【正文】 目前，尚無評定圍巖穩(wěn)定性的標準方法。但從理論分析可知，限制圍巖受拉區(qū)、塑性區(qū)和松馳區(qū)的最大范圍或隧洞周邊的最大位移量，或洞周的最小支護抗力值，都能起到控制圍巖失穩(wěn)的作用，問題是其量值應為多少才合適，缺乏統(tǒng)一的標準，目前主要是依據(jù)設計人員的經(jīng)驗和參照過去的工程實例來確定。本條規(guī)定體現(xiàn)了圍巖局部失穩(wěn)采用局部加固的設計原則。設計人員根據(jù)施工階段沿洞軸線地質(zhì)展示圖上標出的圍巖不穩(wěn)定塊體的大小，采用錨噴支護參數(shù)（－1）中給出的支護參數(shù)，用塊體極限平衡方法進行局部穩(wěn)定性驗算。荷載只考慮不穩(wěn)定塊體的自重，一般不計由地應力作用引起的圍巖應力。這是因為應力重分布導致不穩(wěn)定塊體周邊的應力降低，同時，由于地應力數(shù)值不易取得和不便計算。拱腰以上部位的不穩(wěn)定塊體，一般呈現(xiàn)塌落的形式失去穩(wěn)定，因而不計結構面上的C、值；而拱腰以下部位的不穩(wěn)定塊體，則呈現(xiàn)滑落的形式，應計自重引起的摩擦力作用，有時還考慮結構面上的粘結力作用。，應在充分掌握邊坡的地質(zhì)勘察資料的前提下，首先根據(jù)巖土性狀和巖土結構特征等分析判斷可能出現(xiàn)的失穩(wěn)破壞類型，如平面滑動、圓弧滑動、楔體滑動和傾倒破壞等。對于一般的邊坡穩(wěn)定問題，可采用極限平衡法求解。對于復雜的邊坡穩(wěn)定問題，可采用數(shù)值分析方法處理。邊坡采用數(shù)值分析方法的合理性主要取決于計算模型及計算參數(shù)是否符合邊坡的客觀狀況。數(shù)值分析方法能模擬邊坡開挖程序和錨桿施作時機，反映施工過程諸因素的變化對邊坡穩(wěn)定性的影響，給出邊坡開挖后的位移場和應力場。顯示塑性區(qū)和拉應力區(qū)分布的部位，這些都為邊坡的錨固設計提供重要依據(jù)。，存在著選取測點的代表性問題和巖體試件的尺寸效應等問題，設計中選用的E、C、值均較實測值低。尤其當圍巖進入塑性破壞后，塑性區(qū)中C、E值隨之降低，靠近洞壁的C、E值降低多，而靠近彈塑性區(qū)交界處，C、E值降低少。如果計算中不考慮塑性區(qū)中C、E值的這種變化，則應取C、E的平均值作為計算參數(shù)，其值通?？捎稍O計人員及勘察人員，按實測值和現(xiàn)場實際情況商定。實踐表明，塑性區(qū)中φ值降低不多，一般不再考慮折減。在本條中還根據(jù)1995年頒布的現(xiàn)行國家標準《工程巖體分級標準》GB50218給出了各級圍巖的力學指標及巖體結構面抗剪斷峰值強度。地應力或支護前洞壁的位移值或釋放荷載值，在條文中雖未作規(guī)定，但這兩個數(shù)據(jù)都是計算中所必要的，無論在數(shù)值計算或分析計算中，都需要知道這兩個數(shù)據(jù)。對于重要工程，宜采用實測的地應力值。無實測條件時，垂直地應力可按覆蓋層的厚度計算確定，側(cè)壓系數(shù)值可參照當?shù)仄渌こ虒崪y資料和該地區(qū)地質(zhì)構造情況估計確定。支護前洞壁位移或釋放的荷載值，隨施工方法的不同而不同，目前只能借助實測值和經(jīng)驗來確定。如果是實測值，還應考慮量測前已產(chǎn)生的位移和釋放的荷載。目前，有些程序中以洞壁實測位移作為邊界條件，這種計算方法更能反映實際情況。對封閉式支護結構，如果計算中不考慮隧洞開挖和支護程序，則支護前洞壁位移值可以近似取仰拱封底前的洞壁位移值或略小于該位移值。，一般服務年限較長，故在選用錨噴支護時，均采取審慎態(tài)度。鑒于目前Ⅳ、Ⅴ級圍巖的豎井中，采用錨噴支護的實例不多，故在豎井錨噴支護類型及設計參數(shù)（－2）中，僅列入Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級圍巖豎井錨噴支護類型與參數(shù)，而且，其支護參數(shù)均比同等橫斷面的隧洞有所增大。