【文章內(nèi)容簡介】 的是保證在圍巖與噴射混凝土的結(jié)合面上能傳遞一定的拉應(yīng)力和剪應(yīng)力，有利于兩者共同工作。，若其厚度小于50mm時，噴層中粗骨料的含量甚少，更容易引起收縮開裂。同時，噴層過薄也不足以抵抗巖塊的移動，常出現(xiàn)局部開裂或剝落。近幾年來，有關(guān)部門對噴射混凝土支護(hù)使用情況調(diào)查結(jié)果表明，噴射混凝土支護(hù)層產(chǎn)生局部開裂剝落者，其厚度多在50mm以下，也有30～40mm的。因此，本條規(guī)定噴射混凝土支護(hù)的最小厚度不應(yīng)小于50mm。根據(jù)錨噴支護(hù)原理，要求噴層具有一定的柔性。因此，規(guī)定噴射混凝土厚度一般不應(yīng)超過200mm，特別在軟弱圍巖中作初期支護(hù)，噴層過厚，會產(chǎn)生過大的形變壓力，易導(dǎo)致噴層出現(xiàn)破壞，這是不經(jīng)濟(jì)的。當(dāng)噴層不能滿足支護(hù)抗力要求時，可用錨桿或配筋予以加強(qiáng)。，規(guī)定噴層設(shè)計厚度不應(yīng)小于80mm。，是為了嚴(yán)格控制外水內(nèi)滲，以保證良好的工作條件。，且厚度不大于100mm的噴射混凝土層。因此，本條規(guī)定在Ⅰ、Ⅱ級圍巖的隧洞中，薄層噴射混凝土對局部不穩(wěn)定塊體的抗力可按本規(guī)范公式（）、（）計算。當(dāng)噴層厚度大于100mm或噴層與圍巖粘結(jié)強(qiáng)度很低時，在局部不穩(wěn)定塊體作用下，噴層呈現(xiàn)粘結(jié)破壞。這時，需設(shè)置錨桿，由噴層與錨桿共同承受不穩(wěn)定塊體的重量。，鋼纖維噴射混凝土的一系列性能都優(yōu)于普通噴射混凝土，特別是它具有良好的韌性（即從加荷開始直至試件完全破壞所作的總功，常以荷載—撓度曲線與橫坐標(biāo)軸所包絡(luò)的面積表示），約比素噴混凝土提高10～50倍（圖2），抗沖擊能力約比素噴混凝土提高8～30倍。故規(guī)定在膨脹巖體隧洞和受采動影響的巷道中，宜采用鋼纖維噴射混凝土支護(hù)。圖2鋼纖維噴射混凝土小梁荷載—撓度曲線1—，長25mm，體積摻量2％；2—，長25mm，體積摻量2％；3—，長25mm，％；4—素噴混凝土：1　鋼纖維噴射混凝土的破壞，通常不是纖維被拉斷，而是纖維從混凝土中被拔出，也就是說，鋼纖維噴射混凝土增強(qiáng)性能主要是由纖維和混凝土基質(zhì)的握裹力來決定。因此，普通碳素鋼纖維就能滿足鋼纖維的增強(qiáng)要求。2　當(dāng)纖維體積百分率不變時，纖維直徑增大，則纖維在混凝土中的分布間距也隨之增大；反之，纖維直徑減小，纖維間距也隨之減小。纖維間距越小，對混凝土裂縫擴(kuò)展的約束能力也就越強(qiáng)，使混凝土的各種性能更能得到強(qiáng)化。但纖維直徑過小，會使纖維添加和鋼纖維混凝土的攪拌和施工發(fā)生困難。因此，～。3　鋼纖維的長度和摻量主要是由噴射混凝土的施工工藝決定。實(shí)踐表明，纖維長度大于25mm，摻量超過干混合料重量6％時，攪拌的均勻性和噴射施工就要發(fā)生困難。主要表現(xiàn)為在攪拌時纖維容易絞結(jié)在噴射機(jī)中。因此，鋼纖維長度不要超過25mm，摻量不宜大于干混合料重量的6％。，地下工程噴射混凝土支護(hù)中配置鋼筋網(wǎng)，其主要作用是提高噴射混凝土的整體性，防止收縮，使混凝土中的應(yīng)力均勻分布，并提供一定的抗剪強(qiáng)度，有利于抵抗巖石塌落和承受沖擊荷載。1　鋼筋網(wǎng)常按構(gòu)造要求設(shè)計，故選用鋼筋直徑宜為4～12mm。