GBJ 86-86锚杆喷射混凝土支护技术规范.pdf

建标 中华人民共和国国家标准 锚杆喷射混凝土支护技术规范 年北京 中华人民共和国国家标准 锚杆喷射混凝土支护技术规范 主编部门冶金工业部 批准部门中华人民共和国国家计划委员会 实行日期一九八六年七月一日 关于发布 锚杆喷射 混凝土支护技术规范 的通知 计标号 根据原国家建委建发设字第号文的通知 由冶金工 业部负责主编 由冶金工业部建筑研究总院会同有关单位编制的 锚杆喷射混凝土支护技术规范 已经有关部门会审 现批准 锚杆 喷射混凝土支护技术规范为国家标准 自一九八六 年七月一日起施行 本规范由冶金工业部管理 其具体解释等工作由冶金工业部 建筑研究总院负责 国家计划委员会 一九八五年十二月十七日 编制说明 本规范是根据原国家建委建发设字号文件的通知 和国家计委计标发号文件的要求由我部建筑研究总 院主编并会同煤炭部煤炭科学研究院铁道部科学研究院铁 道部专业设计院水利电力部东北勘测设计院科研所水利电力 部水利水电建设总局空军工程学院东海舰队工程设计处海 军工程设计研究局中国科学院地质研究所北京有色冶金设计 研究总院煤炭部淮南矿务局谢家集一矿等单位共同编制而成 在编制过程中遵照国家基本建设的有关方针政策编制组 进行了广泛的调查和必要的科学试验总结了我国二十年来锚杆 喷射混凝土支护技术的实践经验 吸取了有关这方面的科研成果 并征求了全国有关单位的意见最后经有关部门审查定稿 本规范共分八章和八个附录其主要内容有总则围岩分 类锚喷支护设计光面爆破和预裂爆破锚杆施工喷射混凝 土支护施工安全技术与防尘质量检查与工程验收等 在实施本规范的过程中 请各单位注意积累资料 总结经验 并将需要修改和补充的意见及时函告我部建筑研究总院以供修 订时参考 冶金工业部 一九八五年 目录 第一章总则 第二章围岩分类 第三章锚喷支护设计 第一节一般规定 第二节监控量测 第三节锚杆支护设计 第四节喷射混凝土支护设计 第五节特殊条件下的锚喷支护设计 浅埋隧洞锚喷支护设计 塑性流变岩体中隧洞锚喷支护设计 老黄土隧洞锚喷支护设计 水工隧洞锚喷支护设计 受采动影响的巷道锚喷支护设计 第四章光面爆破和预裂爆破 第五章锚杆施工 第一节一般规定 第二节全长粘结型锚杆施工 第三节端头锚固型锚杆施工 第四节摩擦型锚杆施工 第五节预应力锚索施工 第六章喷射混凝土施工 第一节原材料 第二节施工机具 第三节混合料的配合比与拌制 第四节喷射前的准备工作 第五节喷射作业 第六节钢纤维喷射混凝土施工 第七节钢筋网喷射混凝土施工 第八节钢架喷射混凝土施工 第九节喷射混凝土强度质量的控制 第七章安全技术与防尘 第一节安全技术 第二节防尘 第八章质量检查与工程验收 第一节质量检查 第二节工程验收 附录一本规范有关名词的解释 附录二监控量测项目和要求 附录三喷射混凝土与围岩粘结强度试验 附录四喷射混凝土强度质量控制图的绘制 附录五测定喷射混凝土粉尘的技术要求 附录六喷射混凝土抗压强度标准试块制作方法 附录七锚喷支护施工记录 附录八本规范用词说明 附加说明 本规范主编单位参加单位和主要起草人名单 基本符号 岩石滑动面面积 单根锚杆杆体截面积 单根预应力锚索或预应力锚杆杆体的截面积 隧洞毛跨度 岩石滑动面上的粘结力 喷射混凝土的弹性模量 隧洞围岩的变形模量 岩石滑动面上的摩擦系数 喷射混凝土的设计抗压强度 喷射混凝土的设计抗裂强度 喷射混凝土的设计抗拉强度 水泥砂浆与钻孔壁或喷射混凝土与岩石的粘结强度 水泥砂浆与钢筋或水泥砂浆与锚索的设计粘结强度 锚杆钢筋或锚索体设计抗拉强度 锚杆钢筋设计抗剪强度 施工阶段喷射混凝土试块应达到的平均抗压强度 施工阶段同批组喷射混凝土试块抗压强度的最低值 锚杆锚索或喷射混凝土承受的危石重量 隧洞围岩不稳定块体平行作用于滑动面方向上的分力 隧洞围岩不稳定块体垂直作用于滑动面方向上的分力 隧洞洞顶上部的覆盖岩层厚度 喷射混凝土厚度 锚杆或锚索的计算安全系数 岩体完整性系数 喷射混凝土抗压强度合格判定系数 验算喷射混凝土对隧洞围岩不稳定块体抗力的安全系 数 锚杆杆体或锚索体锚入稳定岩体的长度 隧洞洞壁的综合糙率系数锚杆根数或试块组数 隧洞喷射混凝土糙率系数 隧洞浇筑混凝土部位的糙率系数 单根预应力锚索或预应力锚杆的预拉力值 锚杆设计的锚固力值 预应力锚索或预应力锚杆作用于不稳定岩体上的总压 力在垂直于滑动面方向上的分力 预应力锚索或预应力锚杆作用于不稳定岩体上的总压 