gb 50086-2015 岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范

'UDC中华人民共和国国家标准GBPGB50086-2015岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范Technicalcodeforengineeringofgroundanchoragesandshotcretesupport2015-05-11发布2016-02-01实施中华人民共和国住房和城乡建设部联合发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中华人民共和国国家标准岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范TechnicalcodeforengineeringofgroundanchoragesandshotcretesupportGB50086-2015主编部门:中国冶金建设协会批准部门z中华人民共和国住房和城乡建设部施行日期:2016年2月1日中国计划出版社2015北京 中华人民共和国住房和城乡建设部公告第821号住房城乡建设部关于发布国家标准《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》的公告现批准《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》为国家标准，编号为GB50086-2015，自2016年2月1日起实施。其中，第4.1.4、4.5.3、12.1.19、13.1.1条为强制性条文，必须严格执行。原《锚杆喷射混凝土支护技术规范))GB50086-2001同时废止。本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。中华人民共和国住房和城乡建设部2015年5月11日 前言本规范是根据原建设部《关于印发(2007年工程建设标准规范制订、修订计划(第二批)>的通知>>(建标(2007]126号文件)的要求，由中冶建筑研究总院有限公司会同有关单位在原《锚杆喷射泪凝土支护技术规范>>GB50086-2001的基础上修订完成的。本规范在编制过程中，编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，吸纳成熟的新成果与新技术，参考固外先进标准，与国内相关标准协调，并在广泛征求意见的基础上，最后经审查定稿。本规范共分14章和15个附录，主要技术内容包括:总则、术语、工程勘察与调查、预应力锚杆、低预应力锚杆与非预应力锚杆、喷射混凝土、隧道与地下工程锚喷支护、边坡锚固、基坑锚固、基础与混凝土坝的锚固、抗浮结构锚固、试验、工程监测与维护、工程质量检验与验收等。本规范修订的主要内容是:1.增加边坡、基础、基坑、抗浮及坝工等工程岩土锚杆设计、施工内容;2.增加I、E级围岩中跨度25m~35m、团级围岩中跨度20m~35m，高跨比>1.2的大跨度、高边墙洞室工程锚喷支护工程类比法设计内容;3.增补土层预应力锚杆设计施工相关内容;4.增加可重复高压灌浆锚杆、涨壳式中空注浆锚杆等新型预应力锚杆内容，细化压力分散与拉力分散型锚杆的设计施工内容;5.调整预应力锚杆设计计算方法，在锚杆承载力计算中引入了锚固段长度对粘结强度影响系数"功";6.增加预应力锚杆防腐等级及相应的防腐构造要求;•1• 7.调整喷射棍凝土的配合比设计、1d抗压强度及喷射棍凝土与岩石问粘结强度最小值规定，增加高应力、大变形隧洞喷射泪凝土最小抗弯强度与残余抗弯强度(韧4性)要求;8.补充修改预应力锚杆验收试验及锚杆验收合格标准的相关内容;9.增加喷射混凝土或喷射钢纤维混凝土的抗弯强度和残余抗弯强度试验方法内容。本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。本规范由住房城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释，由中冶建筑研究总院有限公司负责具体技术内容的解释。执行本规范过程中如有意见或建议，请寄送中冶建筑研究总院有限公司国家标准《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》管理组(地址:北京市海淀区西土城路33号，邮政编码:100088)，以供今后修订时参考。本规范主编单位、参编单位、参加单位、主要起草人和主要审查人:主编单位:中冶建筑研究总院有限公司参编单位:中国水电顾问集团成都勘测设计研究院中国京冶工程技术有限公司解放军后勤工程学院长江勘测规划设计研究院中交第二公路勘测设计研究院有限公司中国水电顾问集团北京勘测设计研究院中水东北勘测设计研究院有限责任公司中国科学院地质与地球物理研究所中科院武汉岩土力学研究所铁道科学研究院煤炭科学研究总院长江科学院•2• 中铁西南科学研究院有限公司清华大学大连理工大学同济大学二滩水电开发有限公司中国水利电力第七工程局有限公司中国水利电力第十四工程局有限公司武钢矿业公司北京中岩大地工程技术有限公司无锡金帆钻凿设备股份有限公司杭州图强工程材料有限公司安阳龙腾特钢有限公司参加单位:上海贝卡尔特-二钢有限公司丹东前阳工程测试仪器厂郑州兰瑞工程材料有限公司主要起草人:程良奎李成江郑颖人匮直柳建国宋二样康红普李洪斌范景伦贾金青伍法权刘启琛赵长海李象范李振中周火明杨启贵许建平阳恩国罗朝廷吴万平韩军李正兵盛谦罗强和孙文姚海波吴剑波孙映霞项小珍冯地报主要审查人:杨志法刘金确徐建强马金普康景文苏自约朱本珍李炳奇杨生贵杨素春•3• 