隧道工程锚喷支护结构的设计与施工教学学习教案

1、会计学1隧道工程隧道工程(gngchng)锚喷支护结构的设计锚喷支护结构的设计与施工教学与施工教学第一页，共45页。 60年代后发展期来的现代支护理论阶段： 特点：围岩和支护结构共同组成了承载的支护体系(tx)，其中围岩是主要的承载结构，而支护结构是辅助性的，但也不可缺少。 代表：新奥法理论是其典型代表。2、现代支护理论与设计要点 现代支护理论 一切方法、手段和措施都围绕围岩稳定为目的； 支护与围岩视作统一的复合体，支护合围岩共同作用； 在复合体中，围岩是承载主体，最大限度的发挥围岩的自承能力，同时也要发挥支护结构的承载能力； 凭借现场试验和监测手段，划定围岩级别，获得力学参数，指导设计施工；

2、第2页/共45页第二页，共45页。 对不同的地质条件，力学特征的围岩(wi yn)，灵活采用不同支护方式，力学计算模型。如荷载-结构模型、经验类比模型等； 基本要求 支护必须与周围岩(wi yn)体大面积的牢固接触，即保证支护-围岩(wi yn)作为一个统一的支护体系而共同工作； 重视初期支护的作用，并使初期支护与二次支护相互配合，协调一致的工作； 要允许围岩(wi yn)及支护结构产生有限的变形，以允许发挥围岩(wi yn)的承载作用而减少支护结构的受力。为此要求对支护结构的刚度、构造给予充分的注意； 必须保证支护结构及时施作。如支护施作过晚，会使围岩(wi yn)暴露时间过长，产生过渡的位

3、移而濒临破坏，所以应在坑道围岩(wi yn)达到极限平衡之前发挥其承载作用；第3页/共45页第三页，共45页。 支护结构要根据坑道围岩的实际动态，及时进行调整和修改，以适应不断(bdun)变化的围岩状态；3、锚喷支护与传统支护的区别 对围岩和围岩压力的认识上：传统支护理论：围岩压力由洞室塌落的围岩“松散压力”造成的;锚喷支护理论：围岩具有自承能力，围岩作用在支护上的压力不是松散压力，而是阻止围岩变形的形变压力。 在围岩和支护间的相互关系上：传统支护理论：将围岩与支护分开考虑，视为“荷载-结构”体系锚喷支护理论：将围岩和支护视为统一体，二者组成“围岩-支护”体系共同参与工作。第4页/共45页第四

4、页，共45页。 在支护功能和作用原理上：传统支护理论(lln)：支护只是为了承受荷载；锚喷支护理论(lln)：支护是为了及时稳定和加固围岩。 在设计计算方法上：传统支护理论(lln)：主要是确定作用在支护上的荷载；锚喷支护理论(lln)：设计的作用荷载是岩体的地应力，围岩和支护共同承载； 在支护形式和工艺上传统支护理论(lln)：模注混凝土；锚喷支护理论(lln)：施工方法简单，灵活，不需模板，无需回填，在围岩松动之前能及时加固围岩。第5页/共45页第五页，共45页。4 4、锚喷支护的特点、锚喷支护的特点( (主要在机理和工艺上主要在机理和工艺上) ) 及时性：喷射砼，如早强，能迅速给围岩提供

5、支护抗力及时性：喷射砼，如早强，能迅速给围岩提供支护抗力 粘贴性：喷射砼与围岩能全面密贴粘结，粘结力一般可达粘贴性：喷射砼与围岩能全面密贴粘结，粘结力一般可达70kg/cm370kg/cm3； 粘结有三种作用：粘结有三种作用： 连锁连锁(lin su)(lin su)作用；作用； 复合作用；复合作用； 增强作用增强作用( (填填充凹隙穴充凹隙穴) ) 柔性：容易调节围岩变形，可控制围岩塑性变形适度发展，柔性：容易调节围岩变形，可控制围岩塑性变形适度发展，发挥自承能力；发挥自承能力； 深入性：锚杆可深入围岩一定深度加固围岩，形成承载圈深入性：锚杆可深入围岩一定深度加固围岩，形成承载圈 灵活性：支