2　實(shí)踐表明，當(dāng)鋼筋間距小于150mm，噴射混凝土回彈大，且鋼筋與壁面之間易形成空洞，不能保證混凝土的密實(shí)度；當(dāng)鋼筋間距大于300mm時，則將大大削弱鋼筋網(wǎng)在噴射混凝土中的作用，因此，規(guī)定鋼筋的間距應(yīng)為150～300mm。3　鋼筋保護(hù)層厚度不應(yīng)小于20mm，這與普通鋼筋混凝土的規(guī)定是一致的。由于在過水隧洞中，噴射混凝土要經(jīng)受高速水流長期的、反復(fù)的沖刷作用，其表層容易磨蝕，因此，規(guī)定鋼筋保護(hù)層厚度不應(yīng)小于50mm。：1　當(dāng)圍巖變形量小時，鋼架可采用鋼管或其他輕型鋼材制成的剛性鋼架；當(dāng)圍巖變形量大時，宜采用Ｕ型鋼制成的可縮性鋼架。在可縮性節(jié)點(diǎn)處，應(yīng)能使其自由壓縮，以適應(yīng)鋼架的柔性卸壓作用，故不宜在聯(lián)接節(jié)點(diǎn)處噴上混凝土。2　設(shè)置鋼架處，鋼架保護(hù)層厚度小于40mm時，常引起噴層收縮開裂，從而惡化鋼架使用條件，引起鋼架腐蝕，故規(guī)定鋼架保護(hù)層厚度不應(yīng)小于40mm。3　規(guī)定鋼架立柱埋入底板的深度不應(yīng)小于水溝底面水平，是為了保證鋼架的穩(wěn)定性，而不致使其在側(cè)壓力作用下被擠向巷道中。（Ⅰ）淺埋隧洞錨噴支護(hù)設(shè)計～3倍洞跨的淺埋巖石隧洞而言，由于淺埋巖石隧洞的覆蓋層不可能形成完整的支承環(huán)，支護(hù)結(jié)構(gòu)主要承受巖體的松散壓力，它比深埋條件下支護(hù)所承受的荷載更大一些。因此，支護(hù)剛度和厚度也要比深埋條件下的隧洞要大一些。Ⅰ、Ⅱ級圍巖，在類似埋深和跨度條件下，如果施工合理，基本不出現(xiàn)巖體過大松動，因而錨噴支護(hù)參數(shù)不必加強(qiáng)。目前，錨噴支護(hù)用于淺埋巖石隧洞的工程實(shí)例見表7。表7淺埋隧洞錨噴支護(hù)工程實(shí)例工程名稱地質(zhì)條件隧洞斷面寬高(m)洞頂覆蓋層厚度(m)支護(hù)參數(shù)洞庫AB段凝灰?guī)r，大部為塊狀結(jié)構(gòu)，屬Ⅱ級圍巖1313錨桿與鋼筋網(wǎng)噴射混凝土聯(lián)合支護(hù)，噴層厚80～100mm，網(wǎng)筋直徑6～8mmⅡ線2號隧洞砂巖和奧陶紀(jì)石灰?guī)r,巖體破碎,斷層寬3～6m,節(jié)理產(chǎn)狀零亂,屬Ⅲ、Ⅳ級圍巖11910錨桿與鋼筋網(wǎng)噴射混凝土聯(lián)合支護(hù)，噴層厚150mm，～，網(wǎng)筋直徑18～22mm下坑隧道嚴(yán)重風(fēng)化的千枚巖，有地下水，屬Ⅳ、Ⅴ級圍巖10～20錨桿與鋼筋網(wǎng)噴射混凝土聯(lián)合支護(hù)，噴層厚180mm，～，網(wǎng)筋直徑8mm，仰拱厚300mm村隧道嚴(yán)重風(fēng)化的石灰?guī)r、屬Ⅳ級圍巖17105～30錨桿與鋼筋網(wǎng)噴射混凝土聯(lián)合支護(hù)，噴層厚200mm，錨桿長3m，網(wǎng)筋直徑16mm，有仰拱，由于各種條件比較復(fù)雜和工程經(jīng)驗(yàn)較少，本規(guī)范對這類淺埋隧洞采用錨噴支護(hù)未加限制，而是提出通過試驗(yàn)慎重確定。，即支護(hù)襯砌要承受上部覆蓋的全部巖石重量。近年來，在一定條件下的淺埋巖石隧洞采用錨噴支護(hù)獲得成功。但淺埋巖石隧洞圍巖自支承能力的利用程度畢竟不同于深埋隧洞，在設(shè)計時務(wù)必采取審慎態(tài)度，其根本原則是不容許圍巖出現(xiàn)較大的變形。本條中所有規(guī)定體現(xiàn)了要適當(dāng)增加錨噴支護(hù)剛度，提高支護(hù)能力，以控制圍巖的變形和松動，保證隧洞的穩(wěn)定。