《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086-2001.pdf

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《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086-2001.pdf

3.0.1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。 3.0.2围岩级别的划分,应根据岩石坚硬性、岩体完整性、结构面

3.0.1锚喷支护工程的地质勘察工作应为围岩分级提供依 应贯穿工程建设始终。

应贝牙 3.0.2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3.0.2 的规定。

3.0.3岩体完整性指标用岩体完整性系数K表示HG/T 2895-2012 溴氨酸钠盐(1-氨基-4-溴蒽醌-2-磺酸钠),K,可按下 式计算:

式中Vpm一 隧洞岩体实测的纵波速度(km/s); Vpr隧洞岩石实测的纵波速度(km/s)。 当无条件进行声波实测时,也可用岩体体积节理数J,按表 3. 0. 3确定 K,,值。

表 3. 0.3 J、与K, 对照表

3.0.4围岩分级表(见本规范表3.0.2)中的岩体强度应力比的 计算应符合下列规定: 1当有地应力实测数据时:

式中Sm—岩体强度应力比;

度围持一稳要式域况跨到的主形落情能日月稳冒帮定失为片I<[sL'0~05'0]0t*0~0z'0]0t0~020]s1<岩波S~0$'~0(s/uy)0<岩Jsz'~z'0f度(edn)sz

K,一岩体完整性系数; 1—垂直洞轴线的较大主应力(kN/m²)。 2当无地应力实测数据时:

式中一一一岩体重力密度(kN/m); H一一隧洞顶覆盖层厚度(m)。 3.0.5对Ⅲ、V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。 3.0.6对Ⅱ、Ⅲ、N级围岩,当洞轴线与主要断层或软弱夹层的夹 角小于30°时,应降一级。

4.1.1锚喷支护的设计,宜采用工程类比法,必要时

1.1锚喷支护的设计,宜采用工程类比法,必要时应结合监 测法及理论验算法。

4.1.3锚喷支护施工设计阶段,应做好工程的地质调查工

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3.0.2的规定,详细划分围岩 级别,并修正初步设计。

4.1.6对围岩整体稳定性验算,可采用数值解法或解析解法;对

1.6对围岩整体稳定性验算,可采用数值解法或解析解法; 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

4.1.7对边坡工程错喷支护设计,应充分掌握工程的地质

,按不同的失稳破环类型,采用极限平衡法、数值分析法等方 行边坡稳定性分析计算。

2竖井锚喷支护类型和设计参数表

2未胶结的松散岩体; 3有严重湿陷性的黄土层; 4大面积淋水地段; 5 能引起严重腐蚀的地段; 严寒地区的冻胀岩体。 6

等,分别选用下列类型的锚杆: 1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; 2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; 3摩擦型锚杆:缝管锚杆、管锚杆、水胀锚杆: 4预应力锚杆; 5白钻式锚杆

1杆体材料宜采用1、Ⅲ级钢筋,钻孔直径为28~32mm的 小直径锚杆的杆体材料宜用Q235钢筋; 2杆体钢筋直径宜为16~32mm; 3杆体钢筋保护层厚度,采用水泥砂浆时不小于8mm,采用 树脂时不小于4mm; 4杆体直径大于32mm的锚杆,应采取杆体居中的构造措 施; 5水泥砂浆的强度等级不应低于M20; 6对于自稳时间短的围岩,宣用树脂锚杆或早强水泥砂浆锚 杆。

杆体材料宜用直级钢筋,杆体直径为1632m

2树脂锚固剂的固化时间不应大于10min,快硬水泥的终凝 时间不应大于12min; 3树脂锚杆锚头的锚固长度宜为200~250mm,快硬水泥卷 锚杆锚头的锚固长度宜为300~400mm; 4托板可用Q235钢,厚度不宜小于6mm,尺寸不宜小于 150mmX150mm; 5锚头的设计锚固力不应低于50kN; 6服务年限大于5年的工程,应在杆体与孔壁间注满水泥砂 浆。