力在平行于滑动面方向上的分力 喷射混凝土支护允许承受的内水压力值 岩石单轴饱和抗压强度 过水隧洞的水力半径 支护后的隧洞半径 喷射混凝土抗压强度的标准差 隧洞全断面的湿周长 隧洞喷射混凝土的湿周长 隧洞浇筑混凝土的湿周长 隧洞岩体强度应力比 隧洞岩体纵波速度 隧洞岩石纵波速度 垂直隧洞洞轴线平面的较大主应力 预应力锚索或预应力锚杆的张拉控制应力 岩石自然容重 围岩的波松比 第一章总则 第条为使锚杆喷射混凝土支护简称锚喷支护工 程的设计施工符合技术先进经济合理安全适用确保质量的 要求特制定本规范 第条本规范适用于矿山井巷交通隧道水工隧洞 和各类洞室等地下工程锚喷支护的设计与施工 第条锚喷支护的设计与施工必须做好工程的地质 勘察工作因地制宜正确有效地加固围岩充分发挥围岩的自 承能力 第条锚喷支护的设计与施工 除应遵守本规范外 尚 应符合现行国家标准的有关规定 第二章围岩分类 第条锚喷支护工程的地质勘察工作应为围岩分类提 供依据并应贯穿工程建设始终 第条围岩类别的划分应符合表的规定 第条对类围岩当地下水较发育时应根据 地下水类型水量大小软弱结构面多少及其危害程度适当降 级 第条对类围岩当洞轴线与主要断层或软弱 夹层的夹角小于度时应适当降级 第条围岩分类表中的岩体完整性系数可按下式计 算 式中隧洞岩体纵波速度千米 秒 隧洞岩石纵波速度千米 秒 第条围岩分类表中的岩体强度应力比可按下式计 算 式中岩石单轴饱和抗压强度千牛顿 米 垂直洞轴线平面的较大主应力无地应力实测数据 时 千牛顿 米 岩石自然容重千克 米 覆盖层厚度米 围岩分类表 围 岩 类 别 主要工程地质特征 岩 体 结 构 构造影响程度 结构面发育情况和组 合状态 岩石强度指标岩体声波指标 单轴饱和 抗压强度 兆帕 点荷载 强度 兆帕 岩体纵波 速度 千米 秒 岩体完整 性 指 标 岩体 强度 应力 比 毛洞稳定情况 整体状及层 间结合良好 的厚层状结 构 构造影响轻微 偶有小断层结 构面不发育 仅有两到三组 平均间 距大于米 以原生和构造节理为 主 多数闭合 无泥质充填 不贯通 层间结合良好 一般不出现不稳定块 体 毛洞跨度 米 时长 期稳定 一般 无碎块掉落 同类围岩 结构 同类围岩特征 块状结构和 层间结合较 好的中厚层 或厚层状结 构 构造影响较重 有少量断层结 构面较发育 一般为三组 平均间距 米 以原生和构造节理为 主 多数闭合 偶有泥质充填 贯通性 较差 有少量软弱结构面层间结合 较好 偶有层间错动和层面张开现象 毛洞跨度 米 时 围 岩能 较长 时间 数月至 数年 维持稳 定 仅出现局 部小块掉落 续表 同类围岩 结构 同类围岩特征 同类围岩 块状结构和 层间结合较 好的中厚层 或厚状结构 同类围岩块状结构和层间结合较 好的中厚层或厚状结构特征 层间结合良 好的薄层和 软硬岩互层 结构 构造影响较重结构面发育 一 般为三组 平均间距米 以 构造节理为主 节理面多数闭合 少 有泥质充填 岩层为薄层或以硬岩为 主的软硬岩互层 层间结合良好 少 见软弱夹层 层间错动和层面张开现 象 软岩 碎裂镶嵌结 构 构造影响较重结构面发育 一 般为三组以上 平均间距 米 以构造节理为主 节理面多数闭 合 少数有泥质充填 块体间牢固咬 合 毛洞跨度 米 时围 岩 能维 持一 个 月以 上的 稳定 主要出 现局部掉块 塌落 续表 同类围岩 块状结构和 层间结合较 好的中厚层 或厚层状结 构 同类围岩块状结构和层间结 合较好的中厚层或厚状结构特征 散块状结构 构造影响严重 一般为风化卸荷 带 结构面发育 一般为三组 平均间 距米 以构造节理 卸荷 风化裂隙为主 贯通性好 多数张开 夹泥 夹泥厚度一般大于结构面的起 伏高度 咬合力弱 构成较多的不稳 定块体 层间结合不 良的薄层 中 厚层和软硬 岩互层结构 构造影响严重结构面发育 一 般为三组以上 平均间距 米 以构造 风化节理为主 大部分微 张毫米部分张开 毫米有泥质充填 层间结合不 良 多数夹泥 层间错动明显 软岩 碎裂状结构 构造影响严重 多数为断层影响 带或强风化带结构面发育 一般为 三组以上 平均间距米 大 部分微张毫米部分张 开毫米有泥质填 形成许 多碎块体 毛 洞 跨 度 米时 围岩能 维 持数 日到 一 个月 的稳 定 主要失稳 形 式为 冒落 或片帮 续表 散体状结构 构造影响很严重 多数为破碎 带 全强风化带 破碎带交汇部位 构 造及风化节理密集 节理面及其组合 