目次1总则…………………………………………………(1)2术语…………………………………………………(2)3工程勘察与调查…………………………………………(6)3.1一般规定………………………………………………(6)3.2调查……………………………………………………(6)3.3工程地质与水文地质勘察………………………………(7)4预应力锚杆………………………………………………(9)4.1一般规定………………………………………………(9)4.2锚杆类型与构造…………………………………………(10)4.3锚杆类型的选择…………………………………………(12)4.4材料……………………………………………………门U4.5防腐……………………………………………………(16)4.6设计……………………………………………………门8)4.7施工……………………………………………………(24)5低预应力锚杆与非预应力锚杆…………………………(28)5.1一般规定………………………………………………U们5.2低预应力锚杆类型与适用条件……………………………(28)5.3非预应力锚杆类型与适用条件……………………………(29)5.4材料……………………………………………………(30)5.5锚杆设计………………………………………………门υ5.6锚杆施工………………………………………………门2)6喷射混凝土………………………………………………门们6.1一般规定………………………………………………(33)6.2原材料…………………………………………………(33) 6.3设计……………………………………………………(3日6.4施工……………………………………………………(38)6.5质量控制与检验…………………………………………(43)6.6施工安全与粉尘控制…………………………………...(43)7隧道与地下工程铺喷支护………………………………(4日7.1一般规定…....................................................ωω7.2围岩分级………………………………………………(46)7.3一般条件下的锚喷支护设计…………...………………(53)7.4特殊条件下的锚喷支护设计……………………………(62)7.5施工…………………·………………………………..刊们8边坡锚固…………………………………………………刊们8.1一般规定………………………………………………刊们8.2边坡锚固设计……………………………………………(71)8.3边坡浅层加困与面层防护………………………………(75)8.4边坡锚固工程施工………………………………………(75)8.5边坡锚固工程的试验与监测……………………………门们9基坑锚固…………………………………………………门们9.1一般规定………………………………………………(78)9.2锚拉桩(墙〉支护设计……………………………………(78)9.3土钉墙支护设计…………………………………………(84)9.4施工与检验……………………………………………(88)10基础与握凝土坝的锚固…………………………………ωυ10.1基础锚固设计…………………………………………(91)10.2混凝土坝的锚固………………………………………(臼)10.3基础与混凝土坝锚杆的施工、试验与监测………………(96)11抗浮结构锚固................-.............................…….(97)11.1一般规定………………………………………………什门11.2抗浮预应力锚杆设计……………………………………ω7)11.3抗浮锚杆施工…………………………………………(99)•2• 12试验……………12.1预应力锚杆试验………………………………………(凹的12.2喷射混凝土试验13工程监测与维护……………13.1一般规定·13.2监测与检查项目13.3锚杆预加力的长期监测..13.4错杆腐蚀状况检查分析..13.5工程安全状态的预警值…·13.6监测信息反馈和处理…14工程质量检验与验收·14.1一般规定………………………………………………(110)14.2质量检验与验收标准……………………………………(110)14.3验收………………附录A预应力锚杆结构图………………..附录B岩土锚杆与喷射混凝土支护工程施工记录………(117)附录C荷载分散型锚杆的张拉锁定方法…………………(119)附录D中空注浆锚杆结构参数与力学性能………………(121)附录E隧洞洞室各级围岩物理力学参数与岩体结构面抗剪峰值强度·附录F用瑞典条分法计算锚固边坡的稳定性……………(123)附录G腰梁与锚杆锚头的构造形式………………………(125)附录H预应力锚杆基本试验……..附录J锚杆蠕变量时间对数关系曲线……………………(127)附录K锚杆验收试验………………………………………(128)附录L喷射混凝土抗压强度标准试块制作方法…………(130)附录M喷射混凝土粘结强度试验…·附录N喷射混凝土抗弯强度与残余抗弯强度试验………(132)附录P喷射钢纤维棍凝土残余抗弯强度(韧性)等级与残•3• 余弯曲应力·附录Q土钉抗拔试验方法..本规范用词说明·引用标准名录……..