2树脂锚固剂的固化时间不应大于10min,快硬水泥的终凝 时间不应大于12min; 3树脂锚杆锚头的锚固长度宜为200~250mm,快硬水泥卷 锚杆锚头的锚固长度宜为300~400mm; 4托板可用Q235钢,厚度不宜小于6mm,尺寸不宜小于 150mmX150mm; 5锚头的设计锚固力不应低于50kN; 6服务年限大于5年的工程,应在杆体与孔壁间注满水泥砂 浆。 4.2.4摩擦型锚杆的设计应遵守下列规定: 1缝管锚杆的管体材料宜用16锰或20锰硅钢,壁厚为2.0 2.5mm;楔管锚杆的管体材料可用Q235钢,壁厚为2.75~ 3.25mm; 2缝管锚杆的外径为30~45mm,缝宽为13~18mm;楔管 锚杆缝管段的外径为40~45mm,缝宽宜为10~18mm,圆管段内 径不宜小于27mm; 3钻孔直径应小于摩擦型锚杆的外径,其差值可按表4.2.4 选:

2.4摩擦型锚杆的设计应遵守下列规定

1缝管锚杆的管体材料宜用16锰或20锰硅钢,壁厚为2.0 ~2.5mm;楔管锚杆的管体材料可用Q235钢,壁厚为2.75~ 3.25mm; 2缝管锚杆的外径为30~45mm,缝宽为13~18mm;楔管 锚杆缝管段的外径为40~45mm,缝宽宜为10~18mm,圆管段内 径不宜小于27mm; 3钻孔直径应小于摩擦型锚杆的外径,其差值可按表4.2.4 选取:

表4.2.4缝管锚杆、楔管锚杆与钻孔的径差

4宜采用碟形托板,材料为Q235钢,厚度不应小于4mm,尺 寸不应小于120mm×120mm; 5杆体极限抗拉力不宜小于120kN,挡环与管壁焊接处的

4宜采用碟形托板,材料为Q235钢,厚度不应小于4mm,尺 寸不应小于120mm×120mm; 5杆体极限抗拉力不宜小于120kN,挡环与管壁焊接处的

抗脱力不应小于80kN; 6缝管锚杆的初锚固力不应小于25kN/m,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; 7水胀式锚杆材料宜选用直径为48mm,壁厚2mm的无缝 钢管,并加工成外径为29mm,前后端套管直径为35mm的杆体; 8水胀式锚杆的托板材料、规格同摩擦型锚杆。 4.2.5预应力锚杆的设计应遵守下列规定: 1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。 2设计锚杆锚固体的间距应考虑锚杆相互作用的不利影响。 3确定锚杆倾角应避开锚杆与水平面的夹角为一10°~ 十10°这一范围。 4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20m时,预应力筋也可采用 Ⅱ级或Ⅱ级钢筋。 5预应力筋的截面尺寸应按下列公式确定,

式计算,并取其中的较大值:

KN πDqr KN. ntdeq

9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15倍锚杆钻孔直径。 10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。 11预应力锚具及联接锚杆杆体的受力部件,均应能承受 95%的杆体极限抗拉力。 12锚固段内的预应力筋每隔1.5~2.0m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20mm。临时性锚杆预应 力筋的保护层厚度不应小于10mm。 13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。 14永久性预应力锚杆的拉力锁定值应不小于拉力设 临时性预应力锚杆可等于或小于拉力设计值。

1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; 2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; 3用于锚杆加长的联接套筒应与锚杆杆体具有同等强度。 4.2.7系统锚杆布置应遵守下列规定: 1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,可与隧洞周边轮垂直布置。 2在岩面上,锚杆宜呈菱形排列。 3锚杆间距不宜大于锚杆长度的1/2;IV、V级围岩中的锚 杆间距宜为0.5~1.0m,并不得大于1.25m。 4.2.8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。 4.2.9局部锚杆的锚固体应位于稳定岩体内。粘结型铺杆锚固 本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

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 壁岩石间粘结摩阻力设计值均应大于锚杆杆体受拉承载 值。

4.3喷射混凝士支护设计

4.3.1喷射混凝土的设计强度等级不应低于C15;对于竖并及重 要隧洞和斜井工程,喷射混凝土的设计强度等级不应低于C20;喷 射混凝士1d龄期的抗压强度不应低于5MPa。钢纤维喷射混凝 土的设计强度等级不应低于C20,其抗拉强度不应低于2MPa,抗 弯强度不应低于6MPa。 不同强度等级喷射混凝土的设计强度应按表4.3.1采用。

表4.3.1喷射混凝土的强度设计值(MPa)