杂乱 形成大量碎块体块体间多数 为泥质充填 甚至呈石夹土状或土夹 石状 毛 洞 跨 度 米时 围岩稳 定时间很短 约 数小 时至 数日 注围岩按定性分类与定量指标分类有差别时 一般应以低者为准 本表声波指标以孔测法测试值为准 如果用其他方法测试时 可通地对比试验 进行换算 层状岩体按单厚度可划分为 厚层 大于米 中厚层米 薄层 小于米 一般条件下 确定围岩类别时 应以岩石单轴湿饱和抗压强度为准 当洞跨小于米 服务年限年的工程 确定围岩类 别时 可采用点荷载强度指标代替岩块单轴饱和抗压强度指标 可不做岩体声波指标测试 测定岩石强度 做单轴抗压强度后 可不作点荷载强度 兆帕牛顿 厘米 第三章锚 喷 支 护 设 计 第一节一般规定 第条锚喷支护的设计 应采用工程类比法 必要时 还应辅以监控量测法及理论验算法 第条锚喷支护初步设计阶段 应根据地质勘察资料 按表的规定初步确定围岩类别并按表和表 的规定初步选择隧洞斜井或竖井的锚喷支护类型和 设计参数 第条锚喷支护施工设计阶段应作好工程的地质调 查工作绘制地质素描图或展示图并标明不稳定块体的大小及 其出露位置实测围岩分类定量指标按表的规定详细 划分围岩类别并修正初步设计 第条对类围岩中毛洞跨度大于米的工程 除 应按照表的规定 选择初期支护的类型与参数外 尚应进 行监控量测以最终确定支护类型和参数 第条对类围岩毛洞跨度大于米的工程 除应按照表的规定 选择支护类型与参数外 尚应对围岩 进行稳定性分析和验算对类围岩还应进行监控量测以便 最终确定支护类型和参数 第条对围岩整体稳定性验算可采用弹塑性数值解 法或近似解析解法 对局部可能失稳的围岩块体的稳定性验算 可 采用块体极限平衡方法 隧洞和斜井的锚喷支护类型和设计参数表 围岩 类别 毛洞跨度 米 不支护 毫米厚喷射混凝 土 毫米厚 喷射混凝土 毫米厚喷射 混凝 土设 置 米长 的锚杆 毫米厚喷 射混凝土设置 米长的锚杆 必要时 配置钢筋网 毫米厚钢 筋网喷射混凝土 设 置米长的 锚杆 毫米厚喷射混凝 土 毫米厚 喷射混凝土 毫米厚喷射 混凝土设置 米长 的锚杆 毫米 厚喷射混凝土 必要时 配置钢 筋网 毫米厚 喷射混凝土 设 置米 长的锚杆 必要 时 配置钢筋网 毫米厚钢 筋网喷射混凝土 设 置米长的 锚杆 毫米厚钢 筋网喷射混凝土 设 置米长的 锚杆 续表 毫米厚 喷射混凝土 毫米厚喷射 混凝土设置 米长 的锚杆 毫米 厚喷射混凝土 必要时 配置钢 筋网 毫米厚 喷射混凝土 设 置米 长的锚杆 必要 时 配置钢筋网 毫米厚钢 筋网喷射混凝土 设 置米长的 锚杆 毫米厚钢 筋网喷射混凝土 设 置米长的 锚杆 毫米厚喷 射混凝土设置 米长的锚杆 毫米厚钢 筋网喷射混凝土 设 置米长的 锚杆必要时采用 仰拱 毫米厚钢 筋网喷射混凝土 设 置米长的 锚杆必要时采用 仰拱 毫米厚钢 筋网喷射混凝土 设 置米长的 锚杆必要时采用 仰拱 毫米厚钢 筋网喷射混凝土 设 置米长的 锚杆采用仰拱必 要时加设钢架 注表中的支护类型和参数 是指隧洞和倾角小于度的斜井的永久支护 包括初期支护与后期支护的类型和参数 服务年限小于年及洞跨小于米的隧洞和斜井 表中的支护参数 可根据工程具体情况适当减小 复合衬砌的隧洞和斜井初期支护采用表中的参数时应根据工程的具 体情况予以减小 急倾斜岩层中的隧洞或斜井易失稳的一侧边墙和缓倾斜岩层中的隧洞 或斜井顶部应采用表中第种支护类型和参数其他情况下两种 支护类型和参数均可采用 类围岩中的隧洞和斜井 当边墙高度小于米时 边墙的锚杆和 钢筋网可不予设置边墙喷射混凝土厚度可取表中数据的下限值类 围岩中的隧洞和斜井 当边墙高度小于米时 边墙的锚喷支护参数可 适当减小 竖井锚喷支护类型和设计参数表 围岩类别 竖井毛径 米 毫米厚喷射混凝土 必要时局部设置长 米的锚杆 毫米厚喷射混凝土 设置长米的锚杆或 毫米厚喷射混凝土 毫米厚喷射混凝 土设置长米的锚杆 毫米厚钢筋网喷 射混凝土设置长米 的锚杆必要时加设混凝土 圈梁 毫米厚钢筋网喷 射混凝土设置长米 的锚杆必要时加设置混凝土 圈梁 毫米厚钢筋网喷射 混凝土设置长米的 锚杆必要时加设混凝土 圈梁 注井壁采用锚喷作初期支护时支护设计参数可适当减小 类围岩中井筒深度超过米时支护设计参数应予以增大 第条理论计算和监控设计所需围岩性质的计算指标 应通过现场实测取得计算用的岩体弹性模量粘结力值应根 据实测弹性模量和粘结力的峰值折减后确定 