，體現(xiàn)了因地制定、區(qū)別對待的設計原則，以確保工程設計既安全可靠、又經(jīng)濟合理。1　隧洞交岔點、斷面變化處等特殊部位，是應力比較集中的地方，加強其支護結構，以確保這些地段的穩(wěn)定性。2　噴射混凝土支護的作用，主要是依靠它與圍巖表面的緊密粘結來保證其與圍巖共同工作的。在光滑巖面上，這種粘結力就很小，因此，應采用以錨桿或鋼筋網(wǎng)噴射混凝土為主的支護類型，以獲得足夠的支護抗力，有效地加固圍巖。3　圍巖較差地段的支護應向圍巖較好地段延伸一定長度。一些試驗表明，在膨脹性巖體中，采用錨噴支護與其他支護形式相結合的復合支護是行之有效的，采用錨噴支護作為復合支護的初期支護是適宜的。在其余5種情況下，采用錨噴支護尚無足夠把握?？偟膩碚f，本條所述6種巖層采用錨噴支護都缺乏經(jīng)驗，因而，其設計需要經(jīng)過試驗后確定。，后1種自鉆式錨桿是本次修訂規(guī)范時新增的?！　∪L粘結型錨桿是一種不能對圍巖加預應力的被動型錨桿，適用于圍巖變形量不大的各類地下工程的永久性系統(tǒng)支護。　　端頭錨固型錨桿，安裝后可以立即提供支護抗力，并能對圍巖施加不大于100kN的預應力，適用于裂隙性的堅硬巖體中的局部支護?！　∧Σ列湾^桿，安裝后可立即提供支護抗力，并能對圍巖施加三向預應力，韌性好，適用于軟弱破碎、塑性流變圍巖及經(jīng)受爆破震動的礦山巷道工程。　　預應力錨桿能對圍巖施加大于200kN的預應力，且能處理深部的穩(wěn)定問題，適用于大跨度地下工程的系統(tǒng)支護及局部大的不穩(wěn)定塊體的支護?！　∽糟@式錨桿，是一種具有鉆進、注漿、錨固三位一體的錨桿，在復雜地層或需套管護壁鉆進且工作空間狹小條件下，施工簡便、錨固效果較好。，國內(nèi)目前有以下幾種結構形式（見圖1）。其中機械式錨固適用于硬巖或中硬巖；粘結式錨固除用于硬巖及中硬巖外，也可用于軟巖。端頭錨固型錨桿的作用主要取決于錨頭的錨固強度。在錨頭型式選定后，其錨固強度是隨圍巖情況而變化的。因此，為了獲得良好的支護效果，使用前，應在現(xiàn)場進行錨桿的拉拔試驗，以檢驗所選定的錨頭是否與圍巖條件相適應。由于地下水或潮濕空氣的長期作用，端頭錨固型錨桿的桿體和錨頭易發(fā)生銹蝕，可使其錨固力減小或完全喪失。因此，服務年限大于5年的端頭錨固型錨桿，應采取灌注水泥砂漿或其他防腐措施。圖1端頭錨固型錨桿結構形式粘結式錨固端的錨固劑，國內(nèi)有樹脂卷和快硬水泥卷兩種。樹脂錨固劑目前廣泛采用115松香封端不飽和聚脂樹脂。樹脂與填料之比一般為1∶5～1∶7，這種錨固劑的特點是固化時間短（由幾十秒到幾分鐘），強度增長快（半小時強度可達28d強度的65％～96％），強度高（最終強度達60～120MPa）。因此，能及時提供支護能力。快硬水泥卷錨固劑由硫鋁酸鹽水泥和雙快型水泥配制而成，～，～。這種快硬水泥錨固劑，強度增長快（～）。因此，快硬水泥卷錨桿也有能及時提供支護抗力的特點。，目前國內(nèi)有全長摩擦型（縫管式）和局部摩擦型（楔管式）兩種。摩擦型錨桿是一根沿縱向開縫的鋼管，當它裝入比其外徑小2～3mm的鉆孔時，鋼管受到孔壁的約束力而收縮，同時，沿管體全長對孔壁施加彈性抗力，從而錨固其周圍的巖體。這類錨桿的特點是安裝后能立即提供支護抗力，有利于及時控制圍巖變形；能對圍巖施加三向預應力，使圍巖處于壓縮狀態(tài)；而且，錨固力還能隨時間而提高。錨桿縱向開縫寬度規(guī)定為13～18mm，是基于當錨桿打入比其外徑小的鉆孔時，開縫不會全閉合甚至重疊。工程實踐表明，當其他條件不變時，摩擦型錨桿的錨固力隨錨桿與鉆孔徑差的加大而增高。要保證錨桿每米錨固長度的初錨固力不小于25kN，徑差常取2～3mm。此外，當徑差不變時，錨桿錨固力又同巖石的軟硬程度密切相關，在硬巖中的錨固力遠比在軟巖中的為高。