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7、3,一般條件下的錨噴支護(hù)設(shè)計(jì),工程類比法設(shè)計(jì)7,3，1、7，3、2 錨噴支護(hù)工程類比法設(shè)計(jì)適用于我國水利水電、公路 鐵路。礦山 軍工 市政、物資儲(chǔ)存和城市交通等各類地下工程支護(hù),本條就下列方面對(duì)原規(guī)范 錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范、GB。50086.2001關(guān)于工程類比法設(shè)計(jì)錨噴支護(hù)的應(yīng)用范圍、錨噴類型參數(shù)作了調(diào)整和補(bǔ)充.1,根據(jù)我國二灘，三峽、龍灘,拉西瓦，瀑布溝 小灣等水電站的地下廠房 洞室跨度.30m.高跨比均大于2，0,采用錨噴支護(hù)的成功經(jīng)驗(yàn).將、級(jí)圍巖按工程類比法設(shè)計(jì)的洞室跨度范圍由原規(guī)范的25m，級(jí)圍巖、20m,級(jí)圍巖 均擴(kuò)大至35m、2 近十年來。由于地下洞室開挖斷面不斷擴(kuò)大。錨桿施工機(jī)具也有了很大發(fā)展、地下工程中系統(tǒng)錨桿長(zhǎng)度均有所增大,對(duì)二灘.三峽,龍灘,溪洛渡，錦屏。級(jí),小灣等數(shù)十個(gè)大中型水電地下工程的錨桿長(zhǎng)度統(tǒng)計(jì)表明 大跨度地下洞室頂拱系統(tǒng)錨桿的長(zhǎng)度一般為、0 25.0。30,B.當(dāng)洞室高跨比。H。B。在0，8 1，2時(shí),邊墻系統(tǒng)錨桿的長(zhǎng)度一般情況下與頂拱系統(tǒng)錨桿的長(zhǎng)度相當(dāng).美國工程協(xié)會(huì)規(guī)定頂部系統(tǒng)錨桿的最小長(zhǎng)度為0,25B，拱線以下部位錨桿長(zhǎng)度宜為0,20H。為此。本規(guī)范表7 3、3，1和表7、3，2對(duì)系統(tǒng)錨桿長(zhǎng)度均有所增大，表7。3，3。1中所列的 10m和。15m的長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力錨桿主要用于H.B、2的大型洞室邊墻部位，見表9.3.本規(guī)范表7,3,3.1規(guī)定，對(duì)。25m、級(jí)圍巖、20m，級(jí)圍巖，和。5m 級(jí)圍巖.的隧道洞室.尤其是拱頂，支護(hù)應(yīng)采用低預(yù)應(yīng)力、張拉型,錨桿和噴射鋼纖維混凝土,這是因?yàn)榈皖A(yù)應(yīng)力錨桿是主動(dòng)型錨桿 能在開挖后立即提供支護(hù)抗力。并改善圍巖應(yīng)力狀態(tài),噴射鋼纖維混凝土則能在巖石開挖后立即施作，免除敷設(shè)鋼筋網(wǎng)工序。且早期強(qiáng)度高,有利于阻止圍巖的松動(dòng) 表9、H。B,2。0大型洞室邊墻錨桿,錨索 長(zhǎng)度與邊墻高度統(tǒng)計(jì)表。注 1，洞室跨度欄數(shù)值分別為吊車梁以上和以下的開挖跨度 2,H，B和L，H分別采用吊車梁以上開挖跨度B和較大的錨桿 索,深度L進(jìn)行計(jì)算,7,3 3。系統(tǒng)錨桿主要對(duì)圍巖起整體加固作用。在巖面上，錨桿呈矩形或菱形布置.提供側(cè)向較均勻支護(hù)抗力、有利于巖體中承載拱圈的形成、錨桿與巖體主結(jié)構(gòu)面成較大角度布置。則能穿過更多的結(jié)構(gòu)面。有利于提高結(jié)構(gòu)面上的抗剪強(qiáng)度.使錨桿間的巖塊相互咬合、以發(fā)揮錨桿對(duì)圍巖的聯(lián)鎖加固作用。系統(tǒng)錨桿的間距.除受圍巖穩(wěn)定條件及錨桿長(zhǎng)度制約外。在穩(wěn)定性較差的巖體中 為使支護(hù)緊跟掘進(jìn)工作面,錨桿的縱向間距還受掘進(jìn)進(jìn)尺度影響、所以.