当无实测数据时各类围岩物理力学性质的计算指标和围岩 结构面的粘结力及内摩擦系数值可采用表和表 中的数值 第条竖井锚喷支护设计除应按照表的规 定确定支护类型和参数外还应遵守下列规定 一罐道梁宜采用树脂锚杆或早强水泥砂浆锚杆固定 二支承罐道梁处及岩层急倾斜时支护应予加强 三设置混凝土圈梁时间距宜为米加固围岩的锚 杆应与圈梁连成一体 第条下列情况的锚喷支护设计还应遵守如下相应 的规定 一 隧洞交岔点 断面变化处 洞轴线变化段等特殊部位 均 应加强支护结构 二对与喷射混凝土难以保证粘结的光滑岩面应以锚杆或 钢筋网喷射混凝土支护为主 三围岩较差地段的支护必须向围岩较好地段适当延伸 四类围岩中的个别断层应进行局部加固 五如遇岩溶应进行处理或局部加固 围岩物理力学性质计算指标表 围岩类别 计算参数 凝 聚 力 兆帕 内摩擦角 度 弹性模量 兆帕 波松比 岩石容重 千克 米 围岩结构面的粘结力和内摩擦系数表 结构面 分级 结构面 类型 结构面特征摩擦系数 粘结力 兆帕 一般结 构面 结构面不贯通起伏粗造无充填 物 一般结 构面 结构面贯通性差起伏平滑部分 有充填物质 一般结 构面 结构面贯通性较差碎屑充填或局 部夹泥充填厚度小于起伏差 软弱结 构面 结构面贯通 平直 有薄层粘性夹泥 软弱结 构面 结构面贯通性好平直光滑有粘 性夹泥夹泥层较厚呈塑流性状 第条对下列地质条件的锚喷支护设计应遵守有关 规定 一膨胀性岩体 二未胶结的松散岩体 三有严重湿陷性的黄土层 四大面积淋水地段 五能引起严重腐蚀的地段 六严寒地区的冻胀岩体 第二节监控量测 第条监控量测的项目 应根据地下工程的围岩类别 跨度和工程重要性确定一般以收敛量测为主监控量测的项目 及要求应按附录二的规定执行 第条监控量测中的应测项目测点的初读数应在爆 破后小时内 并在下一循环的爆破前取得 其测点距开挖工作 面不应超过米 第条监控量测数据 应采用随时间变化的曲线表示 并应用回归分析进行处理 第条监控量测数据的应用应符合下列规定 一后期支护施工前实测收敛速度与收敛值必须同时满足 以下条件 隧洞周边收敛速度明显下降 收敛量已达总收敛量的 收敛速度小于毫米 天或拱顶位移速度小于 毫米 天 二当出现下列情况之一且收敛速度仍无明显下降时必须 立即采取措施加强初期支护并修改原支护设计参数 喷射混凝土出现大量的明显裂缝 隧洞支护表面任何部位的实测相对收敛量已达到表 所列数值的 用回归分析法算出的总相对收敛量已接近表所列 数值 洞周允许相对收敛量表 围 岩 类 别 隧洞埋深 米 注洞周相对收敛量系指实测收敛量与两测点间距离之比 脆性岩体中的隧洞允许相对收敛量取表中较小值塑性岩体中的隧洞则 取表中较大值 本表适用于高跨比为和下列跨度的隧洞 类围岩不大于米 类围岩不大于米 类围岩不大于米 第三节锚杆支护设计 第条锚杆设计应根据隧洞围岩地质情况工程断面 和使用条件等分别选用下列类型的锚杆 一全长粘结型锚杆普通水泥砂浆锚杆早强水泥砂浆锚 杆 二端头锚固型锚杆机械锚固锚杆树脂锚固锚杆快硬 水泥卷锚固锚杆 三摩擦型锚杆缝管锚杆楔管锚杆 四预应力锚索或预应力锚杆 第条全长粘结型锚杆设计应遵守下列规定 一杆体材料宜采用锰硅或锰硅钢筋亦可采用号 钢钢筋 二杆体钢筋直径宜为毫米 三水泥砂浆的强度等级不应低于 四锚杆设计抗拔力不应低于千牛顿 五对于自稳时间短的围岩宜用早强水泥砂浆锚杆 注表示水泥砂浆的抗压强度为兆帕 第条端头锚固型锚杆的设计应遵守下列规定 一杆体材料宜用锰硅钢筋或号钢钢筋 二杆体直径按表选用 三 树脂锚固剂的固化时间不应大于分钟 快硬水泥的终 凝时间不应大于分钟 四 树脂锚杆锚头的锚固长度宜为毫米 快硬水泥 卷锚杆锚头的锚固长度宜为毫米 五托板可用号钢厚度不宜小于毫米尺寸不宜小于 毫米 六锚头的设计锚固力不应低于千牛顿 七服务年限大于年的工程应在杆体与孔壁间注满水泥 砂浆 端头锚固型锚杆的杆体直径表 锚固型式 机械锚固 楔 缝 式胀 壳 式倒 楔 式 树脂 锚固 快硬水泥 卷 锚 固 杆体直径 毫米 第条摩擦型锚杆的设计应遵守下列规定 一 缝管锚杆的管体材料宜用锰或锰硅钢 壁厚为 毫米 楔管锚杆的管体材料可用号钢 壁厚为 毫米 二 缝管锚杆的外径为毫米 缝宽为毫米 楔 管锚杆缝管段的外径为毫米缝宽不宜大于毫米圆 管段内径不宜小于毫米 三 钻孔直径应小于摩擦型锚杆的外径 其差值可按表 选取 四宜采用碟形托板材料为号钢厚度不应小于毫米 尺寸不应小于毫米 