6、护类型、参数、数量可灵活调整。灵活性：支护类型、参数、数量可灵活调整。 封闭性：可阻止水对围岩的侵蚀而引起风化等。封闭性：可阻止水对围岩的侵蚀而引起风化等。第6页/共45页第六页，共45页。7.2 7.2 锚喷支护结构锚喷支护结构(jigu)(jigu)的受力与计算的受力与计算 1 1、锚杆支护结构、锚杆支护结构(jigu)(jigu) 锚杆类型锚杆类型 全长粘结型全长粘结型 端头锚固型 全长粘结全长粘结(zhn ji)型型端头锚固型端头锚固型第7页/共45页第七页，共45页。 摩察型 预应力型 锚杆的力学作用 锚杆是利用围岩自身强度(qingd)来支护围岩，属于内部支护，其对围岩的力学效应主

7、要有以下作用： 悬吊作用：将不稳定(wndng)岩层悬吊在坚固岩层上，阻止围岩移动滑落。 第8页/共45页第八页，共45页。 减跨作用：在隧道顶板岩层中大入锚杆，相当于在顶板上增加(zngji)了支点，使隧道跨度减小，从而使顶板岩体应力减小。 组合梁作用：在岩层中大入锚杆，将若干薄弱岩层锚固在一起(yq)，类似将叠合的板梁变成组合梁，提高岩层的承载力。 减跨作用减跨作用(zuyng)组合梁作用组合梁作用第9页/共45页第九页，共45页。 挤压加固作用（整体加固作用）：预应力锚杆群锚入围岩后，其两端附近岩体形成圆锥形压缩区，按照一定间距(jin j)排列的锚杆在预应力作用下构成一个均匀的压缩带，

8、即承载环。压缩带中的岩体处于三向应力状态，显著提高围岩强度。 整体整体(zhngt)加固作用加固作用第10页/共45页第十页，共45页。 锚杆的设计(shj)与计算 锚杆承载力计算GG1锚杆11-1N裂隙面锚杆锚杆裂隙面 当块体危石坠落时，除使锚杆受拉外，还对锚杆产生剪切作用，如图所示，根据(gnj)静力平衡及正弦定理有： sinsin1GQ sin)sin(1GN式中：N是锚杆所受拉力；Q是锚杆所受剪力；G是危石重量(zhngling)或一根锚杆承担的岩石重量(zhngling)；是锚杆与地质结构面的夹角；是锚杆与垂直线夹角。 1第11页/共45页第十一页，共45页。 砂浆(shjing)锚

9、杆所需锚固长度 锚杆直径d： 以抗拉为例，锚杆直径可用下式计算： gRkNd2 式中：K是安全系数，可取2；Rg是锚杆抗拉强度；N是锚杆所受拉力(ll)；d是锚杆直径。 锚固深度L1： 根据锚杆抗拉强度与砂浆粘结力相等的等强度原则，可确定锚杆的锚固深度L1： kDRdLg421第12页/共45页第十二页，共45页。 其中：d是锚杆直径， 螺纹钢筋；D是钻孔直径；k安全系数，3-5； 是砂浆与岩孔之间的抗剪强度。实践(shjin)中要求 大于30厘米； 锚杆长总度L： 式中：L1是锚固深度；L2为不稳定岩层厚度；L3是外露长度（约小于喷射混凝土厚度）； 锚杆间距的确定：若等间距布置，每根锚杆所负

10、担的岩体重量即为所受荷载。 22161L321LLLLgiRdbLkP422222LkRdbg其中，是岩体容重；b锚杆间距，一般(ybn)L12b；k安全系数2-3。第13页/共45页第十三页，共45页。砂浆(shjing)锚杆的承载力： )tan(1stsscDLP 加固裂隙围岩(wi yn)：若在隧道顶部出现裂隙，为防止进一步扩展危及顶部岩体稳定，可采用预应力锚杆加固。 支护块状围岩：围岩塌落总是(zn sh)从危石开始，可能形成连锁反应。第14页/共45页第十四页，共45页。 假设裂隙受到预加力T和水平(shupng)方向压力P，则裂隙法向力和抗滑力分别为：sinPTNtan)sin(P