錨桿縱向間距的選定 還要與所采用的施工方法相適應(yīng).根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，為使一定深度的圍巖形成承載拱，錨桿長(zhǎng)度必須大于錨桿間距的兩倍，因此,規(guī)定系統(tǒng)錨桿的間距不宜大于錨桿長(zhǎng)度的1,2。但是.在，類圍巖中，一般被節(jié)理分割的巖石塊度較小.為防止錨桿間的巖塊可能因咬合和聯(lián)鎖不良。而導(dǎo)致掉塊或墜落 因此,還規(guī)定在,類圍巖中，錨桿間距不得大于1 25m 兩洞之間的巖柱，采用對(duì)拉預(yù)應(yīng)力錨桿。可達(dá)到更好的支護(hù)效果，監(jiān)控量測(cè)法7，3,4 圍巖，錨噴支護(hù)，體系力學(xué)性態(tài)的監(jiān)控量測(cè)是地下工程錨噴支護(hù)設(shè)計(jì)和施工滿足工程安全可靠.經(jīng)濟(jì)合理要求所必須遵循的重要原則 是進(jìn)行地下工程錨噴支護(hù)動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)、本條規(guī)定的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)選定原則與原規(guī)范。錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范。GB、50086。2001保持一致,即跨度較大和圍巖較差的地下工程，應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)、圍巖好或特別好的跨度又很大的地下洞室.宜在局部地段進(jìn)行量測(cè)、7,3。5，監(jiān)測(cè)資料可反映各種自然因素和人為因素對(duì)圍巖變形的影響。通過對(duì)監(jiān)測(cè)資料的分析，可評(píng)價(jià)圍巖穩(wěn)定狀態(tài)的綜合影響、了解水文地質(zhì).工程地質(zhì)的變化趨勢(shì)。檢驗(yàn)工程地質(zhì)結(jié)論、驗(yàn)證初步設(shè)計(jì)支護(hù)參數(shù)的合理性,是進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)和保證工程安全的重要依據(jù)，錨噴支護(hù)監(jiān)控量測(cè)設(shè)計(jì)包括、選擇與圍巖地質(zhì)條件 洞室開挖尺寸及施工方法相適應(yīng)的監(jiān)控項(xiàng)目,包括但不限于多點(diǎn)位移計(jì)。錨桿應(yīng)力計(jì)，測(cè)力計(jì).測(cè)縫計(jì)。聲波測(cè)試和外表觀察等。合理地布置監(jiān)測(cè)系統(tǒng).科學(xué)的量測(cè)方法,監(jiān)測(cè)信息的分析與整理.監(jiān)控信息反饋和支護(hù)參數(shù)與施工方法的修正，7。3、6。由業(yè)主委托有安全監(jiān)測(cè)資質(zhì)的單位實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)工作,有利于客觀 公正 準(zhǔn)確地獲取監(jiān)測(cè)信息 以滿足監(jiān)控量測(cè)法設(shè)計(jì)的順利實(shí)施.7，3 7,地質(zhì)和支護(hù)狀況觀察、周邊位移和頂拱下沉是洞室必須量測(cè)的項(xiàng)目,洞室開挖后應(yīng)立即進(jìn)行圍巖狀況的觀察和記錄、支護(hù)完成后應(yīng)進(jìn)行噴層表面的觀察和記錄。7 3。8。對(duì)于城市淺埋隧洞等地下工程,由于行車路面、重要建筑物等對(duì)地表下沉數(shù)值有嚴(yán)格的要求.因此.本條款規(guī)定必須進(jìn)行地表下沉的監(jiān)控量測(cè) 并應(yīng)及時(shí)進(jìn)行信息反饋。