1、土木建筑学院课程设计说明书课程名称地下工程设计题目地下工程锚喷支护设计专业方向土木工程岩土方向11班级3设计人指导教师山东科技大学土木建筑学院2015年1月16日课程设计任务书专业（方向）岩土工程班级土木工程113学生姓名学号28一、课程设计题目地下工程锚喷支护设计二、原始资料1、地质条件2、松动圈大小三、设计应解决下列主要问题1、支护设计原则确定2、支护方案选择3、支护参数设计4、支护施工工艺设计四、设计图纸1、地下工程支护设计断面图五、命题发出日期201515设计应完成日期2015116设计指导人（签章）系主任（签章）日期年月日指导教师评语指导教师（签章）系主任（签章）日期年月日课程设计说
2、明书1原始条件2支护型式确定（1）支护型式选择的原则技术先进、安全可靠、经济合理、操作简便；（2）可能选用的支护型式；（3）方案比较、确定合理支护型式。3支护参数确定（1）锚杆长度、间排距、锚杆直径；（2）喷射混凝土强度、厚度、配合比等；（3）金属网钢丝直径、网格尺寸。4支护施工工艺设计5绘制地下工程支护设计图6参考文献目录1原始条件12支护型式确定23支护参数确定64支护施工工艺设计85地下工程施工设计图141设计说明书1原始条件某直墙半园拱地下工程的净宽度5200MM，墙高1400MM。地下工程最大埋深450M，F46，岩体裂隙发育、易风化。松动圈分别为900MM和2500MM。2支护型式
3、确定（1）棚式支护棚式支护是最早的支护形式，随着锚喷等新型支护形式的出现棚式支护在大型地下工程中的应用越来越少。但在矿山、服务寿命较短的坑道工程中以及临时支护中仍有较多应用。棚式支护所用支架按地下工程的断面形状分有梯形支架、矩形支架和拱形支架；按支架材料分有木支架、金属支架、钢筋混凝土支架、钢管混凝土支架等。（2）锚杆支护锚杆是用金属、木质、化工等材料制作的一种杆状构件。锚杆支护是首先在岩壁上钻孔，然后通过一定施工操作将锚杆安设在地下工程的围岩或其他工程体中，即能形成承载结构、阻止变形的围岩拱结构或其他复合结构的一种支护方式。锚杆的作用就是提高围岩的抗变形能力，并控制围岩的变形，使围岩成为支护
4、体系的组成部分。锚杆的作用原理，比较公认的有悬吊作用、组合梁作用、挤压加固拱作用、三向应力平衡作用。锚杆种类繁多，形式不一，分类方法也各不相同，一般按锚固形式，2锚固原理和锚杆材料分类较多。按锚固形式分有端头锚固和全长锚固两大类，锚固力集中在岩体内一段的锚杆，称为端头锚固锚杆；锚固力分布在岩体内全长范围的锚杆，称为全长锚固锚杆。常用的端头锚固式锚杆有金属倒楔式、金属楔缝式、快凝水泥式、树脂药包式、涨壳式等；全长锚固式锚杆有金属砂浆式、水力膨胀式、吹胀式、管缝式、树脂药包式、内注浆式等。按锚固原理分，锚杆有机械锚固、黏结式锚固和自锚固三种；按材料分有金属锚杆、木质锚杆和化工材料锚杆，工程中以金属
5、锚杆为多。锚杆支护效果好，用料省，施工简单，有利于机械化操作，施工速度快。但是锚杆不能封闭围岩，防止围岩风化；不能防止各锚杆之间裂隙岩石的剥落。因此，在围岩不稳定情况下，往往需配合其他支护措施，如挂金属网、喷射混凝土等，形成联合支护形式。（3）喷射混凝土支护喷射混凝土支护是将一定配比的混凝土，用压缩空气以高速度喷射到硐室岩面上，形成混凝土支护层的一种支护形式。充填黏结作用高速喷射的混凝土充填到围岩的节理、裂隙及凹凸不平的岩石中，把围岩黏结成一个整体，大大提高了围岩的整体性和强度。封闭作用当隧道围岩壁面喷上一层混凝土后，完全隔绝了空气、水与围岩的接触，有效地防止了风化、潮解引起的围岩破坏和强度降
