隧道支护技术施工设计

1、隧道支护技术施工设计1对支护结构的基本要求支护结构的基本作用：保证坑道断面的净空使用；防止围岩质量的进一步恶化；承受可能出现的各种荷载；使坑道支护体系具有足够的安全度。1 对支护结构的基本要求支护结构应该满足的基本要求：保证支护围岩体系作为一个统一的整体工作重视初期支护的作用，并使初期支护与永久支护相互配合，协调一致的工作要求支护结构有一定的柔性和可缩性；必须保证支护结构的架设及时2支护结构的类型及选用隧道的支护体系是由围岩、初期支护、二次衬砌构成的，在某些条件下，还包括超前支护在内。其中初期支护有：喷混凝土、锚杆和钢支撑或格栅。2支护结构的类型及选用隧道的支护体系分类：无支护坑道（毛洞）单层

2、衬砌（没有隔离层的）组合衬砌（有隔离层）装配式衬砌。2支护结构的类型及选用隧道支护体系选择时考虑因素：对预计的主要围岩类型的评价对围岩类别变化的适应性对很大或特殊地压的适应性对地下水的适应性经济作业时间消耗3 喷混凝土喷混凝土的设计项目主要包括：强度厚度耐久性3 喷混凝土强度设计：我国铁路隧道设计规范和公路隧道设计规范以及锚杆喷射混凝土支护技术规范规定的喷混凝土为C20，其28d的极限强度和弹性模量如下表，相比于其他国家标准，我国规定的基准强度是最低的，故可根据情况适当提高喷混凝土的质量标准。3 喷混凝土强度设计：规范轴心抗压强度弯曲抗压强度抗拉强度铁路15181.3公路1417.51.2喷锚

3、1011.01.13 喷混凝土厚度设计喷混凝土的厚度可进行如下选择：从饰面的角度出发，喷混凝土的厚度多采用5cm，喷砂将的厚度可以采用3cm；作为发挥支护构件作用的厚度，不宜小于8cm；3 喷混凝土厚度设计喷混凝土的最大厚度，除特殊场合外不宜大于20cm，在特殊场合可以采用25cm。喷混凝土厚度的过大，结果是导致刚度的增加，会诱发较大的弯曲应力。在这种场合，应采用代替方案，采用钢纤维混凝土等。3 喷混凝土喷混凝土的增强常用方法有：添加硅灰喷射高强混凝土采用钢支撑加强采用金属网加强4 锚杆设计内容：类型的选择布置（长度、根数、间隔）锚固材料的选择4 锚杆类型选择锚杆的类型包括：异形钢棒全螺纹钢棒

4、螺纹钢棒4 锚杆类型选择 对用于悬吊岩块为目的的锚杆而言，在一般围岩中，可采用SD295或SD345程度的材质，并尽可能采用直径小的锚杆；在裂隙发育围岩的条件下，应考虑与辅助工法并用。4 锚杆类型选择 对用于内压效果和拱效果为目的的锚杆而言，在一般围岩中，可采用SD295、直径22mm的锚杆；在变形大（净空位移大于50mm以上）的围岩中，为提高锚杆的承载力，可采用高强度钢或大直径锚杆或增加根数等方法。4 锚杆配置 锚杆配置应根据围岩的种类、强度、隧道断面的大小与形状、开挖方法、裂隙间距、长度、有无涌水等决定。原则上应配置在受开挖影响需要加强的区域。4 锚杆配置对于悬吊岩块的场合，视裂隙和节理状

5、况，可配置在隧道的拱部对于初期支护缝合的场合，可配置在上半断面及边墙4 锚杆配置对于内压效果和成拱效果的场合，在隧道的全周或除仰拱以外的全周配置锚杆对于辅助使用的场合，锚杆通常呈放射状与开挖面呈直角配置以发挥作用4 锚杆尺寸对于一般围岩，采用直径22mm，长度23m即可膨胀形围岩中，通常采用直径25mm，长度34m若有强大土压作用，采用锚固在松弛区以外的长锚杆或打设短而多的锚杆参数的选取可参考一些经验来定4 锚杆锚固材料种类有砂浆、水泥浆、树脂等单周抗压强度在材龄3天时应在10兆帕以上锚固方法：先向孔内填充锚固材料，而后插入锚杆固定的充填方式；锚杆插入后压注锚固材料固定的压铸方式。选择时，应考

6、虑围岩条件。涌水状况5 钢支撑和格栅钢支撑和格栅在初期支护中主要用于软弱破碎或土质围岩中，很少单独使用，大多与锚杆、喷混凝土等共同使用5.1 钢支撑特点架设以后可以立即承载适用情况需要立即控制围岩继续松弛和塑性区继续扩大、变形迅速发展的场合5.1 钢支撑设计内容形状：与开挖轮廓相适应断面、材质类别尺寸（mm）H型钢SSH-100X100X6X821.59H-125X125X6.5X930.00H-150X150X7X1039.65H-200X200X8X1263.53U型钢SMAU-2126.80U-2937.00钢支撑间距：为了安全考虑，其间距不宜大于1.5m。5.2 格栅设计内容形状断面：采用较多的由三根或四根主筋组成的两种形式。主筋直径不宜小于22cm，断面高度根据承载条件和喷射混凝土厚度确定，一般为160-200mm，联系钢筋直径不宜小于10mm。6 二次衬砌设计内容形状厚度仰拱6 二次衬砌形状6 二次衬砌厚度不附加力学功能的场合，一般采用2530cm。附加力学功能的场合，当采用素混凝土时，设计强度一般为18MPa；当采用钢筋混凝土时，设计强度一般为21MPa。一般情况下厚度取25-30