，是參照國內(nèi)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，結(jié)合錨噴支護(hù)的工作特點(diǎn)提出的，僅適用于采用錨噴支護(hù)的淺埋巖石隧洞。、我國城市地鐵和市政隧洞采用配筋噴射混凝土與拱架相結(jié)合做初期支護(hù)已積累了一些經(jīng)驗(yàn)，本條是在這些工程經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上提出的。為了慎重起見，提出了覆土厚度不小于1倍洞徑的淺埋土質(zhì)隧洞前提條件。但實(shí)際上我國已有了小于1倍洞徑覆土厚度的工程經(jīng)驗(yàn)，因數(shù)量較少，且條件比較復(fù)雜，故本條提出“應(yīng)通過現(xiàn)場試驗(yàn)及監(jiān)控量測確定”。但在地下水排干有困難的地層、厚淤泥質(zhì)粘土層、厚層含水粉細(xì)砂層等極不穩(wěn)定地層，本條提出在未采取有效措施前不宜采用的限制。淺埋土質(zhì)隧洞采用錨噴支護(hù)，其錨桿作用不很明顯，／鋼筋網(wǎng)噴混凝土，而且強(qiáng)調(diào)施作仰拱，形成封閉結(jié)構(gòu)。及時封閉是維護(hù)淺埋土質(zhì)隧洞穩(wěn)定的要點(diǎn)之一。淺埋土質(zhì)隧洞錨噴支護(hù)工程實(shí)例見表8。表8淺埋土質(zhì)隧洞錨噴支護(hù)工程實(shí)例工程名稱地質(zhì)條件隧洞斷面寬高（m）洞頂覆蓋厚度（m）支護(hù)類型及參數(shù)北京地鐵復(fù)西區(qū)間隧道粉細(xì)砂及砂礫石層松散，地下水在－22m9～12噴層厚300mm，鋼筋網(wǎng)φ6～10mm，間距150mm150mm格柵拱架間距750～1000mm二次襯砌350mm，仰拱封底北京地鐵雙線區(qū)間隧道亞粘土，粉細(xì)砂及砂礫石，無地下水11噴層厚350mm，鋼筋網(wǎng)φ6～10mm，雙層排列格柵拱架間距500～750mm，二次襯砌400mm，仰拱封底北京復(fù)興門折返線渡線亞粉土，粉細(xì)砂及砂礫土層無地下水1111噴層厚400mm，鋼筋網(wǎng)雙層布置，格柵拱架間距500mm，二次襯砌450mm，仰拱封底，主要考慮淺埋土質(zhì)隧洞覆土難以形成穩(wěn)定的支承環(huán)，因此垂直土壓力應(yīng)以全土柱計算，這是偏于安全的。而噴射混凝土強(qiáng)度增長要經(jīng)過一個間隔時間，這段間隔時間的土體穩(wěn)定要靠安裝牢固的鋼架支撐。因此，本條強(qiáng)調(diào)鋼架應(yīng)具有能承受40～60kN/m2荷載的支撐能力。，會遇到各種不穩(wěn)定地質(zhì)條件，應(yīng)該重視地層預(yù)加固和預(yù)支護(hù)方法。這方面國內(nèi)外已有不少成熟的經(jīng)驗(yàn)，包括土體注漿加固、超前錨桿和長管棚等方法。當(dāng)然，在采用注漿加固地層時，應(yīng)考慮埋深淺，地下管網(wǎng)多的特點(diǎn)，漿壓力應(yīng)通過試驗(yàn)確定。（Ⅱ）塑性流變巖體中隧洞錨噴支護(hù)設(shè)計，塑性流變巖體一般是四周來壓或有很大的水平壓力。因此，在這類圍巖中的隧洞斷面宜采用圓形、橢圓形或馬蹄形等斷面形狀。采用圓滑曲線的斷面輪廓，可以減小應(yīng)力集中引起的圍巖破壞和增強(qiáng)噴層的結(jié)構(gòu)作用。在塑性流變巖體中開挖隧洞，一條基本原則是不使圍巖發(fā)生有害松散的前提下，容許圍巖產(chǎn)生較大的變形，以減小支護(hù)抗力，使錨噴支護(hù)達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理，安全可靠。