形断面的隧洞为 隧洞直径 隧洞洞壁平均起伏差 当喷射混凝土支护隧洞的底板使用浇筑混凝土时 应按下式 计算支护的综合糙率系数 式中隧洞的综合糙率系数 喷射混凝土糙率系数 浇筑混凝土部位的糙率系数 宜取 隧洞全断面的润周长 喷射混凝土的润周长 浇注混凝土的润周长 隧洞喷层表面的平均起伏差不应超过 锚喷支护的水工隧洞 喷射混凝土的厚度不应小于 抗渗强度不应小于 锚喷支护的水工隧洞 宜采用现浇混凝土做底拱 并应做 好现浇混凝土与喷射混凝土的接缝处理 受采动影响的巷道锚喷支护设计 受采动影响的煤层底板岩巷 电耙巷道和采矿进路 可采 用锚喷支护 受采动影响的巷道的锚喷支护设计应遵守下列规定 锚喷支护的类型和参数 可根据动压影响程度 围岩级别 巷道跨度和服务年限等因素 用工程类比法确定 宜采用锚杆钢筋 网喷射混凝土 或锚杆钢筋网喷射混凝土钢架等组合支护型式 受动压影响严重 并能引起围岩较大变形时 宜采用摩擦 型锚杆 钢纤维喷射混凝土或可缩性钢架等支护型式 当巷道建成后较长时间才受采动影响时 锚喷支护宜先 按静压受力状态要求设计 待动压来到之前 再行增强用于增强 的可缩性钢架 其结构构造应便于拆卸回收 边坡锚喷支护设计 边坡锚喷支护设计 应综合考虑岩土性状 地下水 边坡高 度 坡度 周边环境 坡顶建 构 筑物荷载 地震力及气候等因素 边坡锚杆的锚固力应由稳定性计算确定锚杆锚固段应伸入边坡 潜在滑移面以外 永久性边坡宜采用预应力锚杆或预应力锚杆与非预应力 锚杆相结合的支护类型坡面宜采用厚度不小于的配筋喷 射混凝土防护 边坡锚喷支护设计应包括防排水设计坡面的喷射混凝 土护层内应设置泄水孔 下列边坡工程的锚喷支护设计应通过专家论证 高度大于的岩石边坡和高度大于的土质边坡 地质及环境条件复杂 稳定性极差的边坡工程 滑坡区内的边坡工程 一旦失稳破坏 后果极为严重的边坡工程 现场监控量测 一 般 规 定 实施现场监控量测的工程应按表确定 并应将监控 量测项目列入锚喷支护设计文件 表隧洞进行现场监控量测的选定表 跨度 围岩分级 注者为应进行现场监控量测的隧洞 者为选择局部地段进行量测的隧洞 现场监控量测的设计文件应根据隧洞的地质状况 支护类 型及参数 工程环境 施工方法和其他有关条件制定其内容应包 括 量测项目及方法 量测仪器及设备 测点布置 量测程序 量测 频率 数据处理及信息反馈方法 现场监控量测宜由施工单位负责组织实施根据设计文 件的要求负责测点埋设 日常量测和数据处理工作 并及时进行信 息反馈 现场监控量测的内容与方法 实施现场监控量测的隧洞必须进行地质和支护状况观察 周边位移和拱顶下沉量测对于具有特殊性质和要求的隧洞尚应 进行围岩内部位移和松动区范围 围岩压力及两层支护间接触应 力 钢架结构受力 支护结构内力及锚杆内力等项目量测现场监 控量测记录表见本规范附录 隧洞开挖后应立即进行围岩状况的观察和记录 并进行工 程地质特征的描述支护完成后应进行喷层表面观察和记录 现场监控量测的隧洞 若位于城市道路之下或邻近建筑物 基础或开挖对地表有较大影响时 必须进行地表下沉量测及爆破 震动影响监测 各类量测点应安设在距开挖面范围之内 并应在工作 面开挖后内和下一次开挖之前测取初读数 每一项的量测间隔时间应根据该项目量测数据的稳定程 度进行确定和调整对于进行长期观察的隧洞 其后期量测间隔 时间可根据工程的性质和要求确定 各类量测仪器和工具的性能应准确可靠 长期稳定 保证 精度和易于掌握 现场监控量测的数据处理与反馈 现场监控量测的各类数据均应及时绘制成时态曲线 例如 位移 时间曲线应注明施工工序和开挖面距量测断面的距 离 当位移时态曲线的曲率趋于平缓时 应对数据进行回归分 析或其他数学方法分析 以推算最终位移值 确定位移变化规 律 隧洞周边的实测位移相对值或用回归分析推算的最终位 移值均应小于表所列数据值当位移速度无明显下降 而 此时实测位移相对值已接近表中规定的数值 同时支护混 凝土表面已出现明显裂缝 或者实测位移速度出现急剧增长时 必 须立即采取补强措施 并改变施工程序或设计参数 必要时应立即 停止开挖 进行施工处理 表隧洞周边允许位移相对值 埋深 围岩级别 注周边位移相对值系指两测点间实测位移累计值与两测点间距离之比 两测点间位移值也称收敛值 脆性围岩取表中较小值 塑性围岩取表中较大值 本表适用于高跨比的下列地下工程 级围岩跨度不大于 级围岩跨度不大于 级围岩跨度不大于 级围岩中进行量测的地下工程 以及级围岩中在表注 范围之外的地下工程应根据实测数据的综合分析或工程类比方法确定 允许值 经现场地质观察评定 认为在较大范围内围岩稳定性较 好 同时实测位移值远小于预计值而且稳定速度快 此时 可适当 减小支护参数 采用两次支护的地下工程 后期支护的施作 应在同时达 到下列三项标准时进行 隧洞周边水平收敛速度小于 拱顶或底板垂直位 移速度小于 隧洞周边水平收敛速度 以及拱顶或底板垂直位移速度明 显下降 隧洞位移相对值已达到总相对位移量的以上 隧洞稳定的判据是后期支护施作后位移速度趋近于零 支 护结构的外力和内力的变化速度也应趋近于零 光 面 爆 破 当用钻爆法开挖隧洞时 应采用光面爆破施工时 必须 编制爆破设计 按爆破图表和说明书严格施工 并根据爆破效果 及时修正有关参数 光面爆破的参数应根据工程类比法或通过现场试炮确定 试炮用的爆破参数可按表选用 表爆破参数 岩石 种类 岩石单轴饱和抗 压强度 装药不偶 合系数 周边眼 间距 周边眼抵 抗线 周边眼装药 集中度 硬岩 中硬岩 软岩 注括号内为直径的小炮眼数值 本表适用范围 眼深小炮眼深度不应大于 炮眼直径 装药集中度仅适用于号岩石硝铵炸药 当采用其他炸药时 应进行 换算 小炮眼宜采用乳化炸药 竖井爆破时 表中装药集中度数值应增加 周边眼施工应符合下列要求 洞轮廓线的眼距误差宜小于 炮眼外偏斜率不应大于 眼深