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发布时间:2022-05-06 03:11:00 作者:华源降水工程
根据岩体的产状,将围岩按大类分为整体、块状、层状和软弱松散等几类。不同结构类型的围岩,开挖洞室后力学形态的变化过程及其破坏机理各不相同,设计原则也有差别。对于整体状围岩,可以只喷上一薄层混凝土,防止围岩表面风化和消除表面凹凸不平以改善受力条件;仅在局部出现较大应力区时才加设锚杆。在块状围岩中必须充分利用压应力作用下岩块间的镶嵌和咬合产生的自承作用;喷锚支护能防止因个别危石崩落引起的坍塌。
喷射混凝土是水泥、砂、石加水和少量速凝剂,按一定的配合比混合而成的一种复合材料。要求水泥掺入速凝剂后,凝结快,保水性能好,早期强度增长快,收缩量较小;普通硅酸盐水泥比较符合这种要求。砂子应选用硬质洁净的天然或机制的中砂或粗中混合砂。石子应选用坚硬耐久的卵石或碎石,粒径不宜过大。拌和用水应为不含有影响水泥正常凝结和硬化的洁净水。加入速凝剂的目的在于使喷射混凝土速凝快硬,防止喷层因重力作用而坍落,提高喷射混凝土在潮湿岩面或轻微含水岩层中使用的适应性,增加一次喷射厚度和缩短两次喷射的间歇时间。速凝剂有固体的和液体的两种,其掺量取决于喷射混凝土的凝结时间和设计强度。过量的速凝剂会影响速凝效果和降低喷射混凝土的后期强度。与固体速凝剂相比较,液体速凝剂容易混合均匀,对喷射混凝土的后期强度影响较小。
用作性支护的锚杆,为了防止锚杆锈蚀和提高加固围岩的作用,目前中国常用灌浆锚杆,即全长锚固式锚杆,且大多采用灌筑水泥砂浆的砂浆锚杆,其施工工艺简单。
(1)螺纹钢筋砂浆锚杆。采用先灌后锚的方法。在钻孔中先灌入砂浆,然后打入一定长度和直径的螺纹钢筋即成。灌浆采用风动灌浆器;所用的砂浆配合比即水泥:砂:水为1:(1~1.5):(0.42~0.45)。此外,也有采用将砂浆装入玻璃管内或用两个钻有小孔的半圆形铁皮内,一起放入钻孔中,然后打入螺纹钢筋,砂浆在受挤压时玻璃管胀裂,或由铁皮上小孔中挤出,从而使锚杆和孔壁胶结成整体。
(2)楔缝式砂浆锚杆。是利用已起临时支护作用后的锚杆,经灌入砂浆,再起性支护的作用。此时须采用先锚后灌的方法,并须用真空压力灌浆,由真空泵、灰浆泵和灰浆搅拌机等组成灌浆装置;所用的砂浆配合比则须控制在1:0.7:(0.42~0.47)较好。
喷射混凝土和锚杆支护,一般应在隧道或洞室开挖后及时施作。在地质条件较好的围岩中,可先打锚杆或设钢筋网,再喷射混凝土;在破碎、松软或受水和空气作用容易蚀变、潮解的岩层中,开挖后应立即喷上混凝土,或先喷一薄层作临时支护,随后再加设锚杆或钢筋网,加喷一定厚度的混凝土,使其成为性支护。
喷锚支护
1.当浅埋暗挖施工地下结构处于富水地层中,且地层的渗透性较好,应降低地下水位法达到稳定围岩、提高喷锚支护安全的目的。含水的松散破碎地层宜采用降低地下水位法,不宜采用集中宣泄排水的方法。
2.在城市地下工程中采用降低地下水位法时,重要的决策因素是确保降水引起的沉降不会对既有构筑物或拟建构筑物的结构安全构成危害。
3.降低地下水位通常采用地面降水方法或隧道内辅助降水方法。
4.当采用降水方案不能满足要求时,应在开挖前进行帷幕预注浆,加固地层等堵水处理。根据水文、地质钻孔和调查资料,预计有大量涌水或涌水量虽不大,但开挖后可能引起大规模塌方时,应在开挖前进行注浆堵水,加固围岩。
大量工程实践表明,喷锚支护的柔性卸压作用对于保持围岩稳定是有利的。如我国金川镍矿某巷道,由于水平构造应力大,初采用各种刚度大的传统衬砌支护后却出现严重破坏。而后采用了喷锚支护作为初期支护,使围岩应力得以释放。初始支护后三个月,巷道的变形速率明显降低,其水平收敛值维持在15~20cm之间。
喷锚支护的灵活性主要指其支护类型、支护参数和施工步骤等的可变性。由于不同工程的岩体条件是不同且复杂的,传统支护方式往往无法做到随机应变。而喷锚支护则不同。其加固范围可以是局部也可以是整体,加固形式可以是单独使用锚杆或喷层,或采用喷锚联合支护,或与钢拱架等一起使用。此外,还可以根据不同部位的加固需求的不同,选择不同的加固方式。
喷锚支护的灵活性还表现为它既可以一次进行,也可以分多次进行。这样就可以满足塑性流变围岩对于支护结构要具有柔性的需要,用以调节支护柔性与抗力之间的平衡关系。
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