11、TF 是裂隙(li x)面内摩察角，沿裂隙(li x)面的下滑力必须满足的条件：tan)sin(cosPTP)sintan(sin PT第15页/共45页第十五页，共45页。2、喷混凝土支护结构、喷混凝土支护结构 喷射砼喷射砼(干喷干喷)是将水泥是将水泥(shun)、砂子、石子、速凝剂按一定的、砂子、石子、速凝剂按一定的比例均匀的搅拌后送入喷射机，借助压缩空气将干混合料通比例均匀的搅拌后送入喷射机，借助压缩空气将干混合料通过管道压送到喷头与高压水混合，以很高的速度喷射到岩壁过管道压送到喷头与高压水混合，以很高的速度喷射到岩壁表面凝结而成的砼。它是通过局部稳定围岩和整体稳定围岩表面凝结而成的砼。

12、它是通过局部稳定围岩和整体稳定围岩起支护作用。起支护作用。 喷射砼的作用喷射砼的作用 充填裂隙加固围岩；充填裂隙加固围岩； 找平，封闭围岩表面防止风化；找平，封闭围岩表面防止风化； 喷砼与围岩组成共同承载结构。喷砼与围岩组成共同承载结构。第16页/共45页第十六页，共45页。 局部(jb)稳定原理 危石除用锚杆支护外，也可用喷射混凝土层支护。在危石重力作用下混凝土喷层可能出现冲切破坏和撕裂破坏。 抗冲切计算 喷层厚度必须满足：uRkGdL 其中： 为喷射(pnsh)混凝土抗拉强度（理论上应是抗剪强度，因抗剪强度较大，计算不安全）；u为危石底面周长，k是安全系数35。 LR第17页/共45页第十

13、七页，共45页。 抗撕裂计算(j sun) uRkGdLu其中： 是喷层和岩石之间的计算粘结强度。为此，需求(xqi)出危石自重作用下在喷层与岩石之间的拉应力q的大小，利用弹性半地基上的半无限长梁公式： ； 其中 ；K岩体弹性系数；E是混凝土弹性模量。当x=0端点时，有最大值： LuRsxesPqsxcos243476. 04KEdbKEIsLuRKEdPsPq43max63. 22313463. 3EKuRGdLu第18页/共45页第十八页，共45页。 整体稳定(wndng)原理 喷混凝土层与围岩体表面紧密粘结、咬合、使洞室表面岩体形成较平顺的整体，依靠结合面处的抗拉、抗压、抗剪能力(nng

14、l)，与岩体密贴组成“组合结构”或“整体结构物”共同工作。 第19页/共45页第十九页，共45页。3、锚喷联合支护、锚喷联合支护 、锚喷联合支护修建隧道的基本概念、锚喷联合支护修建隧道的基本概念 锚杆是深层加固围岩，喷射混凝土是表层及局部加固围岩锚杆是深层加固围岩，喷射混凝土是表层及局部加固围岩锚喷支护不单纯是一种施工方法，而且是一种指导原则和思路锚喷支护不单纯是一种施工方法，而且是一种指导原则和思路 围岩是隧道稳定围岩是隧道稳定(wndng)的基本部分，尽量维护围岩体的强度特性的基本部分，尽量维护围岩体的强度特性 支护结构要薄而具有柔性，并与围岩密贴，使因产生弯矩而破坏的可支护结构要薄而具有

15、柔性，并与围岩密贴，使因产生弯矩而破坏的可能性达到最小，当需要增加支护衬砌强度时，宜采用锚杆、钢筋网能性达到最小，当需要增加支护衬砌强度时，宜采用锚杆、钢筋网以及钢支撑等加固，而不宜大幅度增加喷层或衬砌厚度。以及钢支撑等加固，而不宜大幅度增加喷层或衬砌厚度。 设计施工中要正确估计围岩特性及其随时间的变化，以便采取最合适设计施工中要正确估计围岩特性及其随时间的变化，以便采取最合适的支护措施和支护时间。的支护措施和支护时间。第20页/共45页第二十页，共45页。 支护与围岩(wi yn)共同作用的力学原理 锚喷支护结构设计的力学原理：采用的是围岩(wi yn)体和柔性支护共同变形的弹塑性理论。 弹