4.3.2喷射混凝土的体积密度可取2200kg/m²,弹性模量应按表 1.3.2采用。喷射混凝土与围岩的粘结强度:I、Ⅱ级围岩不应低 于0.8MPa,ⅢI级围岩不应低于0.5MPa。 喷射混凝土与围岩粘结强度试验方法应遵守本规范附录A 的规定。

3.2喷射混凝土的弹性模量(MPa

4.3.3喷射混凝土支护的厚度,最小不应低于50mm,最

超过200mm 4.3.4含水岩层中的喷射混凝土支护厚度,最小不应低于 80mm。喷射混凝土的抗渗强度不应低于0.8MPa。 4.3.51、Ⅱ级围岩中的隧洞工程,喷射混凝士对局部不稳定块 体的抗冲切承载力可按下式验算

KG<0. 6 fiumh

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G不稳定岩面块体重量(N);

KG<0.3f,umh+0. 8fwAsvu

4.3.10对于下列情况,宜采用钢架喷射混凝士支护

1围岩自稳时间很短,在喷射混凝土或锚杆的支护作用发 人前就要求工作面稳定时;

1可缩性钢架宜选用U型钢钢架,刚性钢架宜用钢筋焊 龙的格栅钢架;

2采用可缩性钢架时,喷射混凝土层应在可缩性节点处设置 仲缩缝; 3钢架间距一般不大于1.20m,钢架之间应设置纵向钢拉 杆,钢架的立柱埋人地坪下的深度不应小于250mm; 4覆盖钢架的喷射混凝土保护层厚度不应小于40mm。

4.4特殊条件下的锚喷支护设计

4.4.1符合表4.4.1的浅理岩石隧洞,宜采用锚杆钢筋网喷射混

4.1符合表4.4.1的浅埋岩石隧洞,宜采用锚杆钢筋网喷射 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 并结合监控量测和理论计算确定

表4.4.1宜采用锚喷支护的浅埋岩石隧洞条件

4.4.2对于Λ、V级围岩中的浅理隧洞,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。 4.4.3对于表4.4.3中的浅埋岩石隧洞,其支护结构应考虑偏压 wELb m

表4.4.3浅埋岩石隧洞考虑偏压影响条件

4.4.4覆厚度大于1倍洞径的浅埋土质隧洞初期

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1倍洞径的浅理士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 支护作初期支护。 4.4.5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 4.4.5的经验参数类比及现场监控量测验证

4.4.5浅埋土质隧洞锚喷支护结构类型和参数应根据

洞跨度、支护强度和支护刚度要求,采用计算方法确定,宜按 4.5的经验参数类比及现场监控量测验证

表4.4.5浅理土层隧洞初期支护结构类型和参数

4.4.6计算浅理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。 2 地面附加荷载。 4.4.7 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40~60kN/m²的垂直土压力。

4.4.8浅埋土质隧洞采用锚喷支护时,如地层稳定性

浅埋土质隧洞采用锚喷支护时,如地层稳定性差,宜采用 浆、超前导管、长管棚等地层预加固预支护方法。但注浆压 过试验确定,以保证周围建筑物安全。

4.9位于变形量大且延续时间长的塑性流变岩体中的隧洞, 用圆形、椭圆形等曲线形断面。椭圆形断面隧洞的长轴宜与 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 留周边相对位移量,

4.4.10塑性流变岩体中隧洞锚喷支护的设计应遵守下列规定:

1采用分期支护。初期支护采用喷层厚度不天于100m 锚喷支护,后期支护视具体情况采用喷支护或其他类型 2米用仰拱封底,形成封闭结构。 3采用监控量测,根据量测数据,及时调整支护抗力。

4.4.11在老黄土中的隧洞,可采用钢筋网喷射混凝

4.11在老黄土中的隧洞,可采用钢筋网喷射混凝土作永久 必要时,用水泥砂浆锚杆加强。老黄土的主要物理力学指标 合表 4. 4. 11 的规定,

表4.4.11老黄士物理力学指标

4.12采用锚喷支护的老黄土隧洞,洞跨不宜大于6.5m,其 应为圆形或马蹄形,曲墙的矢高不应小于弦长的1/8,并应设 拱。

4.4.13老黄土隧洞锚喷支护设计应遵守下列规定:

1钢筋网喷射混凝土支护厚度宜为100~150mm,应分两次 施工。当需要水泥砂浆锚杆加强时,锚杆长度宜为2.0~2.5m,杆 体直径不宜大于18mm,锚杆孔径不宜小于60mm。 2沿隧洞轴线每隔5~10m应设置环向伸缩缝,其宽度宜为 10~20mm。 3锚喷支护设计,必须对地表水和洞内施工水提出处理措 施。

(IV)水工隧洞锚喷支护设计

(N)水工隧洞锚喷支护设

则,校核喷射混凝土支护的抗裂能力。对于圆形隧洞,当h/r。 05时,喷射混凝土支护允许承受的内水压力,可按下式计算

Er [P]≤f cra (r。+h) E. H r。(1+v,) r。

(4. 4. 15】

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。 4.4.16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。 4:4.17采用锚喷支护的永久过水隧洞允许的水流流速不宜超过 3m/s;临时过水隧洞允许的水流流速不宜超过12m/s。

R高 n1 14.8Rw 17.72g A

n" S, =n Si +nS

【V)受采动影响的巷道锚喷支护设计

4.4.21受采动影响的煤层底板岩巷、电粑巷道和采矿进路 用锚喷支护。

4.4.23当巷道建成后较长时间才受采动影响时,锚

按静压受力状态要求设计,待动压到来之前,再行增强。用 的可缩性钢架,其结构构造应便于拆卸回收,

4.5边坡锚喷支护设计

4.5.1边坡锚喷支护设计,应综合考虑岩士性状,地下水、 度、坡度、周边环境、坡顶建(构)筑物荷载、地震力及气候等 边坡锚杆的锚固力应由稳定性计算确定。锚杆锚固段应伸 潜在滑移面以外。

4.5.2永久性边坡宜采用预应力锚杆或预应力锚杆

杆相结合的支护类型。坡面宜采用厚度不小于10cm的配筋 混凝士防护,

4.5.3边坡锚喷支护设计应包括防排水设计。坡面的喷!

4.5.4下列边坡工程的锚暗

1 高度大于30m的岩石边坡和高度大于20m的土质边坡。 2 地质及环境条件复杂,稳定性极差的边坡工程。 3 滑坡区内的边坡工程。 4一旦失稳破坏,后果极为严重的边坡工程。

5现场监控量测5.1一般规定5.1.1实施现场监控量测的工程应按表5.1.1确定,并应将监控量测项目列人锚喷支护设计文件。表5.1.1隧进行现场监控量测的选定表跨度 B(m)B≤55

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》 钢架结构受力、支护结构内力及锚杆内力等项目量测。现场1 量测记录表见本规范附录B

5.2.2隧洞开挖后应立即进行围岩状况的观察和记录,并

5.2.3现场监控量测的隧洞,若位于城市道路之下或邻近建筑物

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码 动影响监测

5.2.4各类量测点应安设在距开挖面1m范围之内,并应在工作

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。

5.2.6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。

5.2.6各类量测仪器和工具的性能应准确可靠JGJT 351-2015 建筑玻璃膜应用技术规程,长期稳定、保证

5.3.1现场监控量测的各类数据均应及时绘制成时态曲线(例如

5.3.2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 律。

DL/T 1400-2015 油浸式变压器测温装置现场校准规范5.3.3隧洞周边的实测位移相对值或用回归分析推算的最终付

移值均应小于表5.3.3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5.3.3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5.3.3隧洞周边允许位移相对值(%)埋深(m)<5050~300>300围岩级别II0.10~0.300.20~0.500.40~1.20IV0.15~0.500.40~1.200.80~2.00.V0.20~0.800.60~1.601.00~3.00注:1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。2脆性围岩取表中较小值,塑性围岩取表中较大值。3本表适用于高跨比0.8~1.2的下列地下工程:Ⅲ级围岩跨度不大于20m;IV级围岩跨度不大于15m;V级围岩跨度不大于10m。I、Ⅱ级围岩中进行量测的地下工程,以及Ⅲ、IV、V级围岩中在表注3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。5.3.4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。5.3.5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:1隧洞周边水平收敛速度小于0.2mm/d;拱顶或底板垂直位移速度小于0.1mm/d;2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;3隧洞位移相对值已达到总相对位移量的90%以上。5.3.6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。.33

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