附:条文说明•4• Contents1Generalprovisions………………………………………(1)2Terms……………………………………………………(2)3Engineeringsurveyandinvestigation…………………(6)3.1Generalrequirement……………………………………(6)3.2Generalinvestigation……………………………………(6)3.3Engineeringgeologicalandhydrogeologicalsurvey………(7)4Prestressedanchor………………………………………(9)4.1Generalrequirement……………………………………(9)4.2Anchortypeandstructure………………………………(10)4.3Selectionofanchortype…………………………………(12)4.4Materials………………………………………………门川4.5Anticorrosion……………………………………………(16)4.6Design…………………………………………………(18)4.7Construction……………………………………………(24)5Lowprestressedanchorandnon-prestressedanchor……………………………………………………(28)5.1Generalrequirement……………………………………(28)5.2Typeandapplicableconditionoflowprestressedanchor…………………………………………………(28)5.3Typeandapplicableconditionofnon-prestressedanchor…………………………………………………(29)5.4Materials………………………………………………(30)5.5Anchordesign…………………………………………(31)5.百Anchorconstruction……………………………………(32)•5• 6Shotcrete…………………………………………………(33)6.1Generalrequirement……………………………………(33)6.2Rawmaterials…………………………………………(33)6.3Design…………………………………………………(35)6.4Construction……………………………………………(38)6.5Qualitycontrolandinspection……………………………(43)6.6Constructionsafetyanddustcontrol……………………(43)7Anchorandshotcretesupport(lining)oftunnelandundergroundengineering………………………………(45)7.1Generalrequirement……………………………………(45)7.2Classificationofsurroundingrocks…………………·…..(46)7.3Designofanchorandshotcretesupportundergeneralconditions………………………………………………(53)7.4Designofanchorandshotcretesupportunderspecialconditions………………………………………………(62)7.5Construction……………………………………………(65)8Slopeanchoring…………………………………………(68)8.1Generalrequirement……………………………………(68)8.2Designofslopeanchoring………………………………(71)8.3Shallowreinforcer丑entandfacingprotectionofslopes……(75)8.4Constructionofslopeanchoring(engineering)projects……(75)8.5Testingandmonitoringofslopeanchoring(engineering)projects……………………………………(76)9Excavationanchoring……………………………………(78)9.1Generalrequirement……………………………………(78)9.2Designofanchortiedpile(wa]])support…………………(78)9.3Designofsoilnailwallsupport…………..…………….(84)9.4Constructionandinspection………………………………(88)10Anchoringoffoundationandconcretedams…………(91)•6• 10.1Designoffoundationanchoring…………………………(91)10.2Anchoringofconcretedams……………………………C93)10.3Constructions,testingandmonitoring……………………C96)11Antif10atanchoring……………………………………(97)11.1Generalrequirement……………………………………(97)11.2Designofantif]oatinganchors…………………………C97)11.3Constructionsofantifloatinganchors……………………C99)12Test………………………………………………………(凹的12.1Testofprestressedanchors……………………………(100)12.2Shotcretetest…………………………………………(104)13Eegineeringmonitoringandmaintenance……·……..