16、塑性理论的基本概念：基于材料试验弹塑性曲线 对于圆形隧道，作如下假定： 围岩(wi yn)为均质、各向同性的连续弹塑性体； 初始应力为自重应力场； 隧道视为无限体中的孔洞问题； 采用莫尔-库仑(Mohr-Coulomb)准则为塑性屈服判据。331sin1sin2sin1cos2c第21页/共45页第二十一页，共45页。 均质围岩中圆形隧道(sudo)的弹性解22220)1 (rRrRpRr22220)1 (rRrRpR 均质围岩(wi yn)中圆形隧道的塑性解 基本方程： 边界条件： 塑性解： 0rdrdrrcot2sincrrirprr,0cot)sin1sin1()(cot(cot)(co

17、t(sin1sin20sin1sin20crrcpcrrcpiir第22页/共45页第二十二页，共45页。 弹性区与塑性区边界(binji)上的连续条件 当r=R时， 塑性区半径与支护抗力的关系peprer,cot)(sin1)(cot()sin1 (cotcotsin1sin200sin2sin100cRrcppcpcprRii 由洞周位移计算围岩(wi yn)压力 弹性区引起的应力增量： 围岩(wi yn)引起的径向应变： 220220)()(rRprRpReRer)1(12eerrrrErurr12Rrrr塑性区弹性区第23页/共45页第二十三页，共45页。 由以上关系得： 弹塑性边界上

18、的径向(jn xin)位移： 2021)(2rpGRruRr)(2)(20202RRRRpGRrdrpGRu 据弹性区应力和摩尔库仑关系得： 变形过程(guchng)中假设塑性区体积不变：cos)sin1 (0cpRRaaRurRuuruRrR)()()(202202sinsin1000cot)cot)(sin1 (2)cossin(cpcpGcprurRuiRa 用洞周位移 表达的围岩(wi yn)压力 aucot2)cossin()cot)(sin1 (sin1sin000cGucprcppai第24页/共45页第二十四页，共45页。 围岩支护特性(txng)曲线umaxuruEBPuKc

19、EDPu=f(P1)AmaxPmaxP0PKP1u0PcPEPminP0原岩压力线刚性支护形变压力区松散压力区 柔性支护IV-模注支护0PcPP0PE锚喷初喷 锚 二次喷P1锚喷支护模注衬砌第25页/共45页第二十五页，共45页。 锚喷支护结构承载力计算 初期(chq)支护（外拱）设计与计算初选喷层厚度t，可按照经验公式：t=0.017r0， r0是隧道半径确定锚杆直径、长度和间距喷层支护抗力：承载环内岩体的抗力：锚杆的抗力：其它支护提供的抗力：总支护抗力： sssibdpsin2bSbSpRnRisin2cos2cos)cos(cos0AiAiqpststststibFpsin2抗力阻止剪切

20、体滑移的最小minpppppiAistisii第26页/共45页第二十六页，共45页。 二次支护（内拱）设计与计算(j sun)内拱的承载力常是一种安全储备，安全系数 内拱承载力： K=1.52.0 内拱厚度：(4) 隧道围岩位移量的容许值 影响隧道周边最终位移量的因素 岩体的物理力学性质 原始地应力大小 开挖方式（全断面开挖小） 掘进速度（速度越快位移越小） 支护时机 121/ )(pppK12) 1(pKpBbpKt2sin) 1(12第27页/共45页第二十七页，共45页。 支护方式 隧道周边容许位移量的确定原则(yunz) 城市地下隧道的下沉量尽量小，一般不能超过510毫米； 浅埋山岭