因此，在隧洞的設(shè)計中，斷面尺寸應(yīng)預(yù)留允許的周邊收斂量。，圍巖變形量大，延續(xù)時間長。在這種情況下，正如“圍巖—支護(hù)”相互作用原理（圖3）所示的那樣，若采用一次完成的剛性大的永久支護(hù)，對圍巖過早地施加過強(qiáng)的約束力，會導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)承受較大的荷載，甚至常出現(xiàn)彎曲破壞。通過塑性流變巖體的隧洞，一般應(yīng)分兩次支護(hù)，即初期支護(hù)與后期支護(hù)。初期支護(hù)的作用是及時提供一定的支護(hù)抗力，使圍巖不致發(fā)生松散破壞，同時，又允許圍巖的塑性變形有一定發(fā)展，以充分發(fā)揮圍巖的自支承作用。后期支護(hù)的作用是維護(hù)隧洞的長期穩(wěn)定性，并滿足防水等使用要求。圖3巖石特性曲線與支護(hù)特性曲線相互作用圖a—原始地應(yīng)力；b—巖石特性曲線；c—巖石拱形成；d—巖石拱破壞；e—支護(hù)特性曲線；f—支護(hù)承受部分；g—巖石拱承受部分；1—太剛；2—適宜；3—太晚；4—太柔顯然，在塑性流變巖體中，采用柔性較大的薄層噴射混凝土加錨桿做初期支護(hù)，是十分理想的。但是，也必須指出，塑性流變巖體有明顯的時間效應(yīng)。如圖4所示，在不同的時間階段，巖體的應(yīng)力位移曲線是不同的。比較柔性的錨噴支護(hù)在tt2時，支護(hù)特性曲線與巖體特性曲線相交，說明兩者能取得平衡。這時，支護(hù)結(jié)構(gòu)承受較小的荷載，但卻引起相當(dāng)大的位移。當(dāng)超過t2時，兩者特性曲線不得相交，并出現(xiàn)過度的支護(hù)變形，易使圍巖松散。因而，必須適時地提高支護(hù)抗力，進(jìn)行后期支護(hù)，使支護(hù)特性曲線在t3時，與圍巖特性曲線相交，以保證隧洞的長期穩(wěn)定性。圖4　不同時間階段圍巖特性曲線與支護(hù)特性曲線的適應(yīng)性s—初期支護(hù)的特性曲線；c—后期支護(hù)的特性曲線；Ps—支護(hù)結(jié)構(gòu)的抗力在塑性流變巖體中開挖隧洞，由于巖體潛在應(yīng)力的釋放或巖體吸水膨脹，沿四周逐漸向隧洞內(nèi)擠出。支護(hù)結(jié)構(gòu)在一定程度上抑制了巖體的擠壓膨脹，但如底部沒有約束，圍巖裸露，必須形成膨脹和應(yīng)力釋放的集中部位，產(chǎn)生底鼓。如底鼓不加控制，任其發(fā)展，常常造成隧洞墻腳內(nèi)移和支護(hù)結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重破壞，這在實(shí)際工程中是屢見不鮮的。因而，必須設(shè)置抑拱，形成全封閉環(huán)，以提高支護(hù)抗力。塑性流變巖體中的隧洞采用錨噴支護(hù)，如何根據(jù)不同時間階段內(nèi)圍巖與支護(hù)的變形特性，調(diào)整支護(hù)抗力，使“圍巖—支護(hù)”的變形協(xié)調(diào)發(fā)展，是以經(jīng)濟(jì)的支護(hù)結(jié)構(gòu)取得隧洞穩(wěn)定的關(guān)鍵。而要掌握圍巖與支護(hù)變形的時間效應(yīng)，最現(xiàn)實(shí)可行的辦法是通過現(xiàn)場量測。（Ⅲ）老黃土隧洞錨噴支護(hù)設(shè)計、強(qiáng)度較高的特點(diǎn)。在我國西北地區(qū)的老黃土土層中，已用錨噴支護(hù)成功地建成一些鐵路隧道和地下洞室。通過現(xiàn)場量測和工程實(shí)踐表明，它能及時支護(hù)土體，發(fā)揮土體自承作用，保持洞體穩(wěn)定。因此，隧洞應(yīng)采用曲線形邊墻。