初期支护课件.pptx

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1、(二)喷锚支护工程特点1.灵活性锚喷支护是由喷射混凝土、锚杆、钢筋网等进行适当组合的支护形式,它们既可以单独使用,也可以组合使用;既可以用于局部加固,也易于实施整体加固;既可以一次完成,也可以分次完成。充分体现了“先柔后刚、按需提供”的原则。2.及时性锚喷支护能在施作后迅速发挥其对围岩的支护作用。这不仅表现在时间上,即喷射混凝土和锚杆都具有早强性能,需要它时,它就能起作用;而且表现在空间上,即喷射混凝土和锚杆可以紧跟开挖而施工。第1页/共23页3.密贴性喷射混凝土能与坑道周边的围岩全面、紧密地粘结,因而可以抵抗岩块之间沿节理的剪切和张裂。4.深入性锚杆能深入围岩体内部一定深度,对围岩起约束作用

2、,这种作用尤其是以适当密度的径向锚杆的效果最为明显,径向锚杆又叫做系统锚杆。5.柔性锚喷支护属于柔性支护,它可以较便利地调节围岩变形,允许围岩作有限的变形,以发挥围岩的自承能力。6.封闭性喷射混凝土能全面及时地封闭围岩,这种封闭阻止了洞内潮气和水对围岩的侵蚀作用,减少了膨胀性岩体的软化和膨胀。第2页/共23页二、锚杆锚杆是用金属或其它高抗拉性能的材料制作的一种杆状构件,使用某些机械装置和粘结介质,通过一定的施工操作,将其安设在地下工程的围岩中。锚杆的种类很多,按其锚固形式可分为:端头锚固式、全长粘结式以及摩擦式等三种。(一)水泥砂浆锚杆水泥砂浆锚杆,是以水泥砂浆作为粘结剂、螺纹钢筋作为杆体的全

3、长粘结式锚杆;又叫钢筋灌浆锚杆,如图所示。第3页/共23页水泥砂浆锚杆 第4页/共23页钢筋灌浆锚杆是隧道内使用最多的一种锚杆。1.钢筋灌浆锚杆施工工艺,如图所示。第5页/共23页2.施工要点(1)杆体材料宜用直径1422mm的螺纹钢筋,抗拉力不小于180KN,长度一般在23.5m左右;锚杆应按设计要求的尺寸截取,并整直、除锈和除油;如图所示。第6页/共23页(2)水泥一般选用42.5级的普通硅酸盐水泥,砂子的粒径不大于3mm,并严格过筛;砂浆标号不低于M20,保证锚杆钢筋保护层不小于8mm;(3)钻孔可用普通风钻或液压台车完成,一般孔径比杆径大15mm,钻孔深度误差不得大于50mm,孔钻好后

4、用高压水冲洗干净;如图所示。(4)砂浆配合比:砂灰重量比宜为1:11:2,水灰比宜为0.380.45,砂浆应拌和均匀,并调整其和易性,随拌随用,一次拌和的砂浆必须在初凝前用完,并严防石块、杂物混入;(5)注浆时,注浆管应先插到钻孔底,开始注浆后,徐徐均匀地将注浆管往外抽出,并始终保持注浆管口埋在砂浆内,以免浆中出现空洞;注浆开始或中途停止超过30min时应用水或稀水泥浆润滑注浆罐及其管路。第7页/共23页(6)注浆体积应略多于需要体积,将注浆管抽出后,应立即插入杆体;可以用锤击或用风钻冲击,使杆体强行插入钻孔;(7)杆体插入孔内的长度不得短于设计长度的95%,锚杆安装后,不得随意敲击;砂浆是否

5、饱满,可以根据孔口是否有砂浆挤出来判断;(8)杆体到位后要用木楔或小石子在孔口卡住,防止杆体滑出;砂浆未达到设计强度的70%时,不得随意碰撞,一般规定三天内不得悬挂重物;全长粘结型锚杆应设置垫板,安装垫板和紧固螺帽应在水泥浆体的强度达到10Mpa后进行。第8页/共23页(二)药包锚杆所谓的药包指的是树脂卷、快硬水泥卷或早强砂浆卷,又叫做锚固剂。但树脂卷比较昂贵,实际中常用的是快硬水泥卷或早强砂浆卷。第9页/共23页药包锚杆,是以快硬水泥卷或早强砂浆卷作为内锚固剂的内锚头锚杆;可用水泥或水泥砂浆自己配制或购买工厂定型产品;它属于端头锚固式。如图所示。树脂锚杆如图所示。1-树脂;2-纤维纸;3-固

6、化剂;4-玻璃管;5-堵头;6-快硬水泥;7-滤纸筒;8-纱网;9-锚固剂;10-麻花杆体;11-垫板;12-螺母;第10页/共23页药包锚杆施工要点如下:1.快硬砂浆水泥卷的贮存应严防受潮,不得使用受潮结块的水泥卷,使用时用锥子在快硬水泥卷端头扎两个排气孔,然后将水泥卷竖立放于清洁水中,保持水面高出水泥卷10cm;浸水时间以不冒气泡为准,但不能超过水泥的初凝时间;2.将浸好水的水泥卷用锚杆送至眼底,并轻轻捣实;将锚杆外端装上连接套筒和搅拌机,然后开动搅拌机,带动钻杆旋转,搅拌水泥浆,连续搅拌水泥卷的时间宜为3060s;并用人力推进锚杆至眼底,再保持10s的搅拌时间;3.轻轻卸下搅拌机,用木楔