21、隧道容许位移量可以大些，一般小于30毫米； 深埋隧道洞周的位移不致引起有害松动为原则(yunz)，一般30毫米左右；第28页/共45页第二十八页，共45页。 埋深埋深围岩围岩300mIV0.100.300.20.500.401.20III0.150.500.401.200.802.0II0.200.800.601.601.03.01) 相对位移值指实测位移值与两测点距离之比；相对位移值指实测位移值与两测点距离之比；2) 脆性围岩取小值，塑性围岩取大值；脆性围岩取小值，塑性围岩取大值；3) I、V、VI类围岩可按工程类比选定容许值范围；类围岩可按工程类比选定容许值范围；4) 表中数据可在施工中做

22、调整；表中数据可在施工中做调整； 一些容许位移量控制标准 我国公路隧道(sudo)施工技术规范JTJ042-94规定容许位移； 第29页/共45页第二十九页，共45页。 法国(f u)工业部规定地下工程拱顶处围岩最大容许位移量 隧道埋深隧道埋深/m/m硬质岩硬质岩/cm/cm塑性地层塑性地层/cm/cm101050501 12 22 25 550505005002 26 6101020205005006 6121220204040 国外隧道(sudo)工程师根据现场量测数据大小制定的危险警戒标准等级等级标标 准准措施措施三级警戒三级警戒任一点位移大于任一点位移大于10mm10mm报告管理人员报

23、告管理人员二级警戒二级警戒两相邻测点位移均大于两相邻测点位移均大于15mm15mm或任一测点位移速度超或任一测点位移速度超过过15mm/15mm/月月口头报告，召开会议，写书面口头报告，召开会议，写书面报告及建议报告及建议一级警戒一级警戒位移大于位移大于15mm15mm，且多处测点，且多处测点位移均在加速位移均在加速主管工程师立即现场调查，召主管工程师立即现场调查，召开现场会议，研究应急措施开现场会议，研究应急措施第30页/共45页第三十页，共45页。 二次衬砌支护时间选择原则(yunz) 各测试项目的位移速率明显收敛，围岩基本稳定； 已产生的各项位移已达预计总位移量的80%90%； 周边位移

24、速率小于0.10.2mm/d，或拱顶下沉速率小于 0.070.15mm/d第31页/共45页第三十一页，共45页。7.3 7.3 锚喷支护施工原则锚喷支护施工原则 实施锚喷支护施工原则，是为了达到实施锚喷支护施工原则，是为了达到技术上可靠和经济上合理的目的技术上可靠和经济上合理的目的 1 1、采取各种措施，确保围岩不出现有害松动、采取各种措施，确保围岩不出现有害松动 洞形及侧压系数的选择问题，即在洞室的洞形及侧压系数的选择问题，即在洞室的布置和造型上应适应原岩应力状态布置和造型上应适应原岩应力状态(zhungti)(zhungti)和岩体的地质、力学特征，和岩体的地质、力学特征，尽量争取一个较

25、好的受力条件。尽量争取一个较好的受力条件。 采用控制爆破技术：减少对围岩的扰动强度采用控制爆破技术：减少对围岩的扰动强度 减少对围岩的扰动次数：尽可能采用全断面减少对围岩的扰动次数：尽可能采用全断面一次开挖一次开挖 初期支护及时快速：及时是抑制围岩变形的初期支护及时快速：及时是抑制围岩变形的有害发展有害发展 合理利用开挖面空间效应抑制围岩变形合理利用开挖面空间效应抑制围岩变形 第32页/共45页第三十二页，共45页。 开挖面的“空间效应”，是指洞室在掘进过程中，由于受到开挖面的约束，使开挖面附近的围岩不能立即释放其全部位移，这种现象称为开挖面的“空间效应” 尽量减少其他外界因素（水、潮）对围岩

26、的影响(yngxing)：对有地下水的裂隙岩体，要防止大的渗透压力 2、使围岩变形适度发展，合理利用围岩自承能力 初期支护采用分次施作的方法 初期支护必须保证围岩达到稳定状态，其作用主要是在有控制的条件下实现“卸压”。 二次支护主要是提高支护的安全度，其作用主要是限制变形过量，使围岩进入稳定。 第33页/共45页第三十三页，共45页。 调节支护封底时间，控制围岩变形 适当(shdng)延迟支护时间，控制围岩变形 原则上，我们可以通过延迟支护时间来控制围岩变形，不过这个时机很难掌握，因此，常常不宜采取这种方法。3、保证锚喷支护与围岩形成共同体 施工方法和施工措施上保证 列入施工质量检测项目(喷层