五杆体极限抗拉力不宜小于千牛顿挡环与管壁焊接 处的抗脱力不应小于千牛顿 六缝管锚杆的初锚固力不应小于千牛顿 米当需要较 高的初锚固力时可采用带端头锚塞的缝管锚杆或楔管锚杆 摩擦型锚杆与钻孔的径差表 岩石单轴饱和抗压强度兆帕径差毫米 第条预应力锚索或预应力锚杆的设计 应遵守下列规 定 一当围岩遇有局部较大的可能失稳的块体需要提供较 大的支护抗力时 可采用预应力锚索或预应力锚杆进行局部加固 二 在大跨度工程中 当围岩软弱破碎 整体稳定性差时 可 采用预应力锚索或预应力锚杆与普通锚杆相结合的形式整体加固 围岩 注预应力锚索或预应力锚杆是指施加的预应力大于千牛顿长度大于米 的锚索或锚杆 第条预应力锚索或预应力锚杆各部件的设计应遵 守下列规定 一 当预张拉力大于千牛顿或锚固部位的岩体软弱破碎 时宜选用水泥砂浆胶结式内锚头锚固段的砂浆强度不宜低 于兆帕锚固段长度应由设计确定必要时通过现场拉拔试 验加以验证 二 当预张拉力小于千牛顿 且锚固于中硬以上岩体时 宜采用胀壳机械式内锚头其结构型式和尺寸应通过拉拔试验 确定 三锚索体材料宜选用高强钢丝或多股钢绞线其根数应由 设计预张拉力值和锚索体材料强度决定 锚杆杆体材料宜选用 锰硅锰硅钢钢筋或其他高强钢筋一般情况下锚索或锚杆 的张拉控制应力值应小于锚索或锚杆材料设计强度的 四外锚具的型式及配用垫板的尺寸和强度可根据工程要 求预张拉力大小和锚具锚固能力等条件确定 五钻孔壁同锚索或锚杆体之间必须注满砂浆 第条系统锚杆的布置应遵守下列规定 一在隧洞横断面上锚杆应与岩体主结构面成较大角度布 置当主结构面不明显时可与隧洞周边轮廓垂直布置 二在岩面上锚杆宜成菱形排列 三锚杆间距不宜大于锚杆长度的二分之一类围岩 中的锚杆间距宜为米并不得大于米 第条设计局部锚杆时拱腰以上的锚杆对危石的抗 力可按下列公式验算 水泥砂浆锚杆 预应力锚索或预应力锚杆 或 式中锚杆或锚索承受的危石重量牛顿 单根锚杆杆体的截面积厘米 单根预应力锚索或预应力锚杆杆体的截面积 厘米 锚杆预应力锚索或预应力锚杆的根数 水泥砂浆锚杆钢筋设计抗拉强度牛顿 厘米 单根预应力锚索或预应力锚杆的预张拉力值 牛顿 预应力锚索或预应力锚杆张拉控制应力 牛顿 厘米 安全系数 取 第条拱腰以下及边墙局部锚杆的抗力可按下列公式 验算 水泥砂浆锚杆 预应力锚索或预应力锚杆 式中分别为不稳定岩块平行作用于滑动面和垂直 作用于滑动面上的分力牛顿 单根水泥砂浆锚杆钢筋的截面积厘米 锚杆根数 岩石滑动面的面积厘米 岩石滑动面上的粘结力牛顿 厘米 水泥砂浆锚杆钢筋设计抗剪强度牛顿 厘米 岩石滑动面的摩擦系数 分别为预应力锚索或预应力锚杆作用于不稳 定岩块上的总压力在抗滑动方向及垂直于滑 动面方向上的分力牛顿 安全系数取 第条拱腰以上局部错杆的布置方向应有利于锚杆 的受拉拱腰以下及边墙的局部锚杆宜逆着不稳定块体滑动方向 布置 第条局部锚杆或锚索应锚入稳定岩体 水泥砂浆锚 杆或预应力锚索的水泥砂浆胶结式内锚头锚入稳定岩体的长度 应同时满足下列公式 式中锚杆杆体或锚索体锚入稳定岩体的长度厘米 锚杆钢筋直径或锚索体直径厘米 锚杆孔直径厘米 锚杆钢筋或锚索体的设计抗拉强度牛顿 厘米 水泥砂浆与钢筋或水泥砂浆与锚索的设计粘结强度 牛顿 厘米 水泥砂浆与孔壁岩石的设计粘结强度牛顿 厘米 安全系数取 第四节喷射混凝土支护的设计 第条喷射混凝土的设计强度等级不应低于对 于竖井及重要隧洞和斜井工程喷射混凝土的设计强度等级不应 低于喷射混凝土天龄期的抗压强度不应低于兆帕 钢纤 维喷射混凝土的设计强度等级不应低于其抗拉强度不应低 于兆帕抗弯强度不应低于兆帕 不同强度等级喷射混凝土的设计强度应按表采用 喷射混凝土的设计强度 兆帕表 强度种类 喷射混凝土强度 等级 轴心抗压 弯曲抗压 抗拉 第条喷射混凝土的容重可取千克 米弹性模 量应按表采用喷射混凝土与围岩的粘结力类围 岩不应低于兆帕类围岩不应低于兆帕 喷射混凝土与围岩粘结力试验方法应遵守附录三的规定 喷射混凝土的弹性模量 兆帕表 喷 射 混 凝 土 强 度 等 级弹性模量 注表示喷射混凝土的抗压强度为兆帕以此类推 第条喷射混凝土支护的厚度最小不应低于毫 米最大不宜超过毫米 第条含水岩层中的喷射混凝土支护厚度最小不应 低于毫米喷射混凝土的抗渗强度不应低于兆帕 第条类围岩中的隧洞工程喷射混凝土对局 部不稳定块体的抗力可按下式验算 式中不稳定块体重量牛顿 喷射混凝土设计抗拉强度牛顿 厘米 喷射混凝土厚度厘米当厘米时仍以厘 