6、低。结构作用3靠喷射混凝土与围岩之间的粘结力及自身的抗剪力，形成一个共同受力的承载结构。且喷射混凝土层将锚杆、钢筋网和围岩粘结在一起，构成一个共同作用的整体结构，从而提高了支护结构的整体承载能力。喷射混凝土材料主要由水泥、砂子、石子、水和速凝剂组成，一些特殊的混凝土，尚需掺入相关材料，如喷射纤维混凝土许掺入纤维材料等。喷射混凝土，按喷射方法可分为干式喷射法、潮湿喷射法和湿式喷射法三种。（4）锚喷联合支护锚喷支护是指以锚杆和喷射混凝土为主体的一类支护形式的总称，根据地质条件及围岩稳定性的不同，他们可以单独使用也可联合使用。联合使用时即为联合支护，具体的支护形式依所用的支护材料而定，如锚杆喷射混凝
7、土支护，称锚喷联合支护，简称锚喷支护；锚杆注浆支护，简称锚注支护；锚杆钢筋网喷射混凝土支护，简称锚喷网喷联合支护等。几种常用的联合支护形式锚喷支护锚喷支护是同时采用锚杆和喷射混凝土进行支护的形式，适用于、类围岩和部分类围岩。它能同时发挥锚杆和喷射混凝土的作用，并能取长补短，两者合一，形成了联合支护结构，是一种有效的支护形式，得到了广泛应用。锚喷网支护锚杆、金属网和喷射混凝土联合形成的一种支护结构。金属网的介入提高了喷射混凝土的抗剪、抗拉及整体性，使锚喷支护结构更趋于合理。4因此，在较为松软破碎的围岩中得到广泛应用。一般金属网的网格不小于150150MM，金属网所用钢筋直径多为510MM。为便于
8、挂网安装，需提前将钢筋网加工成网片，网片长宽尺寸各为12M。施工时，先将锚杆装入锚孔内，再铺金属网，用锚杆垫板压紧金属网。网片间须用钢丝绑扎结实，网片的搭接长度不小于200MM。网片固定后再进行喷射混凝土，金属网与岩面之间的间隙以及金属网保护层的厚度都不应小于300MM。如果岩面平整度较差，可先初喷一层混凝土后再铺设金属网，以保证喷射混凝土支护效果。网喷钢架支护对于松软破碎严重的围岩，其自稳性差，开挖后要球早期支护具有较大的刚度，以阻止围岩的过度变形和承受部分松弛荷载。此时，就需要采用刚度较大的钢拱架支护。另外，在浅埋、偏压隧道，当早期围岩压力增长加快，需要提高初期支护的强度和刚度时，也多采用
9、钢拱架支护。钢拱架的整体刚度较大，能很好地与锚杆、钢筋网、喷射混凝土相结合，构成联合支护，受力性能较好；钢拱架的安装架设比较方便。钢筋网壳锚喷支护钢筋网壳锚喷支护是一种适用于高地应力软弱、膨胀、破碎岩体的一项新型支护技术，其结构是用钢筋在地面焊接成板壳结构，外表面制成一层钢筋网，内部是立体纵横交叉的钢筋网架支撑着外层钢筋网。每块构件的两端含有带螺栓孔的连接板，每件支架有数块构件对头拼装，用螺栓连接。锚注喷射混凝土支护5这是在破碎软岩中应用的一种支护结构，即在掘进后先利用内注式注浆锚杆及喷射混凝土进行锚喷初次支护，滞后工作面一定距离在进行注浆二次支护。锚注支护技术利用锚杆兼作注浆管，实现了，锚注
10、一体化。注浆可改善更深层次围岩的松散结构，提高岩体强度，并为锚杆提供可靠的着力基础，使锚杆与围岩形成整体，从而形成多层有效组合拱，即喷网组合拱、锚杆压缩区组合拱、浆液扩散加固拱，提高了支护结构的整体性和承载能力。联合支护在设计与施工中应遵循以下原则有效控制围岩变形，尽量避免围岩松动，以最大限度地发挥围岩自承载能力。保证实现围岩、喷层和锚杆之间具有良好的粘结和接触，使三者共同受力，形成共同体。选择合理的支护类型与参数并充分发挥其功效。合理选择施工方法和施工顺序，以避免对围岩产生过大扰动，缩短围岩暴露时间。加强现场检测，以指导设计与施工。F46，岩类级别或，所以支护类型，900MM松动圈选用锚喷支