27、与岩石的粘结力、锚杆的锚固力)4、选择合理支护类型和参数，并充分发挥其功效 综合考虑各种因素确定支护类型(围岩地质特点、工程断面大小和使用条件要求等) 一般情况下，应优先考虑选用喷混凝土支护或锚喷联合支护 第34页/共45页第三十四页，共45页。 坚硬裂隙岩体中的大断面隧道坚硬裂隙岩体中的大断面隧道(sudo)(sudo)：通常在长锚杆之间还要加：通常在长锚杆之间还要加设短锚杆以支承其间的岩体设短锚杆以支承其间的岩体 破碎软弱岩体破碎软弱岩体 ：通常要早支护、早封闭，设仰拱、加强支护。一般采：通常要早支护、早封闭，设仰拱、加强支护。一般采用锚喷网联合支护用锚喷网联合支护 塑性流变岩体塑性流变岩

28、体 ：支护施作宜：支护施作宜“先柔后刚先柔后刚”，设置仰拱，形成全封闭环，设置仰拱，形成全封闭环 选择合理的锚杆类型与参数，在围岩中有效形成承载圈选择合理的锚杆类型与参数，在围岩中有效形成承载圈 锚杆支护设计主要根据围岩地质、工程断面和使用条件等选定锚杆类型锚杆支护设计主要根据围岩地质、工程断面和使用条件等选定锚杆类型，确定锚杆直径、长度、数量、间距和布置方式。，确定锚杆直径、长度、数量、间距和布置方式。 锚杆间距的选定：除考虑岩体稳定条件外，一般应能充分发挥喷层作锚杆间距的选定：除考虑岩体稳定条件外，一般应能充分发挥喷层作用和施工方便，即通过锚杆数量的变化使喷层始终具有有利厚度用和施工方便，

29、即通过锚杆数量的变化使喷层始终具有有利厚度 第35页/共45页第三十五页，共45页。 锚杆长度的选取：应当以能充分发挥锚杆的功能作用，并获得经济合理的锚固效果为原则 锚杆的布置：应当采用重点（局部）布置与整体（系统）布置相结合 锚杆的方向：应与岩体主结构(jigu)面成较大角度，这样则能穿过更多的结构(jigu)面，有利于提高结构(jigu)面上的抗剪强度，使锚杆间的岩块相互咬合 合理选择喷层厚度，充分发挥喷层与围岩自身承载力 合理喷层厚度（刚度）：既能使围岩稳定又容许围岩有一定的塑性位移，实现卸压；经验表明合理初始喷层厚度在515厘米间；喷层太厚和太薄都是不合理的 第36页/共45页第三十六

30、页，共45页。 合理选择和配置钢筋网和钢支撑 在下列情况下可考虑配置钢筋网 在土砂等条件下，喷射混凝土从围岩表面可能剥落时在破碎软弱塑性流变岩体和膨胀性岩体条件下，喷层可能破坏剥落时，或需要提高喷混凝土抗剪强度时 地震区或有震动(zhndng)影响的隧道 在下列场合必须考虑研究使用钢支撑 喷射混凝土或锚杆发挥支护作用前，需要使隧道岩面稳定时 用钢管（棚架）、钢板桩进行超前支护需要支点时为了抑制地表下沉，或者由于压力大，需要提高初期支护的强度或刚性时 第37页/共45页第三十七页，共45页。5 5、 合理安排施工程序合理安排施工程序施工方法的正确性和合理性对锚喷支护的成败和效果有重大影响，特施工