因此，對于硬巖、中硬巖和軟巖，規(guī)定了不同的徑差。在某些特定條件下，需要提高摩擦型錨桿的初錨固力時，可采用帶端頭錨楔的縫管錨桿或楔管錨桿。工程實踐表明，在硬巖條件下，采用帶端頭錨楔的縫管錨桿或楔管錨桿，可使初始錨固力增加50kN以上。與非預應力錨桿相比，預應力錨桿有許多突出的優(yōu)點。它能主動對圍巖提供大的支護抗力，有效地抑制圍巖位移；能提高軟弱結構面和塌滑面處的抗剪強度；按一定規(guī)律布置的預應力錨桿群使錨固范圍內(nèi)的巖體形成壓應力區(qū)而有利于圍巖的穩(wěn)定。此外這種錨桿施工中的張拉工藝，實際上是對每根工程錨桿的檢驗，有利于保證工程質(zhì)量。因而近年來國內(nèi)外在地下工程及邊坡工程中預應力錨桿的應用獲得迅速發(fā)展。這次規(guī)范修訂中，將預應力錨桿設計、施工及試驗監(jiān)測作為重點充實的條款。1 目前國內(nèi)普遍采用的預應力錨桿是一種集中拉力型錨桿，大量的研究資料已經(jīng)證實這種錨桿固定長度上的粘結應力分布是極不均勻的，固定段的最近端應力集中現(xiàn)象嚴重，隨著荷載的增大，并在荷載傳至固定長度最遠端之前，桿體 ——灌漿體界面或者灌漿體——地層界面就會發(fā)生“粘脫”（debonding）。這種粘結作用逐步破壞的錨桿一般都會大大降低地層強度的利用率，特別在軟巖和土層中，當固定長度大于8～10m時，其承載力的增量很小或無任何增加。國內(nèi)已開發(fā)出一種單孔復合錨固系統(tǒng)，即壓力分散型或拉力分散型錨桿。這種錨固系統(tǒng)是在同一個鉆孔中安裝幾個單元錨桿，而每個單元錨桿都有自己的桿體，自己的錨固長度，而且承受的荷載也是通過各自的張拉千斤頂施加的。由于組合成這類錨桿的單元錨桿錨固長度很小，所承受的荷載也小，錨固長度上的軸力和粘結應力分布較均勻，不會產(chǎn)生逐步粘脫現(xiàn)象，從而能最大限度地調(diào)用地層強度。從理論上講，使用這類錨桿的整個錨固長度并無限制，錨桿承載力可隨著整個錨固長度的增加而提高，適用于軟巖或土體工程。特別是壓力分散型錨桿，其單元錨桿的預應力筋采用無粘結鋼絞線，在荷載作用下灌漿體受壓，不易開裂，因而能大大提高錨桿的耐久性。2　錨桿的傾角主要應考慮有利于地下工程與邊坡和穩(wěn)定性，一般錨桿軸線應與巖體主結構面或滑移面成大角度相交。但是與水平面夾角為10176。～+10176。的區(qū)域不應作安設錨桿的范圍。因為傾角接近水平的錨桿，注漿后灌漿體的沉淀和泌水現(xiàn)象，會影響錨桿的承載能力。3　錨桿預應力筋采用鋼絞線、鋼絲或精軋螺紋鋼筋是最為適合的。一是因為其抗拉強度遠比Ⅱ、Ⅲ級鋼筋高，可以大幅度降低錨桿的用鋼量。二是當預拉力達到錨桿拉力設計值時，預應力筋產(chǎn)生的彈性伸長比Ⅱ、Ⅲ級鋼筋大若干倍，這樣當錨頭松動或其他原因使預應力筋彈性伸長變小時，所引起的預應力損失要小得多。三是鋼絞線、鋼絲運輸安裝方便。即使在較狹窄的空間也可施工。對穿型錨桿應采用無粘結鋼絞線，一方面可大大提高錨桿的耐久性，另一方面當錨桿長度上某部位出現(xiàn)巖體裂隙張開時可在整個長度上調(diào)整應力，而不會發(fā)生粘結型錨桿那樣的應力集中和局部破壞。4　，是為了使預應力筋在設定的張力作用下有較大的彈性伸長量，不致在錨桿使用過程中因錨頭松動而引起預拉力的顯著衰減。5　本條給出的安全系數(shù)K適用于預應力錨桿錨固段的設計。按錨桿破壞后影響程度和服務年限的長短給出了不同的安全系數(shù)，其取值主要考慮錨桿設計中的不確定因素及風險程度，其數(shù)值是參照國外有關標準及中國工程建設標準化協(xié)會標準《土層錨桿設計與施工規(guī)范》CECS22的有關條款的規(guī)定提出的。6　處于地層中的預應力錨桿經(jīng)常受到地下水（特別是含有腐蝕介質(zhì)的地下水）的侵蝕，而在高拉應力作用下，預應力筋則會出現(xiàn)應力腐蝕。