(2)支护早晚的矛盾:从保持围岩强度,防止局部破坏来看,支护愈早愈好,从减小支护上的变形压力来看,又不宜过早支护,从防止围岩松脱破坏来看,更不能过晚支护;
(3)喷层厚薄的矛盾:从提高支护的强度和加大对围岩的抗力来看,喷层厚一些较好;从释放围岩蠕变变形、充分发挥围岩承载能力和改善支护受力状态来看,喷层薄一些比较有利。
变形大小,支护早晚和喷层厚薄之间的矛盾,在模注式衬砌中难以克服,而在锚喷支护中却可以合理解决,即把支护分成几部分,根据实际需要在不同时间里构筑。初期支护要力争早而薄,以便保证围岩在不产生过分松弛的情况下有足够的变形,后期支护则适当地晚和厚,在保证围岩稳定的同时,具有足够的安全储备。
综上所述,锚喷支护的作用机理概括成如下:
锚喷支护和围岩紧密连接,构成支护——围岩统一结构体,共同变形,联合受力。在这个统一结构体中,起主导作用的是围岩,在支护的辅助下,利用围岩的承载能力来维持自身的稳定性。利用围岩的关键是尽可能地保持和提高围岩的二次强度,并使围岩的二次应力合理地进行调整。要兼顾这两个方面,必须采取分期构筑的办法来解决变形大小、支护早晚和喷层厚薄之间的矛盾。在洞室开挖后,立即喷射较薄一层砼加固岩体,防止局部破坏,为洞室整体稳定创造条件。支护的柔性允许围岩产生一定的变形,使二次应力向深部岩体调整,并在洞室周围形成一个有一定自撑能力的岩石碹。支护向围岩提供径向抗力,使围岩逐渐趋向三维应力状态,但本身却避免了过大的变形压力,并使喷层中的弯曲应力减小。良好的受力状态,使锚喷支护的破坏大多以剪切形式出现,有利于发挥支护材料的潜力。当变形基本稳定以后,再构筑晚期支护,使围岩在形成松脱压力以前保持稳定,并有足够的安全储备。这样,锚喷支护就以少的材料消耗,达到了积极的支护效果。
3 锚喷支护的优越性极其运用中必须注意克服的几个问题
3.1 锚喷支护的优越性
和模注式衬砌或装配式衬砌相比,锚喷支护具有许多独特的优点:
(1)锚喷支护将围岩从荷载转变为承载结构。
锚喷支护突破了一切旧的被复形式,它将消极的、被动的支护形式转变为积极的、主动的支护形式。它可以加强围岩的稳定性、完整性,控制围岩力学形态变化,限制围岩的风化、变形、位移和裂隙的发展,能充分发挥围岩本身的承载作用,将围岩从荷载转变为承载结构,这是锚喷支护的最大优点。实践一再证明:只要光爆效果达到一定程度,锚喷支护设计和施工得当,强度就比较高,安全有保证。
(2)锚喷支护能够在洞室开挖后的短时间内,即可实施作业,不仅能够防止围岩风化,还能及时限制围岩变形急剧发展,避免围岩强度急剧降低。
(3)锚喷支护抗静载能力强一级建造师考试网
锚喷支护能够分层作业,因而可以根据围岩变形的发展和洞室稳定情况来选择支护参数和作业时机,使用少的材料,达到有效的支护效果。实践证明,在同样跨度和支护厚度的地下工程中,锚喷支护比模注式砼被复有较高的抗静载能力。
(4)由于工艺和机械的革新,锚喷支护施工变得简单,钻孔、注浆、搅拌、输送和喷射都很容易实现机械化,减轻体力劳动强度。
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