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7.3，一般條件下的錨噴支護(hù)設(shè)計(jì),工程類(lèi)比法設(shè)計(jì)7 3、1.7,3.2。錨噴支護(hù)工程類(lèi)比法設(shè)計(jì)適用于我國(guó)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(lèi)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(lèi)比法設(shè)計(jì)錨噴支護(hù)的應(yīng)用范圍,錨噴類(lèi)型參數(shù)作了調(diào)整和補(bǔ)充 1,根據(jù)我國(guó)二灘，三峽 龍灘、拉西瓦。瀑布溝 小灣等水電站的地下廠(chǎng)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(lèi)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(lái) 由于地下洞室開(kāi)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(guó)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(xiàn)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(jiàn)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(kāi)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(kāi)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(chē)梁以上和以下的開(kāi)挖跨度。2、H、B和L.H分別采用吊車(chē)梁以上開(kāi)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(guò)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?chē)鷰r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(lèi)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(lèi)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(mǎn)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(guò)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(kāi)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)?？茖W(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(mǎn)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(kāi)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(chē)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(guò)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(lèi)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，跨度大于20m、圖5。部分地下廠(chǎng)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(chǎng)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(guò)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(kāi)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(lèi)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、FEM,邊界單元法、BEM、拉格郎日元法 FLAC,無(wú)單元法,Element，F(xiàn)ree 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(guó)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(jué)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(guò)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(méi)有公認(rèn)的量化安全指標(biāo)、國(guó)內(nèi)外尚無(wú)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(wú)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).可按錨桿力、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