米计算 不稳定块体出露面的周边长度厘米 安全系数取 第条通过塑性流变岩体的隧洞或承受采动影响的巷 道及高速水流冲刷的隧洞宜采用钢纤维喷射混凝土支护 第条钢纤维喷射混凝土用的钢纤维应满足下列要求 一普通碳素钢纤维的抗拉强度不得低于兆帕 二钢纤维的直径宜为毫米 三钢纤维的长度宜为毫米且不得大于毫米 四钢纤维掺量宜为混合料重量的 第条钢筋网喷射混凝土中的钢筋网设计应遵守下列 规定 一材料宜采用号钢钢筋钢筋直径宜为毫米 二钢筋间距宜为毫米 三 钢筋保护层厚度不应小于毫米 水工隧洞的钢筋保护 层厚度不应小于毫米 第条钢筋网喷射混凝土支护的厚度不应小于毫 米亦不宜大于毫米 第条对于下列情况宜采用钢架喷射混凝土支护 一围岩自稳时间很短在喷射混凝土或锚杆的支护作用发 挥以前就要求工作而稳定时 二为了抑制围岩大的变形需要增强支护抗力时 第条钢架喷射混凝土支护设计应遵守下列规定 一 钢架可选用形钢 钢管或其他轻型钢材 采用钢管时 管内应注满混凝土 二 根据围岩变形量大小 可采用可缩性钢架或刚性钢架 采 用可缩性钢架时喷射混凝土支护层应在可缩性节点处设置伸缩 缝 三钢架的喷射混凝土保护层厚度不应小于毫米 四钢架立柱埋入底板深度不应小于水沟底面水平 第五节特殊条件下的锚喷支护设计 浅埋隧洞锚喷支护设计 第条符合表的浅埋隧洞宜采用锚杆喷射混 凝土作永久支护其参数可采用工程类比法并通过监控量测和理 论验算确定但锚喷支护结构应比一般条件下作适当加强 采用锚喷支护的浅埋隧洞条件表 围岩类别洞顶岩层厚度毛洞跨度米水文地质条件 倍洞跨无地下水 倍洞跨无地下水 倍洞跨无地下水 注洞顶上部的覆盖层厚度不包括基岩上部的第四纪岩层 第条浅埋隧洞宜采用锚杆钢筋网喷射混凝土支护 必要时应加设钢架对于类围岩中的浅埋隧洞还应设置 仰拱 第条浅埋隧洞的洞顶为类围岩等不良岩层时 可采用灌浆或设置长锚杆的方法加固 第条对表中的浅埋隧洞应考虑偏压对隧洞 的影响加强支护结构 浅埋隧洞考虑地形偏压影响的条件表 围岩类别洞 顶 地 表 横 向 坡 度隧洞拱部至地表最小距离 倍洞跨 倍洞跨 倍洞跨 塑性流变岩体中隧洞锚喷支护设计 第条位于变形量大且延续时间长的塑性流变岩体中 的隧洞宜采用圆形椭圆形等曲线形断面椭圆形断面隧洞的 长轴宜与垂直于洞轴线平面内的较大主应力方向相一致设计断 面尺寸必须预留周边收敛量 第条塑性流变岩体中隧洞锚喷支护设计应遵守下列 规定 一 采用分期支护 初期支护应采用喷层厚度不大于毫米 的锚喷支护 后期支护视具体情况采用锚喷支护或其他类型支护 二采用仰拱封底形成封闭结构 三采用监控量测根据量测数据及时调整支护抗力 老黄土隧洞锚喷支护设计 第条在老黄土中的隧洞可采用钢筋网喷射混凝土 作永久支护必要时用水泥砂浆锚杆加强老黄土的主要物理 力学指标应符合表的规定 老黄土物理力学指标表 顺序项目单位指标 天然容重千瓦 米 天然含水率 塑性指数 粘 聚 力兆帕 内摩擦角度 变形模量兆帕 第条采用锚喷支护的老黄土隧洞洞跨不宜大于 米 其断面应为圆形或马蹄形 曲墙的矢高不应小于弦长的 并应设置仰拱 第条钢筋网喷射混凝土支护厚度宜为毫 米应分两次施工当需要水泥砂浆锚杆加强时锚杆长度宜为 米杆体直径不宜大于毫米锚杆孔径不宜小于 毫米 第条沿隧洞轴线每隔米应设置环向伸缩缝 其宽度宜为毫米 第条锚喷支护设计 必须对地表水和洞内施工水提 出处理措施 水工隧洞锚喷支护设计 第条在类围岩中的水工隧洞符合下列 条件之一时锚喷支护可作为后期支护 一围岩经处理不透水或外水压力高于内水压力不会发 生内水外渗 二隧洞虽有一定的渗水但内水长期外渗不会危及岩体和 山坡的稳定也不会给邻近建筑物带来危害 第条有压水工隧洞的锚喷支护 应按 围岩支 护变形一致的原则校核喷射混凝土支护的抗裂能力对于圆 形隧洞 当时 喷射混凝土支护允许承受的内水压力 可按下式计算 式中喷射混凝土支护允许承受的内水压力值牛顿 厘 米 喷射混凝土的设计抗裂强度牛顿 厘米 喷射混凝土的弹性模量牛顿 厘米 围岩的变形模量牛顿 厘米 围岩的波松比 支护后的隧洞半径厘米 喷射混凝土厚度厘米 对于承受较高内水压的重要水工隧洞宜通过水压试验确 定喷射混凝土支护的抗裂能力 第条当地下水位较高或长期使用后隧洞可能放空 时设计中应校核锚喷支护在外水压力作用下的稳定性 第杂采用锚喷支护的永久过水隧洞允许的水流流 速不宜超过米 秒临时过水隧洞允许的水流流速不宜超过 米 秒 第条锚喷支护隧洞的糙率系数可按下列公式计 