7、楔住杆体,使其位于钻眼中心;安装端头锚固型锚杆的垫板时,螺帽的拧紧扭矩不应小于100Nm,垫板安装后,应定期检查其紧固情况,如有松动,及时处理。第11页/共23页树脂卷宜存放在阴凉、干燥和温度在5-25的防火仓库中;树脂卷应在规定的贮存期内使用,使用前,应检查其质量,变质者不得使用;超过使用期者应通过试验,合格后方可使用。树脂锚杆安装时施工人员用锚杆杆体将树脂卷送至孔底,搅拌树脂时应缓慢推进锚杆杆体;树脂搅拌完毕后,应立即在孔口处将锚杆杆体临时固定;垫板应在搅拌完毕15min后进行,当现场温度低于5时,安装垫板的时间可适当延长。第12页/共23页(三)自钻式锚杆自钻式锚杆是集钻孔、注浆、锚固于

8、一体的新型锚杆,施工时可用一般风钻钻孔,一次安装成功,目前铁路隧道中也广泛使用。如图所示。自钻式锚杆是钻杆及锚杆合二为一,锚杆可任意切割或接长,其钻头是临时一次性的;将钻进灌浆和锚固有机地结合为一体,当钻进到设计深度时,由于钻杆即锚杆,因而不存在退出钻杆、插入锚杆的工序,可避免塌孔而造成返工。第13页/共23页自钻式锚杆中空,因而锚杆作为注浆管,砂浆从锚杆末端进入,通过锚杆空腔及中空钻头,从锚杆前端溢出,可保证砂浆饱满。杆体表面螺纹使它比一般锚杆有更强的粘结能力,采用专利压力注浆阀,提高了注浆效果,采用旋进式止浆塞,可更好地达到止浆效果,边钻进边加长,可在狭窄空间内施工。第14页/共23页自钻

9、式锚杆施工要点如下:1.安装前,应检查锚杆体中孔和钻头的水孔是否畅通,若有异物堵塞,应及时处理。2.锚杆体钻进至设计深度后,应用水和空气洗孔,直至孔口返水或返气,方可将钻机和连接套卸下,并及时安装垫板及螺母,临时固定杆体。3.锚杆注浆料宜采用纯水泥浆或1:1水泥砂浆,水灰比宜为0.40.5,采用水泥砂浆时,砂子粒径不应大于1.0mm。4.注浆料应由杆体中孔灌入,水泥浆体强度达到10.0Mpa后,方可上紧螺母。第15页/共23页(四)摩擦型锚杆摩擦型锚杆常用的有以下几种,它们的共同点是能及时形成支护能力,但杆体没有保护层,不能作为永久结构,适用于临时支护。1.楔缝式锚杆:杆体由端头切缝的圆钢和铁

10、楔组成,杆体插入锚孔后,冲击杆体,使铁楔胀开切缝,形成锚固力。如图所示。第16页/共23页2.缝管式杆:用钢板卷压而成,与挡环、弹性垫板为一体;锚孔略小于杆体直径,将杆体强行推入锚孔后,杆体受挤压,对孔壁产生弹性抗力,立即形成锚固力。如图所示。第17页/共23页另外,需要注意的是锚杆必须安装垫板,而且垫板应与喷混凝土面密贴;在现场,锚杆不加垫板是普遍存在的问题,甚至已经被误认为是正确的做法,事实它是造成坍方的主要原因。钻孔方向应与孔口岩面垂直,才能使垫板密贴岩面,拧紧尾部螺母,如果施工不符合此要求,不仅影响锚固效果,甚至造成失效。垫板一般用厚度10mm后的钢板制成,规格一般为200200mm。

11、且固定垫板的螺母应拧紧。如图所示。第18页/共23页在锚杆受力较大的地方,锚杆可能会失效,其原因有两种:第一种是由于锚杆本身的强度不够而被拉断;第二种是由于锚固力不足而被拉出。此时,可以采用高强锚杆或加大锚杆直径、加长锚杆长度、增加锚杆数量等措施。(五)锚杆的布置形式锚杆的布置一般采用局部和系统两种形式。局部锚杆:在硬岩中,由于岩层倾斜或呈水平状,常用锚杆进行局部加固;这种锚杆的布置是不规则的,锚杆的方向按实际需要布置。第19页/共23页有一种局部锚杆叫做锁脚锚杆,数量少但很重要,它是为了阻止钢拱架的掉落而设置的,如图所示;如果其掉落,将直接威胁到施工人员的安全。第20页/共23页系统锚杆:是指沿着隧道开挖周边纵横方向有规则地布置,其目的是将锚杆有系统地深入到岩层内部,改善围岩的承载能力。如图所示。第21页/共23页系统锚杆的布置形式有两种,即矩形和梅花形,如图所示。;梅花形布置比较均匀,效果较好,因此多以梅花形布置为主。第22页/共23页感谢您的欣赏!第23页/共23页

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