(107)13.1Generalrequirement…………………………..……….(107)13.2Monitoringitems………………………………………(107)13.3Long-termmonitoringofprestressedanchortension……(108)13.4Inspectionandanslysisofcorrosiveconditionofanchors……………………………………………(108)13.5EarlywarningvalueofprojectCengineering)safetystate……………………………………………(109)13.6Feedbackandtreatmentofmonitoringdata………………(109)14Inspectionandacceptanceofprojectquality…………(110)14.1Generalrequirement……………………………………(110)14.2Qualityinspection………………………………………(110)14.3Acceptance……………………………………………(112)AppendixAStructuraldrawingofprestressedanchors………………………………………(113)AppendixBConstructionrecordsofsoil-rockanchoringandshotcretesupportprojects………………(117)AppendixCStretchingandlockingmethodsforloading-decentralizedanchors(119)•"1• AppendixDStructuralparameterandmechanicalpropertyofhollowgroutedanchors…………………(121)AppendixEPhysicomechanicalparametersofall-gradesurroundingrocksandshearpeakstrengthofrockstructurefacesintunnelchambers………(122)AppendixFCalculatingstabilityofanchoredslopebyswedenslicemethod…………………………(123)AppendixGConfigurationofwaistbeamandanchorhead…………………………………(125)AppendixHBasictestofprestressesanchors…………(126)AppendixJCreep-timecurveofanchors…………………(127)AppendixKAcceptancetestofanchors…………………(128)AppendixLFabricationmethodofstandardtestcubesforshotcretecompressivestrength……………(130)AppendixMTestofshotcretebondstrength……………(131)AppendixNTestofshotcreteflexuralandresidualflexuralstrengths……………………………(132)AppenàixPClassesofsteelfibershorcreteresidualflexuralstrengths(toughness)andtheresidualstress……………………………(135)AppendixQTestmethodofsoilnailpu11ingreslstance……………………………………(137)Explanationofwordinginthiscode………………………(138)Listofquotedstandards……………………………………(139)Addition:Explanationofprovisions………………………(141).8. 1总则1.0.1为使岩土锚杆与喷射泪凝土支护工程的设计、施工符合安全适用、技术先进、经济合理、确保质量和保护环境的要求，制定本规范。1.O.2本规范适用于隧道、洞室、边坡、基坑、结构物抗浮、抗倾和受拉基础工程的岩土锚杆与喷射温凝土支护的设计、施工、试验、监测及验收。1.O.3岩土错杆与喷射棍凝土支护工程的设计与施工，应做好工程地质勘察工作，正确有效地利用岩土体的自身强度和自稳能力。1.O.4岩土锚杆与喷射混凝土支护工程的设计与施工验收，除应执行本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。•1• 2术语2.0.1岩土锚杆groundanchor、rockbolt安设于地层中的受拉杆件及其体系。