以保證地面道路和建筑物的安全。7，3 10.表7。3，10中的洞室周邊允許位移相對(duì)值,控制標(biāo)準(zhǔn)適用于高跨比0、80，1 20,埋深不超過500m，且對(duì)。和、級(jí)圍巖中的洞室跨度分別不大于20、15，10m的地下工程 對(duì)于大跨度，高邊墻地下工程或洞室群,應(yīng)根據(jù)向洞內(nèi)收斂位移 收斂比、收斂速率等指標(biāo)進(jìn)行綜合分析評(píng)判和工程類比進(jìn)行修正，圖5為部分大型地下工程計(jì)算和實(shí)測(cè)周邊位移相對(duì)值。其高跨比一般大于2.0?？缍却笥?0m。圖5 部分地下廠房邊墻計(jì)算位移相對(duì)值。1 溪洛渡左岸 2 溪洛渡右岸、3、瀑布溝 4 錦屏，級(jí),5。長(zhǎng)河壩，6 大崗山 7，色爾古，8。大發(fā)、9、仁宗海、10.二灘，11.小灣、12,三峽，13,小浪底.14 向家壩。15。龍灘。16 瑯琊山，17、廣州抽水蓄能、18.漁子溪一級(jí),19，大朝山.20，拉西瓦 從圖7，3，10可以看出.部分大中型地下廠房計(jì)算和實(shí)測(cè)周邊位移相對(duì)值為0,30,0 80，本規(guī)范規(guī)定 若超過穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn) 應(yīng)立即作出預(yù)報(bào) 采用補(bǔ)強(qiáng)措施或調(diào)整施工程序及支護(hù)參數(shù).當(dāng)出現(xiàn)變形速率加快時(shí).應(yīng)采取緊急加強(qiáng)措施，同時(shí)、應(yīng)加密監(jiān)測(cè)并及時(shí)提供觀測(cè)成果。理論驗(yàn)算法7。3、13。隧洞與地下工程圍巖穩(wěn)定理論計(jì)算的各項(xiàng)基礎(chǔ)資料和計(jì)算參數(shù)選擇有很強(qiáng)的綜合性、應(yīng)收集的基礎(chǔ)資料包括地形地貌資料，工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料,地應(yīng)力實(shí)測(cè)資料。洞室布置和設(shè)計(jì)資料、初步擬定的開挖步序和支護(hù)方案,現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)得到的巖體基本物理力學(xué)參數(shù)等.在地震烈度高于8度的地區(qū)，則需要抗震分析的地震資料,在缺乏試驗(yàn)條件的情況下.根據(jù)工程類比 可按經(jīng)驗(yàn)確定相關(guān)的參數(shù)取值。上述資料應(yīng)結(jié)合所采用的分析方法。適用條件,穩(wěn)定評(píng)價(jià)指標(biāo)和設(shè)計(jì)階段深度要求進(jìn)行必要的篩選，分析確定、科學(xué),合理地確定錨噴巖體的工程地質(zhì)力學(xué)模型和物理力學(xué)參數(shù)。對(duì)正確評(píng)價(jià)錨噴的支護(hù)作用與錨噴后地下工程的穩(wěn)定性至關(guān)重要,必須高度重視,7。3,14,由于計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)發(fā)展非常迅速 許多現(xiàn)實(shí)復(fù)雜的力學(xué)模型和邊界條件都可以用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算。地下工程圍巖穩(wěn)定性數(shù)值分析法包括適用于連續(xù)介質(zhì)的有限單元法，F(xiàn)EM、邊界單元法。BEM,拉格郎日元法,FLAC，無單元法，Element。Free。Method 等 用于非連續(xù)介質(zhì)的關(guān)鍵塊體理論、KBT。離散元法、DEM.