11、护；2500MM松动圈选用锚喷网支护。3支护参数确定（1）900MM松动圈锚杆长度L01M锚固体0915M（锚拉杆）02M（锚头）6165M间排距取08M锚杆直径锚杆承受的力为FFHA岩石的重度为25KN/MH锚杆锚固的岩石块长度为165MA锚杆锚固的岩石块横截面面积为064MF25KN/M165M064M264KN锚杆选用HRB335钢筋，取抗拉强度的0507，则2345MPAF14DD264KN314201MPA4D12MM取D12MM喷射混凝土取C20,喷射厚度取10MM。配合比为1）每立方米用料量水190水泥404砂子542石子12642）配合比为047113423129（2）2500
12、MM松动圈锚杆长度L02M锚固体2515M（锚拉杆）02M（锚头）7415M间排距取08M锚杆直径锚杆承受的力为FFHA岩石的重度为25KN/MH锚杆锚固的岩石块长度为415MA锚杆锚固的岩石块横截面面积为064MF25KN/M415M064M664KN锚杆选用HRB400钢筋，取抗拉强度的0507，则280MPAF14DD664KN314280MPA4D174MM取D18MM喷射混凝土取C20,厚度取10MM。配合比每立方米用料量水190水泥404砂子542石子1264配合比为047113423129金属网钢丝网的直径取4MM网格尺寸取150150MM84支护施工工艺设计一、施工工艺（1）工
13、艺流程1锚杆施工工艺流程土方开挖修整边壁测量、放线钻机就位接钻杆校正孔位调整角度钻孔（接钻杆）钻至设计深度插锚杆压力灌浆养护裸露主筋除锈上横梁2）喷射混凝土面层施工工艺流程立面子整焊接钢筋网片干配混凝土料依次打开电、风、水开关进行喷射混凝土作业混凝土面层养护。（2）操作工艺1）边坡开挖锚杆支护应按设计规定分层、分段开挖，做到随时开挖，随时支护，随时喷混凝土，在完成上层作业面的喷射混凝土以前，不得进行下一层土的开挖。当用机械进行开挖时，严禁边壁出现超挖或造成边壁土体松动或挡土结构的破坏。为防止边坡土体发生塌陷，对于易塌的土体可采用以下措施A对修整后的边壁立即喷上一层薄的砂浆或混凝土，待凝结后再进
14、行钻孔；B在作业面上先安装钢筋网片喷射混凝土面层后，再进行钻孔并设置土钉；C在水平方向分小段间隔开挖；D先将开挖的边壁作成斜坡，待钻孔并设置土钉后再清坡；9E开挖时沿开挖面垂直击入钢筋和钢管或注浆加固土体。（3）钻孔与锚杆制作1）钻孔时要保证位置正确（上下左右及角度），防止高低参差不齐和相互交错。2）钻进时要比设计深度多钻进100200MM，以防止孔深不够。3）锚杆应由专人制作，接长应采用直螺纹对接，为使锚杆置于钻孔的中心，应在锚杆上每隔1500MM设置定位器一个；钻孔完毕后应立即安插锚杆以防塌孔。（4）注浆1）注浆管在使用前应检查有无破裂和堵塞，接口处要牢固，防止注浆压力加大时开裂跑浆；注浆
15、管应随锚杆同时插入，在灌浆过程中看见孔口出浆时再封闭孔口。2）注浆前要用水引路、润湿输浆管道；灌浆后要及时清洗输浆管道、灌浆设备；灌浆后自然养护不少于7D。（5）喷射混凝土1）在喷射混凝土前，面层内的钢筋网片牢固固定在边坡壁上并符合规定的保护层厚度的要求。钢筋网片可用插入土中的钢筋固定，在混凝土喷射时应不出现移动。2）钢筋网片焊接而成，网格允许偏差为10MM；钢筋网铺设时每边的搭接长度不小于一个网格的边长。（7）成品保护1）锚杆的非锚固段及锚头部分应及时作防腐处理。2）成孔后立即及时安插锚杆，立即注浆，防止塌孔。3）锚杆施工应合理安排施工顺序，夜间作业应有足够的照明设施，防10止砂浆配合比不准