一般可分为预应力锚杆与非预应力锚杆。2.O.2预应力锚杆prestressedanchor、anchor，anchorage将张拉力传递到稳定的或适宜的岩土体中的一种受拉杆件(体系)，一般由锚头、锚杆自由段和锚杆错固段组成。2.0.3低预应力锚杆low"prestressedanchor受拉承载力低于200kN的预应力锚杆。2.0.4锚杆杆体anchortendon由筋材、防腐保护体、隔离架和对中支架等组装而成的锚杆杆件。2.0.5锚杆自由段freeanchorlength锚杆锚固段近端至锚头的杆体部分。2.o.6锚杆锚固段fixedanchorlength借助注浆体或机械装置，能将拉力传递到周围地层的杆体部分。2.0.7锚头anchorhead能将拉力由杆体传递到地层面和支承结构面的装置。2.O.8永久性锚杆permanentanchorage永久留在构筑物内并能保持其应有功能的锚杆，其设计使用期超过2年。2.0.9临时性锚杆temporaryanchorage设计使用期不超过2年的锚杆。2.0.10拉力型锚杆tensileanchorage•2• 将张拉力直接传递到杆体锚固段，锚固段注浆体处于受拉状态的锚杆。2.0.11压力型锚杆compressionanchorage将张拉力直接传递到杆体锚固段末端，且锚固段注浆体处于受压状态的锚杆。2.0.12荷载分散型锚杆load-dispersedanchorage在同→钻孔内，由两个或两个以上独立的单元锚杆所组成的复合锚固体系，又称单孔复合锚固体系。2.0.13可拆芯式锚杆removableanchorage当使用功能完成后需拆除筋体的锚杆，一般采用压力型或压力分散型锚杆。2.0.14非预应力锚杆non-tensiledbolt,rockbolt地层中不施加预应力的全长粘结型或摩擦型锚杆。2.0.15土钉soilnailing土层中的全长粘结型或摩擦型锚杆。2.0.16过渡管trumpet在锚具到自由段的过渡区段中起防腐保护作用的管子。2.0.17→次注浆firstfillgrouting为形成锚杆的锚固体而进行的注浆。注浆料有水泥系及合成树脂系两种。2.0.18充填注浆postfillgrouting为充填杆体护套与钻孔间的空隙进行的注浆。2.0.19后(重复)高压注浆posthighpressuregrouting采取特殊装置，在锚杆锚固段注浆体达到一定强度后，能重复对锚固段注浆体周边地层进行的有序高压劈裂注浆。2.0.20固结注浆consolidatedgrouting为减小钻孔周围岩体的渗透性或改善地层的可钻性，对地层内进行的注浆。2.0.21基本试验basictest•3• 工程锚杆正式施工前，为确定锚杆设计参数与施工工艺，在现场进行的锚杆极限抗拔力试验。2.0.22验收试验acceptancetest为检验工程锚杆质量和性能是否符合锚杆设计要求的试验。2.0.23蠕变试验creeptest在恒定荷载作用下锚杆位移随时间变化的试验。2.0.24锁定荷载lock-offload在锚杆张拉作业完成时，立即作用于锚头的荷载，即为对锚杆的预加力。2.0.25喷射混凝土shotcrete、sprayedconcrete将水泥、骨料和水按一定比例拌制的混合料装入喷射机，借助压缩空气，从喷嘴喷出至受喷面所形成的致密均质的一种混凝土。2.O.26干拌法喷射海凝土drymixshotcrete将胶凝料、骨料等按一定比例拌制的混合料装入喷射机，用压缩空气输送至喷嘴，与压力水混合后喷射至受喷面所形成的混凝土。2.0.27湿拌法喷射1昆凝土wetmixshotcrete将胶凝料、骨料和水按一定比例拌制的混合料装人喷射机，并输送至喷嘴处，用压缩空气将混合料喷射至受喷面上所形成的混凝土。2.O.28回弹物rebondlosses通过喷嘴喷出的混合物，与受喷面撞击后未粘结在上面的溅落材料。2.0.29胶凝料binder喷射混凝土中水泥和其他具有胶凝作用的外掺料的总称。2.0.30糙率coefficientofroughness综合反映隧洞壁面粗糙程度并影响过水断面水头损失的系数，通常用η表示。2.0.31初期支护primarysupport 隧洞开挖后及时施作的锚喷支护，用以长期或一段时间内维持隧洞的总体稳定性。2.0.32后期支护finalsupport根据初期支护后隧洞变形情况和工程使用要求，需进行的后期加强支护，该加强支护可采用锚喷支护或混凝土衬砌。•5• 3工程勘察与调查3.1一般规定3.1.1岩土锚杆与喷射混凝土支护工程设计及施工前应进行工程勘察，当拟建主体工程详细勘察资料不能满足设计要求时，应进行专项岩土工程勘察。3.1.2岩土锚杆与喷射混凝土支护工程的工程勘察应包括调查、工程地质与水文地质勘察。3.1.3岩土锚杆与喷射混凝土支护工程的工程勘察除应执行本规范外，尚应符合现行国家标准《岩土工程勘察规范))GB50021的有关规定。3.1.4下列情况应进行专项试验研究:1锚固地层为特殊地层;2采用新型锚杆及锚固结构的工程。3.2调查3.2.1调查应包括周边环境调查、区域地质等相关资料的收集，以及施工条件及影响因素调查，并应包括下列内容:1调查工程区域环境条件、气候条件、施工条件、周围土地利用与规划情况，以及与工程相关的法规;2收集和分析工程区域的工程地质、水文地质和地震等资料;3调查工程地形地貌、以往的挖填方记录，对边坡锚固工程，还应进行历史调查，分析人类活动对边坡稳定的影响;4查明工程影响区域内的邻近建筑物、地下管线及构筑物的位置及状况;•6• 5查明施工场地与相邻地界的距离，调查锚杆可否借用相邻地块;6调查当地类似工程的主要支护形式、施工方法及工程经验。