31、方法的正确性和合理性对锚喷支护的成败和效果有重大影响，特别是开挖程序、掘进进尺、支护和闭合时机等至关重要别是开挖程序、掘进进尺、支护和闭合时机等至关重要 开挖台阶数开挖台阶数围岩较好：尽量采用全断面开挖法，减少对围岩的扰动次数围岩较好：尽量采用全断面开挖法，减少对围岩的扰动次数破碎围岩：分部开挖，减少对围岩扰动的强度破碎围岩：分部开挖，减少对围岩扰动的强度 支护次数支护次数 6 6、依据现场监测数据指导施工、依据现场监测数据指导施工 由于锚喷支护理论目前还不成熟，故需依靠由于锚喷支护理论目前还不成熟，故需依靠(yko)(yko)现场监控量现场监控量测来掌握围岩动态、修正设计，指导施工和支护效果

32、作出正确地评价测来掌握围岩动态、修正设计，指导施工和支护效果作出正确地评价。第38页/共45页第三十八页，共45页。 隧道内目测观察隧道内目测观察 隧道目测观察的目的隧道目测观察的目的 预测开挖面前方的地质条件预测开挖面前方的地质条件 为判断围岩稳定性提供地质依据为判断围岩稳定性提供地质依据 根据喷层表面状态及锚杆工作状态分析支护结构可靠度根据喷层表面状态及锚杆工作状态分析支护结构可靠度 隧道目测观察的主要内容隧道目测观察的主要内容 了解开挖工作面的工程地质，包括地质种类及分布状态，岩石颜色了解开挖工作面的工程地质，包括地质种类及分布状态，岩石颜色、成分、结构等，节理状况、成分、结构等，节理状

33、况(zhungkung)(zhungkung)，断层特征等，断层特征等 水文地质条件：地下水类型，涌水量大小，涌水位置，涌水压力，水文地质条件：地下水类型，涌水量大小，涌水位置，涌水压力，水的化学成分等水的化学成分等 绘制开挖工作面的素描剖面图绘制开挖工作面的素描剖面图第39页/共45页第三十九页，共45页。 开挖支护后的观察：初期支护的裂缝状况，锚杆端头情况，钢拱架是否被压曲，是否有底鼓现象 隧道目测观察中围岩破坏形态分析 危险性不大的破坏：构筑仰拱后在拱肩部出现的剪切破坏一般进展缓慢，危险性不大 危险性较大的破坏：在未构筑仰拱前拱顶混凝土因受弯曲压缩而产生的裂隙常常进展急剧(jj)，伴随有

34、碎片飞散，危险性较大 塌方征兆的破坏：拱顶喷层出现对称的向下滑落的剪切破坏现象，或侧墙发生向内侧滑动的剪切破坏并伴随有底鼓现象，都会引起塌方事故的破坏形态 隧道收敛量测第40页/共45页第四十页，共45页。 净空相对(xingdu)位移测试（收敛测试）：洞壁上两点两次测量的位移差 测试频率：根据位移速度和离工作面的距离确定位移速度距开挖面距离量测频率10mm/d以上01B12次/日10mm5mm/d12B1次/日5mm1mm/d25B1次/2日1mm/d以下5B以上1次/周 拱顶下沉量测：测量方法，可采用水平仪计、挠度计等 围岩内部位移量测：通常采用钻孔伸长计或位移计，它由锚固、传递、孔口装置

35、、测试仪器(yq)等组成 第41页/共45页第四十一页，共45页。 地表下沉量测地表下沉量测 用水平仪在地表进行。量测范围的确定和不动点选取用水平仪在地表进行。量测范围的确定和不动点选取(xunq)(xunq)，量，量测频率：距开挖面距离测频率：距开挖面距离2D2D时，时，1-21-2次次/ /天；天；2D-5D2D-5D时，时，1 1次次/ /天，大于天，大于5D5D时，时，1 1次次/ /周周 位移反分析，指导施工位移反分析，指导施工 根据量测位移反分析围岩应力重分布情况根据量测位移反分析围岩应力重分布情况 反分析围岩力学参数反分析围岩力学参数 反分析围岩原始地应力反分析围岩原始地应力 根据反分析结果指导施工根据反分析结果指导施工 第42页/共45页第四十二页，共45页。 总结：新奥法的原则核心总结：新奥法的原则核心(hxn)(hxn)为：保护围岩，调动和发展围岩的为：保护围