16、确。4）施工过程中，应注意保护定位控制桩、水准基点桩，防止碰撞产生位移。二、工程施工组织（1）建立现场安全生产领导组织在本项目文明安全施工领导小组的领导下，成立本工程施工现场领导小组。由经理任组长，对本工程安全生产全面负责。（2）现场设专职安全员，根据工程施工作业进展情况适时增加。（3）各班组长是本班组的兼职安全员，对本班组作业人员的健康和安全全面负责。（4）项目安保部负责对本工程安全管理进行指导、监督和检查。三、施工监测（1）锚杆支护的施工监测应包括下列内容支护位移、沉降的测量；地表开裂状态位置、裂宽的观察；在支护施工阶段，每天监测不少于3次；在支护施工完成后、变形趋于稳定的情况下每天1次。
17、（2）观测点的设置观测点的总数不宜少于2个，其设在开挖边坡相对应的五环路路肩上。观测仪器宜用精密水准仪和精密经纬仪。（3）应特别加强雨天和雨后的监测。四、安全措施1、安全规定1）执行标准严格执行北京市建设工程施工现场安全防护、消防保卫标准和国家、11北京市相关法规要求。坚持“安全第一，预防为主”的方针，认真落实本项目安全生产各项规章制度，加强现场安全管理，做好安全生产各项工作。2）施工员必须及时下达每项工序的施工安全交底单；并向施工人员将安全施工交底内容交待清楚。3）施工中必须遵照执行各项管理制度，施工管理人员必须对所有作业人员进行安全教育、纪律教育，不断加强各级施工人员的安全业务责任心和提高
18、自我安全防范意识。4）严格执行班、前会制度，班前讲话必须讲安全，做到“无违章、无隐患、无事故”的文明工程。任何人进入施工现场，必须佩带安全帽。5）施工现场应整洁有序，各类材料应分类码放整齐。各班组每天收工前应做到活完料净脚下清。6）水泥沙等易飞扬的细颗粒散体材料，应安排在仓内存放，若露天存放时应采取遮盖措施。7）并派专人对边坡开挖进行看护，禁止车辆在开挖边坡上方停车，发现异常情况，立即停止施工并采取相应的措施。8）如遇到雨天将工作面进行苫盖，避免雨水进入混凝土面与原状路基的接缝。9）在护坡对应的五环路路肩内侧，支15左右米的围挡封闭临时停车带。10）锚杆外端部的连接应牢靠。11）注浆管路应畅通
19、，防止塞管、堵泵，造成爆管。2、喷射混凝土121）喷射作业时，应专人负责，仔细检查接头喷射机等设备和机具，是否耐损，接头断开等不良现象，确保各种机具处于良好状态时方可进行。2）进行喷射混凝土作业时，必须佩带防护用品。3）当转移喷射地点时必须关闭喷射机喷头前方不得站人。4）处理管道堵塞时喷头前不准站人，以防消除堵塞后突然喷出物料发生伤人事故。5）为避免供料、拌合、运输、喷射作业之间的干扰，应有联络信号，喷射作业应由班组长按规定信号、方法进行指挥，以防因喷射手和机械操作人员联络不佳造成事故。6）喷射混凝土后应经常注意观察，发现有变形和裂缝，及时支护和加固，必要时将作业人员撤离到安全地带。3、施工中
20、机械设备使用要求1）机械设备要定期保养，班前班后要随时检查设备，填写运转记录。2）各种机械设备操作人员和电工、电气焊工应持证上岗，无证不得上岗，每个工作人员严格按照本工种操作规程进行作业。3）电焊机应二次线漏电保护装置，各种电焊线应绝缘良好。4）各种电器设备、机械设备维修时一定要停机，断电、电闸箱断电后要上锁挂牌或专人看护。5）供电线路严格执行三相五线制，电闸箱符合安全规范，设置漏电装置。五、环境保护措施及文明施工措施1尽量避免使用高噪声设备。132现场设置垃圾箱并派人管理，并制定相应的管理制度。3在比较干燥浮土多的地段，要洒水降尘。4施工现场细颗粒散体材料装卸运输时，采取遮盖等措施，避免遗洒飞扬。5现场出土，随挖随清，并对未开挖边坡进行保护。5地下工程支护设计图14参考文献岩土工程地下工程施工技术建筑结构设计术语和符号标准混凝土结构设计规范15建筑抗震设计规范混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图03G101；GB500862001锚杆喷射混凝土支护技术规范