不連續(xù)變形分析法，DDA、界面元法 Interface、Stress,Element、Method.以及塊體赤平解析法，可同時(shí)用于連續(xù)介質(zhì)和非連續(xù)介質(zhì)的數(shù)值流形法,NMM、Numerical.Manifold,Method,上述各種方法之間的耦合方法.基于逆向思維而提出的上述各種方法的反演分析 Inverse.Analysis。方法和與數(shù)學(xué)優(yōu)化理論。人工智能 遺傳算法相結(jié)合的反饋分析。Feedback，Analysis。方法，目前也在地下洞室穩(wěn)定分析中得到應(yīng)用,國內(nèi)用數(shù)值分析法進(jìn)行地下工程圍巖的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算,尤以有限元法和拉格朗日元法應(yīng)用最為廣泛.計(jì)算結(jié)果的穩(wěn)定性也較好 需要強(qiáng)調(diào)的是對(duì)于地下工程圍巖穩(wěn)定和錨噴支護(hù)的任何理論分析方法都不能代替工程師的智慧和經(jīng)驗(yàn),有時(shí)甚至是直覺的判斷。7，3 15 由于圍巖地質(zhì)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，地應(yīng)力.地下水、巖體力學(xué)參數(shù)的不確定性.因此。計(jì)算中不必過于追求高精度的模型和計(jì)算方法。而應(yīng)選擇能較好地反映地下工程的實(shí)際工作狀態(tài)、簡(jiǎn)潔，實(shí)用的計(jì)算模型、錨噴支護(hù)條件下圍巖整體穩(wěn)定性驗(yàn)算。目前還缺乏合理有效的洞室圍巖穩(wěn)定分析及判別的方法。沒有公認(rèn)的量化安全指標(biāo)。國內(nèi)外尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，圍巖應(yīng)力狀態(tài)計(jì)算方法和力學(xué)模型也不統(tǒng)一。但巖土工程理論研究和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)較多地采用以彈塑性理論計(jì)算為依據(jù)。若只按彈性理論進(jìn)行圍巖穩(wěn)定驗(yàn)算是不合理的.因?yàn)椴蛔寚鷰r進(jìn)入塑性。違背了現(xiàn)代支護(hù)理論的基本原則，即無法充分發(fā)揮圍巖的自承能力、事實(shí)表明.圍巖出現(xiàn)一定范圍的塑性區(qū)。只要不進(jìn)入松散狀態(tài)并不會(huì)失穩(wěn).反而有利于減小支護(hù)結(jié)構(gòu)的負(fù)擔(dān)。發(fā)揮圍巖的自承能力,在實(shí)際工程計(jì)算中。一般根據(jù)巖體的地應(yīng)力狀態(tài)和巖性特征選擇相適應(yīng)的力學(xué)模型、抵抗局部危巖的錨桿與噴射混凝土支護(hù)設(shè)計(jì)7、3.17、7.3。19.局部塊體失穩(wěn)是受軟弱結(jié)構(gòu)面控制的 采用錨噴支護(hù)阻止不穩(wěn)定巖塊失穩(wěn)、宜用極限平衡法進(jìn)行局部穩(wěn)定性驗(yàn)算、拱腰以上即洞室頂部不穩(wěn)定塊體側(cè)向約束較弱.一般呈現(xiàn)塌落的形式失去穩(wěn)定 因而計(jì)算時(shí)不計(jì)結(jié)構(gòu)面上的C，Φ值。按錨桿承擔(dān)全部不穩(wěn)定巖體重量考慮,由于洞室頂部不穩(wěn)定塊體的不確定性及危害程度更大，危巖的局部穩(wěn)定安全系數(shù)K宜按上限選取，拱腰以下及邊墻部位的不穩(wěn)定塊體，一般受底滑面和側(cè)滑面約束,需考慮滑動(dòng)面上的黏結(jié)力和摩擦力作用,計(jì)算時(shí)?？砂村^桿力、黏結(jié)力和摩擦力共同作用承擔(dān)不穩(wěn)定巖體的滑動(dòng)力考慮