算 式中喷射混凝土支护的糙率系数 水力半径对于圆形断面的隧洞为隧洞 直径厘米 隧洞洞壁平均起伏差厘米 当喷射混凝土支护隧洞的底板使用浇筑混凝土时应按下式 计算支护的综合糙率系数 式中隧洞的综合糙率系数 喷射混凝土糙率系数 浇筑混凝土部位的糙率系数宜取 隧洞全断面的湿周米 喷射混凝土的湿周米 浇筑混凝土的湿周米 隧洞喷层表面的平均起伏差不应超过毫米 第条锚喷支护的水工隧洞 喷射混凝土的厚度不应 小于毫米抗渗强度不应小于兆帕 第条锚喷支护的水工隧洞 宜采用现浇混凝土作底 拱并应作好现浇混凝土与喷射混凝土的接缝处理 受采动影响的巷道锚喷支护设计 第条受采动影响的煤层底板岩巷 电耙巷道和采矿 进路可采用锚喷支护 第条受采动影响巷道的锚喷支护设计应遵守下列 规定 一锚喷支护的类型和参数可根据动压影响程度围岩类 别巷道跨度和服务年限等因素用工程类比法确定 二应采用锚杆钢筋网喷射混凝土或锚杆钢筋网喷射混凝 土钢架等组合支护型式 三受动压影响严重并能引起围岩较大变形时宜采用摩 擦型锚杆钢纤维喷射混凝土或可缩性钢架等支护型式 第条当巷道建成后较长时间才受采动影响时 锚喷 支护宜先按静压受力状态要求进行设计待动压到来之前再行 增强 第条在动压到来之前 所追加的可缩性钢架 其结 构构造应便予拆卸回收 第四章光面爆破和预裂爆破 第条当用钻爆法开挖隧洞时应采用光面爆破或预 裂爆破施工时必须编制爆破设计按爆破图表和说明书严格 施工并根据爆破效果及时修正有关参数 第条光面爆破和预裂爆破的参数应通过现场试炮确 定试炮用的爆破参数可按表选用 爆破参数表 爆破 类型 岩石 种类 岩石单轴饱 和抗压强度 兆帕 周边眼 距间 毫米 周边眼 抵抗线 毫米 周边眼密 集 系 数 周边眼至内排 崩落眼间距 毫米 装药集 中度 克 米 光 面 爆 破 硬岩 中硬岩 软岩 预 裂 爆 破 硬岩 中硬岩 软岩 注 表适用范围 眼深米 炮眼直径毫米药卷直径毫米 装药集中度仅适用于号岩石硝铵炸药当采用其他炸药时应进行换算 竖井爆破时表中装药集中度数值应增加 第条周边眼施工应符合下列要求 一沿轮廓线的眼距误差宜小于毫米 二炮眼外偏斜率不应大于毫米 米 三眼深误差不宜大于毫米 第条光面爆破和预裂爆破应采用毫秒起爆方式当 雷管分段毫秒些小 造成震动波峰迭加时应跳段使用 第条开挖工作面的岩石爆破时周边眼应采用低密 度低爆速低猛度高爆力的炸药并应采用毫秒雷管或导爆 索同时起爆当炸药用量较多对围岩影响较大时可分段起 爆 第条周边眼宜采用小药卷连续装药结构或间隔装药 结构眼深小于米时可采用空气柱反向装药结构在岩石较 软时亦可采用导爆索束装药结构 第条内圈炮眼的装药量和间距必须严格控制孔深 大于米时内圈炮眼斜率应与周边眼相同 第条爆破效果应符合下列规定 一眼痕率硬岩不应小于中硬岩不应小于 二软岩中的隧洞周边成型应符合设计轮廓 三 两炮的衔接台阶尺寸 眼深小于米时 不得大于毫 米眼深为米时不得大于毫米 四岩面不应有明显的爆震裂缝 五隧洞周边不应欠挖平均线性超挖值应小于毫米 注眼痕率为可见眼痕的炮眼个数与不包括底板的周边眼总数之比 当炮眼眼痕大于孔长的时算一个可见眼痕炮眼 平均线性超挖值为超挖横断面积与不包括洞底的设计开挖断面周长之 比 第五章锚杆施工 第一节一般规定 第条锚杆孔的施工应遵守下列规定 一 钻锚杆孔前 应根据设计要求和围岩情况 定出孔位 作 出标记 二锚杆孔距误差不宜超过毫米预应力锚索孔距误差 不宜超过毫米 三预应力锚索的钻孔轴线与设计轴线的偏差角不应大于 度其他锚杆的钻孔轴线应符合设计要求 四锚杆孔深应符合下列规定 水泥砂浆锚杆孔深误差不宜大于毫米 胀壳式锚杆和倒楔式锚杆孔深应比锚杆杆体有效长度 不包括杆体尾端丝扣部分大毫米 楔缝式锚杆树脂锚杆和快硬水泥卷锚杆的孔深不应小 于杆体有效长度且不应大于杆体有效长度毫米 摩擦型锚杆孔深应比杆体长毫米 五锚杆孔径应符合下列规定 水泥砂浆锚杆孔径应大于杆体直径毫米 树脂锚杆和快硬水泥卷锚杆孔径宜为毫米 其他锚杆的孔径应符合设计要求 第条安装锚杆前应做好下列检查工作 一锚杆原材料型号规格品种锚杆各部件质量及技术 性能应符合设计要求 二锚杆孔位孔径孔深及布置形式应符合设计要求 三孔内积水和岩粉应吹洗干净 第条在围岩及特殊地质围岩中开挖隧洞应 先喷混凝土再安装锚杆为防止塌孔应在锚杆孔钻完后及时 安装锚杆杆体 第条锚杆尾端的托板应紧贴壁面未接触部位必须 楔紧锚杆杆体露出岩面的长度不应大于喷射混凝土的厚度 