喷射混凝土和锚杆单独使用或组合而成的一种支护形式。喷锚支护于20世纪50年始采用,随着岩体力学的发展和水泥速凝剂(见混凝土外加剂)与混凝土喷射机的相继出现,这种支护形式已在矿山、水利、交通、人防和等各部门的地下工程中广泛采用,获得了较好的技术经济效益。
支护类型
喷射混凝土支护。即以压缩空气作动力,通过混凝土喷射机,将掺有速凝剂的混凝土拌合料直接喷射到岩面上,使之迅速凝结硬化而成。喷射混凝土分“干喷”和“湿喷”两种。“干喷”工艺简单,目前运用较广,但粉尘大、回弹量多。“湿喷”可减少回弹量和粉尘,但尚处于试用阶段。
喷射混凝土锚杆支护。即锚杆和喷射混凝土联合使用。
钢筋网喷射混凝土支护。即在喷射混凝土中设置有钢筋网,以增强喷层的整体性以及抗弯和抗剪能力。
钢筋网喷射混凝土锚杆支护。即锚杆和钢筋网喷射混凝土联合使用。
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。
支护与加固技术措施
1.暗挖隧道内常用的技术措施(超导、导周、超锚、深注、临仰→2导超深宫)
(1)超前锚杆或超前小导管支护;
(2)小导管周边注浆或围岩深孔注浆;
(3)设置临时仰拱。
2.暗挖隧道外常用的技术措施(表锚、表注、冻结、降水、管棚→2表冻水管)
(1)管棚超前支护;
(2)地表锚杆或地表注浆加固;
(3)冻结法固结地层;
(4)降低地下水位法。
喷锚支护:
1.冻结法是利用人工制冷技术,用于富水软弱地层的暗挖施工固结地层。通常,当土体的含水量大于2.5%、地下水含盐量不大于3%、地下水流速不大于40m/d时,均可适用常规冻结法,当土层含水量大于10%和地下水流速不大于7~9m/d时,冻土扩展速度和冻结体形成的效果。
2.在地下结构开挖断面周围需加固的含水软弱地层中钻孔敷管,安装冻结器,通过人工制冷作用将天然岩土变成冻土,形成完整性好、强度高、不透水的临时加固体,从而达到加固地层、隔绝地下水与拟建构筑物联系的目的。
3.在冻结体的保护下进行工作井或隧道等地下工程的开挖施工,待衬砌支护完成后,冻结地层逐步解冻,终恢复到原始状态。
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