3.3工程地质与水文地质勘察3.3.1工程地质与水文地质勘察应正确反映工程地质与水文地质条件，查明不良地质作用和地质灾害及其对整体稳定性的影响，提出岩土锚固设计和施工所需参数，提出设计、监测及施工工艺等方面的建议。3.3.2工程地质与水文地质勘察还应包括下列内容:1地层土性和岩性及其分布、岩组划分、风化程度、岩土化学稳定性及腐蚀性;2场地地质构造，包括断裂构造和破碎带位置、规模、产状和力学属性，划分岩体结构类型;边坡工程重点研究对边坡稳定性有影响的软弱夹层(带)的变形特性和不同条件下的抗剪强度;3岩土天然容重、抗剪强度等物理力学指挥，具有传力结构时，地基的反力系数，抗剪强度指标及剪切试验的方法应与分析计算的方法相配套;4主要含水层的分布、厚度、埋深，地下水的类型、水位、补给排泄条件、渗透系数、水质及其腐蚀性;5隧道及地下洞室工程的围岩分级、岩体初始应力场、不良地质作用的类型、性质和分布;6边坡工程应提出边坡破坏形式和稳定性评价，地质环境条件复杂、稳定性较差的大型边坡宜在勘察期间进行变形和地下水位动态监测;7抗浮锚固工程还应提出抗浮设防水位，抗浮设防水位应结合区域自然条件、地质特点、历史记录、现场实测水位、使用期内地下水位的预测以及建筑物埋置深度综合确定:•7• 8锚杆施工方法的建议。3.3.3岩土锚杆与喷射混凝土工程勘察方法、勘察孔布置及深度应根据锚固结构及其影响范围确定，并应符合现行国家标准《岩土工程勘察规范))GB50021的有关规定。•8• 4预应力锚杆4.1一般规定4.1.1预应力锚杆宜用于利用地层承受结构所产生的拉力和施加预应力来加固岩体的不稳定部位或为结构建立有效支承的工程。4.1.2锚固工程设计前，应根据岩土工程勘察报告及工程条件与要求，对采用预应力锚杆的工程安全性、经济性及施工可行性作出评估和判断。4.1.3永久性锚杆的设计使用期限不应低于工程结构的设计使用年限。4.1.4永久性锚杆的锚固段不得设置在未经处理的有机质土层、液限ωL大于50%的土层或相对密实度Dr小于0.3的土层中。4.1.5在特殊条件下为特殊目的而采用的锚杆，应在充分的调查研究和试验基础上进行设计。4.1.6锚杆承受反复变动荷载的幅度不应大于锚杆拉力设计值的20%。4.1.7预应力锚杆设计的承载能力极限状态应符合下式要求:Nkζ号!三(4.1.7)式中:Nk锚杆拉力标准值;Tuk锚杆极限受拉承载力;K一一综合安全系数。4.1.8采用锚杆锚固结构物时，除锚杆承载力应满足本规范公式4.1.7的要求外，还应验算锚杆、被锚固的构筑物与地层组成的锚固结构体系的整体稳定性。•9• 4.2锚杆类型与构造I拉力型与压力型锚杆4.2.1拉力型锚杆(图4.2.1)应由与注浆体直接粘结的杆体锚固段、自由段和锚头组成。图4.2.1拉力型预应力锚杆结构简图1一杆体;2杆体自由段;3杆体锚固段;4一钻孔;5一台座;6锚具4.2.2压力型锚杆(图4.2.2)应由不与灌浆体相互粘结的带隔离防护层的杆体和位于杆体底端的承载体及锚头组成。5图4.2.2压力型预应力锚杆结构简图1一杆体;2一杆体自由段;3一杆体锚固段54钻孔;5承载体而锚具;7台座E压力分散型与拉力分散型锚杆4.2.3拉力分散型锚杆(图4.2.3)应由两个或两个以上拉力型•10• 单元锚杆复合而成，各拉力型单元锚杆的锚固段应位于锚杆总锚固段的不同部位。图4.2.3拉力分散型预应力锚杆结构简图1拉力型单元杆体自由端;2→拉力型单元杆体锚固段;3一钻孔;4一杆体;5锚具;6台座4.2.4压力分散型锚杆(图4.2.4)应由两个或两个以上压力型单元锚杆复合而戚，各压力型单元锚杆的锚固段应位于锚杆总锚圄段的不同部位。图4.2.4压力分散型预应力锚杆结构简图1压力型单元杆体自由端;2一压力型单元杆体锚国段;3钻孔s4一杆体;5一承载体;6锚具;7台座4.2.5永久性拉力型锚杆结构构造组成应包括锚具、锚头、台座筋体、筋体隔离与防护装置、对中支架、过渡管和水泥浆体(本规范图 AO.l)。永久性压力分散型锚杆结构构造组成应包括锚具、锚头、台座、无粘结钢绞线、承载体、对中支架和水泥浆体(本规范图Ao.2)。E后(重复)高压灌浆型锚杆与可拆芯式锚杆4.2.6后(重复)高压灌浆型锚杆(图4.2.6)应由与注浆体直接粘结的杆体锚固段与自由段、袖阀管、密封袋及锚头组成。图4.2.6可重复高压灌浆型锚杆结构简图l杆体;2-自由段;3一密封袋川一钻孔;5袖阀管;6锚具;7→台座4.2.7可拆芯式锚杆应采用压力型或压力分散型锚杆，其杆体与承载体的结合方式可采用U型锚或P型锚。4.3锚杆类型的选择4.3.1锚固工程设计中，锚杆的类型应根据工程要求、锚固地层性态、锚杆极限受拉承载力、不同类型锚杆的工作特征、现场条件及施工方法等综合因素选定。4.3.2在软岩或土层中，当拉力或压力型锚杆的锚固段长超过8m(软岩)和12m(土层)仍无法满足极限抗拔承载力要求或需要更高的锚杆极限抗拔承载力时，宜采用压力分散型或拉力分散型锚杆。4.3.3不同类型预应力锚杆的工作特性与适用条件应符合表4.3.3的要求。