第二节全长粘结型锚杆施工 第条水泥砂浆锚杆的原材料及砂浆配合比应遵守 下列规定 一锚杆杆体使用前应平直除锈除油 二宜采用中细砂粒径不应大于毫米使用前应过 筛 三砂浆配合比水泥砂宜为重量比水灰 比宜为 第条砂浆应拌和均匀随拌随用一次拌和的砂浆 应在初凝前用完并严防石块杂物混入 第条注浆作业应遵守下列规定 一 注浆开始或中途停止超过分钟时 应用水或稀水泥浆 润滑注浆罐及其管路 二注浆时注浆管应插至距孔底毫米随砂浆的 注入缓慢匀速拔出杆体插入后若孔口无砂浆溢出应及时补 注 第条杆体插入孔内长度不应小于设计规定的 锚杆安装后不得随意敲击三天内不得悬挂重物 第三节端头锚固型锚杆施工 第条胀壳式锚杆施工应遵守下列规定 一锚杆安装前托板胀壳楔子与杆体应组装好胀壳 与楔子应临时加以固定防止安装时脱落 二锚杆组装后楔子应在胀壳内顺利滑行 三当锚杆送至孔内要求深度后应立即拧紧杆体 第条楔缝式锚杆安装前 楔子与杆体必须组装好 送 入孔内时楔子不得偏斜 第条倒楔式锚杆安装前楔形块体应错开三分之一 长度捆扎紧严防安装时脱落安装时必须打紧楔块 第条楔缝式锚杆和倒楔式锚杆杆体安装后应立即 上好托板拧紧螺帽 第条树脂锚杆的树脂卷贮存和使用应遵守下列规 定 一 树脂卷宜存放在阴凉 干燥和温度在的防火 仓库中 二树脂卷应在规定的贮存期内使用使用前应检查树脂 卷质量变质者不得使用 第条安装树脂锚杆应遵守下列规定 一安装机具可用煤电钻或风动搅拌器连接器必须与锚杆 杆体同心 二锚杆安装前施工人员应先用杆体量测孔深作出标记 然后用锚杆杆体将树脂卷送至孔底 三搅拌树脂时应缓慢推进锚杆杆体连续搅拌树脂的时 间宜为秒 四树脂搅拌完毕后应立即在孔口处将锚杆杆体临时固 定 五 安装托板应在搅拌完毕分钟后进行 当现场温度低于 时安装托板的时间可适当延长 第条快硬水泥卷锚杆的水泥卷贮存和使用应遵守下 列规定 一水泥卷应用塑料袋包装存放在干燥的仓库内严防受 潮 二水泥卷应在规定的贮存期内使用使用前应检查水泥 卷质量受潮结块者严禁使用 第条快硬水泥卷锚杆的安装除应遵守第条的 有关规定外还应遵守下列规定 一水泥卷浸水前应先在其端头扎两个透气孔然后竖直 放入水中待不冒气泡时取出水泥卷立即用锚杆杆体送至孔 底 二连续搅拌水泥卷的时间宜为秒 三安装托板和紧固螺帽必须在搅拌完毕分钟后进行 第条安装端头锚固型锚杆的托板时螺帽的拧紧扭 矩不应小于牛顿米 托板安装后应定期检查其固紧情况如有松动及时处 理 第四节摩擦型锚杆施工 第条缝管锚杆和楔管锚杆的钻孔除应遵守第 条的有关规定外 钻孔施工前 还应检查钻头规格 确保孔 径符合设计要求 第条缝管锚杆的安装应遵守下列规定 一向钻孔内推入锚杆杆体可使用风动凿岩机和专用连接 器 二凿岩机的工作风压不应小于兆帕 三锚杆杆体被推进过程中应使凿岩机锚杆杆体和钻孔 中心线在同一轴线上 四锚杆杆体应全部推入钻孔当托板抵紧壁面时应立即 停止推压 第条楔管锚杆的安装除应遵守第条的规定 外还应符合下列要求 一安装顶锚下楔块时伸入圆管段内之钢钎直径不应大于 毫米 二下楔块应推至要求部位并与上楔块完全楔紧 第五节预应力锚索施工 第条锚索体加工和组装应遵守下列规定 一锚索体应选用表面没有损伤经除锈去污的高强钢丝或 钢绞线并严格按设计尺寸下料 二编排钢丝成钢绞线时应安设好排气管每股钢丝或钢 绞线应按一定规律平 直排列 沿锚索体轴线方向 每隔 米设置隔离架或内芯管必要时可设置对中支架锚索体应捆 扎牢固捆扎材料不宜采用镀锌材料 三锚索体与内锚头及锚索体与外锚具的联结必须牢固其 强度应大于锚索的张拉力 第条孔口支承墩应符合下列规定 一支承墩尺寸和强度应根据所施加的预应力大小岩体 强度和施工场地等条件决定 二支承墩的承力面应平整并与锚索的受力方向垂直 第条预应力锚索的安装必须遵守下列规定 一机械式内锚头安装时宜采用活扣结扎待内锚头送至 锚固部位后再松绑固定安装过程中应防止捆扎材料损伤或磨 断以防外夹片脱落 二胶结式内锚头的胶结材料可采用灰砂比为水灰 比为的水泥砂浆 胶结材料未达到设计强度时 不得 张拉锚索 三安装锚索时必须保护好排气管防止扭压折曲或拉 断 第条锚索的张拉和锁定应遵守下列规定 一锚索张拉前应对张拉设备进行率定 二锚索张拉应按规定程序进行在编排张拉程序时应考 虑邻近锚索张拉时的相互影响 三锚索正式张拉之前应取的设计张拉荷载对 其预张拉次 使其各部位的接触紧密 钢丝或钢绞线完全平 直 四 锚索正式张拉时