一般腐蝕和應力腐蝕交織在一起，國外已出現(xiàn)不少因腐蝕而導致錨桿破壞的實例。如法國米克斯壩，有幾根13000kN承載力的錨桿僅使用幾個月就發(fā)生斷裂。錨桿的應力水平是桿體強度極限值的67％。經(jīng)多次試驗的結論是，處于高拉伸應力狀態(tài)下的銹蝕是破壞的主要原因。1986年國際預應力協(xié)會（FIP）曾對35個錨桿斷裂實例進行調(diào)查。其中永久錨桿占69％，臨時錨桿占31％，錨桿使用期在2年內(nèi)及2年以上發(fā)生腐蝕斷裂的各占一半。由此可見，因腐蝕而引起的錨桿破壞是不能忽視的。因此，本條規(guī)定永久性預應力錨桿預應力筋的保護層厚度不應小于20mm，并宜外套波形管，一旦錨固段的水泥漿體出現(xiàn)開裂，波形管仍有阻隔地下水浸蝕的作用。，而必須采用套管跟進的復雜地層。這種錨桿將鉆孔、注漿及錨固等功能一體化，在隧道超前支護系統(tǒng)及高地應力，大變形巷道的變形控制等工程中均取得良好效果。目前國產(chǎn)的自鉆式錨桿的技術參數(shù)見表5。表5自鉆式錨桿技術參數(shù)型號R27NR32N直徑/壁厚（mm）27/32/抗拉強度（MPa）680680抗拉力（kN）280320重量（kg/m）螺紋方向左旋左旋標準長度（m），最大鉆進深度（m）＞12，則能穿過更多的結構面，有利于提高結構面上的抗剪強度，使錨桿間的巖塊相互咬合，充分發(fā)揮錨桿加固圍巖的作用。系統(tǒng)錨桿的間距，除受圍巖穩(wěn)定條件及錨桿長度制約外，在穩(wěn)定性較差的巖體中，為使支護緊跟掘進工作面，錨桿的縱向間距還受掘進進尺的影響。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。系統(tǒng)錨桿主要對圍巖起整體加固作用。根據(jù)工程經(jīng)驗，為使一定深度的圍巖形成承載拱，錨桿長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度的1/2。但是，在Ⅳ、Ⅴ類圍巖中，若仍按間距不大于1/2錨桿長度的規(guī)定，則錨桿間的巖塊可能因咬合和聯(lián)鎖不良，而導致掉塊或墜落。因此，還規(guī)定在Ⅳ、Ⅴ類圍巖中。，提供有效的支護抗力，阻止不穩(wěn)定巖塊的墜落。，在裂隙交割的堅硬巖體中，一般受膠結材料與桿體間的粘結強度控制，而在軟弱的巖體中，有時則受膠結材料與巖面的粘結強度控制。故本條規(guī)定，粘結型錨固體錨入穩(wěn)定巖體長度的確定應同時驗算兩種不同情況的粘結強度。，對支護結構的工作性能和使用效果關系重大。因此，本條文規(guī)定對于重要地下工程，噴射混凝土的強度等級不應低于C20，施工中只要遵守本規(guī)范的有關規(guī)定，一般均能達到設計要求的強度等級。由于地下工程與地面結構不同，噴射混凝土施工后要求具有較高的支護抗力，特別在軟弱圍巖中噴射混凝土早期強度至關重要。根據(jù)國內(nèi)外對噴射混凝土早期強度的試驗資料（見表6），本條規(guī)定在添加速凝劑條件下，噴射混凝土1d齡期的抗壓強度不應低于5MPa?！　鴥?nèi)外的試驗資料表明，與不摻鋼纖維的噴射混凝土相比，鋼纖維噴射混凝土的抗拉強度約提高30％～60％，抗彎強度約提高30％～90％，故本條規(guī)定在摻入速凝劑的情況下，鋼纖維噴射混凝土的強度等級不得低于C20，抗拉強度不得低于2MPa。表6噴射混凝土早期抗壓強度（MPa）（h）齡期齡期（h）測定單位3824日本（新奧法指南）～～～美國～中國（下坑隧道工程）—～～中國（冶金部建筑研究總院）—、靜力彈性模量的規(guī)定值，是在綜合分析國內(nèi)有關單位的科學實驗資料及工程質(zhì)量檢驗數(shù)據(jù)基礎上提出的。噴射混凝土與圍巖的粘結力，不僅與混凝土強度等級有關，也與巖石強度和巖體的完整性有關。故本規(guī)范規(guī)定，對Ⅰ、Ⅱ級圍巖，Ⅲ。對粘結強度作相應的規(guī)定，其目