用錨噴支護(hù)的實(shí)例證明，當(dāng)邊墻曲率較大（矢高不應(yīng)小于弦長的1/8）并設(shè)置抑拱后，隧洞能較快地達(dá)到穩(wěn)定。，采用錨噴支護(hù)的成功經(jīng)驗(yàn)提出的。當(dāng)采用水泥砂漿錨桿時，要求孔徑不宜小于60mm，是為了增大砂漿與土層的粘結(jié)面積，以滿足一定的錨桿抗拔力的要求。老黃土隧洞中的薄層噴射混凝土襯砌，如不設(shè)置伸縮縫，由于在噴射混凝土硬化過程中的自身收縮或使用過程中溫度變化等原因所引起的應(yīng)力，一旦大于噴射混凝土的抗拉強(qiáng)度，以及地層的不均勻沉陷，均會使襯砌出現(xiàn)裂縫，惡化隧洞的工作條件，故規(guī)定沿隧洞軸線每隔5～10m應(yīng)設(shè)一道環(huán)向伸縮縫。老黃土對于水的作用是很敏感的，在水的作用下，會很快解體而失去穩(wěn)定。因此，錨噴支護(hù)設(shè)計時，就必須對地表水和洞內(nèi)施工水提出處理措施，以保證施工的安全和洞體的穩(wěn)定。（Ⅳ）水工隧洞錨噴支護(hù)設(shè)計，它長期處在水的作用下工作，有的甚至在有較高壓力水中工作，不僅要承受較大的內(nèi)水壓力，還有防滲、抗沖刷等問題。所以，在水工隧洞中采用錨噴支護(hù)時，對其使用范圍應(yīng)有所限制。　　工程實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)表明，水工隧洞錨噴支護(hù)承受內(nèi)水壓力及抗?jié)B、抗沖刷等性能，主要取決于圍巖性質(zhì)。當(dāng)圍巖的變形模量為10103MPa，洞跨為10m，噴射混凝土的厚度為200mm時，（不考慮錨桿和鋼筋網(wǎng)的作用），其中80％以上的內(nèi)水壓力由圍巖承擔(dān)?？紤]水工隧洞的特殊工作條件，當(dāng)錨噴支護(hù)作為后期支護(hù)時，僅限制在Ⅲ級以上（包括Ⅲ級）圍巖中應(yīng)用。對于Ⅳ、Ⅴ級圍巖，由于完整性差，或巖質(zhì)軟弱，承載能力低，宜采用復(fù)合支護(hù)，即內(nèi)水壓力主要由現(xiàn)澆鋼筋混凝土支護(hù)承擔(dān)。而錨噴初期支護(hù)的主要作用是及時支護(hù)圍巖，限制其有害變形的發(fā)展，防止圍巖坍塌，保證施工安全。在水工隧洞中，由于防滲不好，內(nèi)水外滲，惡化了圍巖地質(zhì)條件，可能導(dǎo)致隧洞嚴(yán)重破壞。因此，對錨噴支護(hù)的水工隧洞，必須重視其防滲問題。一級、河一級、鎮(zhèn)和四個錨噴支護(hù)的水工隧洞水壓試驗(yàn)表明（表9），內(nèi)水壓力是由圍巖和支護(hù)共同承擔(dān)的，錨噴支護(hù)符合彈性介質(zhì)的薄壁圓管的工作原理。為此，可按“圍巖—支護(hù)”變形一致的原則來計算支護(hù)的抗裂能力。對于洞跨超過10m、其錨噴支護(hù)的設(shè)計尚缺乏經(jīng)驗(yàn)，也缺乏運(yùn)行資料，所以規(guī)定宜通過試驗(yàn)決定。表9有壓水工隧洞實(shí)測開裂壓力與計算開裂壓力（MPa）工程名稱實(shí)測開裂壓力計算開裂壓力一級鎮(zhèn)河一級—，錨噴支護(hù)也不例外，據(jù)一級電站和鎮(zhèn)電站試驗(yàn)資料，～，噴層局部剝落，一般呈現(xiàn)粘結(jié)破壞。所以，當(dāng)外水壓力較高、隧洞使用中放空時，必須校核其穩(wěn)定性。外水壓力值，可采用地下水位線以下的水柱高乘以相應(yīng)的折減系數(shù)的方法估算（表10）。表10外水壓力折減系數(shù)地下水活動分級地下水活動情況折減系數(shù)1無02微弱0～3顯著～4強(qiáng)烈～5劇烈～噴射混凝土支護(hù)與圍巖是互相緊密結(jié)合的兩種不同的透水介質(zhì)，在地下水位變幅