•12• 表4.3.3不同类型预应力锚杆的工作特性与适用条件序号锚杆类型锚杆工作特性与适用条件锚固地层为硬岩、中硬岩或非软土层;单锚的极限受拉承载力为200kN~lOOOOkN;1拉力型锚杆当锚困段长大于8m(岩层)和12m(土层)时，锚杆极限抗拔承载力的提高极为有限或不再提高;锚杆长度可达50m或更大锚困地层为腐蚀性较高的岩土层;单锚的极限受拉承载力不大于300kN(土层)和1000kN(岩石);2压力型锚杆当锚固段长大于8m(岩层)和12m(土层)时，锚杆极限抗拔承载力的提高极为有限或不再提高，良好的防腐性能;锚杆长度可达50m或更大锚固地层为软岩、士层或腐蚀性较高的地层;锚杆极限抗拔承载力可随锚固段长度增大成比例增力0;3压力分散型锚杆单位长度锚固段承载力高，且蠕变量小;良好的防腐性能;锚杆长度可达50m或更大锚固地层为软岩或土层，锚杆极限抗拔承载力可随锚固段长度增大按比例增4拉力分散型锚杆加;单位长度锚国段承载力高，且蠕变量小g锚杆长度可达50m或更大适用于土层或软岩中的临时性或永久性锚杆;后(重复)高压5单位长度锚固段抗拔承载力可提高1.0倍以上;灌浆锚杆可对锚固段周边地层实施多次高压灌浆锚团于岩石或土层中的临时性锚杆;6可拆芯式锚杆锚杆预应力筋材需拆除的工程•13• 4.4材料4.4.1锚杆材料和部件应满足锚杆设计和稳定性要求，不同材料间不能产生不良的影响。4.4.2锚杆材料和部件的质量标准及验收标准除专门提出特殊要求外，均应符合现行国家有关标准的规定。4.4.3锚杆杆体采用的钢绞线应符合下列规定:1钢绞线、环氧涂层钢绞线、无粘结钢绞线，应符合现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线))GB/T5224的有关规定;2对拉锚杆及压力型锚杆宜采用无粘结钢绞线;3除修复外，钢绞线不得连接。4.4.4锚杆杆体采用的钢筋应符合下列规定:1锚杆预应力筋宜采用预应力螺纹钢筋p2当锚杆极限承载力小于200kN且锚杆长度小于20m的锚杆，也可采用普通钢筋;3锚杆联接构件均应能承受100%的杆体极限抗拉承载力。4.4.5注浆用水泥应符合下列规定:1水泥宜采用普通硅酸盐水泥或复合硅酸盐水泥，水泥应符合现行国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥))GB175的有关规定，对防腐有特殊要求时，可采用抗硫酸盐水泥，不得采用高铝水泥;2水泥强度等级不应低于32.5，压力型和压力分散型锚杆用水泥强度等级不应低于42.504.4.6注浆料用的拌和水水质应符合现行行业标准《混凝土拌和用水标准))JGJ63的有关规定。4.4.7注浆料用的细骨料应符合下列规定:1水泥砂浆只能用于一次注浆，细骨料应选用粒径小于2.0mm的砂;2砂的含泥量按重量计不得大于总重量的3%，砂中含云 母、有机质、硫化物及硫酸盐等有害物质的含量，按重量计不得大于总重量的1%。4.4.8注浆料中使用的外加剂应符合下列规定:1通过配比试验后，水泥注浆材料中可使用外加剂，外加剂不得影响浆体与岩土体的粘结和对杆体产生腐蚀;2对锚杆过渡管内二次充填灌浆时，也可使用膨胀剂;3水泥浆中氧化物含量不得超过水泥重量的0.1%。4.4.9合成树脂系注浆材料应符合下列规定:1合成树脂系注浆料应满足锚固体强度和耐久性的要求;2合成树脂系注浆料应具有良好的施工性能，包括胶凝时间、养护时间、秸度及储存期要求。4.4.10压力型及压力分散型锚杆的承载体应符合下列规定:1高分子聚醋纤维增强塑料承载体应具有与锚杆极限受拉承载力相适应的力学性能;2永久性锚杆的钢板承载体外表应涂刷防腐材料。4.4.11锚具应符合下列规定:1预应力筋用锚具、夹具和连接器的性能均应符合现行国家标准《预应力筋用锚具、夹具和连接器))GB/T14370的有关规定;2依锚杆的使用目的，可采用能调节锚杆预应力的锚头z3锚具罩应采用钢材或塑料材料制作加工，需完全罩住锚具和预应力筋的尾端，承压板的接缝应为水密性接缝。4.4.12承压板和台座应符合下列规定t1承压板和台座的强度和构造应满足锚杆拉力设计值，以及锚具和结构物的连接构造要求;2承压板及过搜管宜由钢板和钢管制成，过渡钢管壁厚不宜小于5mm。4.4.13用于锚杆防护的材料应满足本规范第4.5节相关规定。4.4.14锚杆杆体居中隔离架材料应符合下列规定:•15• 1居中隔离架应由钢、塑料或其他对杆体与注浆体元害的材料组成;2居中隔离架不得影响锚杆注浆浆体的自由流动;3居中隔离架的尺寸应满足预应力筋保护层厚度的要求。4.4.15锚杆杆体保护套管材料应符合下列规定:1应具有足够的强度和柔韧性;2应具有防水性和化学稳定性，对预应力筋元腐蚀影响;3应具有耐腐蚀性，与锚杆浆体和防腐剂无不良反应;4应能抗紫外线引起的老化。4.4.16注浆管应符合下列要求:1注浆管应有足够的内径，能使浆体压至钻孔的底部，一次注浆和充填灌浆用注浆管应能承受不小于lMPa的压力;2重复高压注浆管应能承受不小于1.2倍最大注浆压力。4.5防腐4.5.1锚杆的防腐保护等级与措施应根据锚杆的设计使用年限及所处地层的腐蚀性程度确定。4.5.2当对地层的检测与调查中，出现下列一种或多种情况时应判定该地层具有腐蚀性:1pH值小于4.5;2电阻率小于20000.cm;3出现硫化物;4出现杂散电流或可造成对水泥浆体与杆体的化学腐蚀。4.5.3腐蚀环境中的永久性锚杆应采用I级防腐保护构造设计;非腐铀环境中的永久性锚杆及腐蚀环境中的临时性锚杆应采用H辑防腐保护构造设计。4.5.4非腐蚀环境中的临时性锚杆可采用田级防腐保护构造设计。锚杆I、E、E级防腐保护构造(本规范图A.O.l~A.O.3)应符合表4.5.4的要求。•16• 表4.S.4铺杆I、E、E级防腐保护构造设计防腐保预应力锚杆及锚具防腐保护构造要求铺杆类型护等级锚头i自由段锚固段采用注入油脂的护采用过渡管，管或元粘结钢绞线，拉力型、锚具用混凝土采用注人水并在护管或元粘结钢拉力分散型封闭或用钢罩泥浆的波形管绞线束外再套有光滑保护套管I级采用过渡管，采用元粘结钢绞压力型、锚具用混凝土采用元粘结线，并在无粘结钢绞压力分散型封闭或用钢罩钢绞线线束外再套有光滑管保护采用过渡管，采用注入泊脂的保拉力型、锚具用泪凝土采用注入水护套管或元粘结钢绞拉力分散型封闭或用钢罩泥浆的波形管线保护E级采用过渡管，压力型、锚具用混凝土采用无粘结.采用无粘结钢绞线压力分散型封闭或用钢罩钢绞线保护采用过渡管，采用注入油脂的保拉力型、E级锚具涂防腐泊护套管或元粘结钢绞注浆拉力分散型脂线4.5.5锚杆各部件的防腐材料与杆体构造应在锚杆施工及使用期内不发生损坏并不影响锚杆使用功能。4.5.6铺杆锚固段防腐保护尚应符合下列规定:•17• 1采用I、H级防腐保护构造的锚杆杆体，水泥浆或水泥砂浆保护层厚度不应小于20mm;2采用E级防腐保护构造的锚杆杆体，水泥浆或水泥砂浆保护层厚度不应小于10mmo4.5.7锚杆锚头的防腐保护尚应符合下列规定:1永久锚杆在张拉作业完成后，应对锚头的有关部件进行防腐保护;2需调整预应力值的永久性锚杆的锚头宜装设钢质防护罩，其内应充满防腐油脂;3不需调整拉力的永久性锚杆的锚具、承压板及端头筋体可用混凝土防护，混凝土保护层厚不应小于50mm。4.6设计I锚杆设置4.6.1锚杆的间距与长度应满足锚杆所锚固的结构物及地层整体稳定性的要求。4.6.2锚杆锚固段的间距不应小于1.5m，当需锚杆间距小于1.5m时，应将相邻锚杆的倾角调整至相差3。以上。4.6.3锚杆与相邻基础或地下设施间的距离应大于3.0mo4.6.4锚杆的钻孔直径应满足锚杆抗拔承载力和防腐保护要求，压力型或压力分散型锚杆的钻孔直径尚应满足承载体尺寸的要求。4.6.5锚杆锚固段上覆土层厚度不宜小于4.5m，锚杆的倾角宜避开与水平面成一10o~十10。的范围，10。范围内锚杆的注浆应采取保证浆掖灌注密实的措施。E锚杆设计4.6.6预应力锚杆的拉力设计值可按下列公式计算:永久性锚杆Nd=1.35YwNk(4.6.6-1)临时性锚杆Nd=1.25Nk(4.6.6ω2)式中:Nd锚杆拉力设计值(N);•18• Nk-一锚杆拉力标准值(N);Yw→一工作条件系数，一般情况取1.104.6.7预应力锚杆结构的设计计算，应包括下列内容:1锚杆筋体的抗拉承载力计算;2锚杆锚固段注浆体与筋体、注浆体与地层间的抗拔承载力计算;3压力型或压力分散型锚杆，尚应进行锚固注浆体横截面的受压承载力计算。4.6.8锚杆或单元锚杆杆体受拉承载力应符合下列规定并应满足张拉控制应力的要求:1对于钢绞线或预应力螺纹钢筋应按下式计算:Nd""二fpy•As(4.6.8-1)2对于普通钢筋应按下式计算:Nd度20253040类型预应力螺纹钢筋1.41.61.82.0临时钢绞线、普通钢筋1.01.21.351.巳预应力螺纹钢筋1.21.41.6永久钢绞线、普通钢筋0.80.91.04.6.13锚杆锚固段长度对粘结强度的影响系数￠应由试验确定，无试验资料时，可按表4.6.13取值。表4.6.13锚固段长度对粘结强度的影响系数v建议值锚固土层岩石6~4I9~123~21.3~1.64.6.14根据地层条件，锚杆的锚固段长度尚应符合以下规定:1拉力型或压力型锚杆的锚固段长宜为3m~8m(岩石)和6m~12m(土层)。2压力分散型与拉力分散型锚杆的单元锚杆锚固段长宜为2m~3m(软岩)和3m~6m(土层)。4.6.15压力及压力分散型锚杆锚固段注浆体承压面积应按下式验算:A0.5Nd~l叫(去)1jlc(4.6.15)式中:Nd一一锚杆或单元锚杆轴向拉力设计值;Ap-锚杆承载体与锚固段注浆体横截面净接触面积;•22• Am----锚固段注浆体横截面积;矿一一有侧限锚固段注浆体强度增大系数，由试验确定5fc-锚固段注浆体轴心抗压强度设计值。4.6.16锚杆的自由段穿过潜在滑裂面的长度不应小于1.5mo锚杆自由段长度不应小于5.0m，且应能保证锚杆和被铺固结构体系的整体稳定。E注浆体和传力结构4.6.17预应力锚杆锚固段注浆体的抗压强度，应根据锚杆结构类型与锚固地层按表4.6.17确定。表4.6.17预应力锚杆铺固段注援体强度锚固地层锚杆类型强度标准值(MPa)拉力型及拉力分散型二;!o20土层压力型及压力分散型二;!o30拉力型及拉力分散型注30岩石压力型及压力分散型二;;.354.6.18传递锚杆拉力的格梁、腰梁、台座的截面尺寸与配筋，应根据锚杆拉力设计值、地层承载力及锚杆工作条件由计算确定。4.6.19传力结构掘凝土强度等级不应低于C250N初始预加力的确定4.6.20预应力锚杆初始预加力的确定应符合下列要求z1对地层及被锚固结构位移控制要求较高的工程，初始预加力值宜为锚杆拉力设计值F2对地层及被锚固结构位移控制要求较低的工程，初始预加力值宜为锚杆拉力设计值的0.70倍~O.85倍F3对显现明显流变特征的高应力低强度岩体中隧洞和洞室支护工程，初始预加力宜为拉力设计值的0.5倍~O.6倍;4对用于特殊地层或被锚固结构有特殊要求的锚杆，其初始预加力可根据设计要求确定。•23• 4.7施工I一般规定4.7.1锚杆工程施工前，应根据锚固工程的设计条件、现场地层条件和环境条件，编制出能确保安全及有利于环保的施工组织设计。4.7.2施工前应认真检查原材料和施工设备的主要技术性能是否符合设计要求。4.7.3在裂隙发育以及富含地下水的岩层中进行锚杆施工时，应对钻孔周边孔壁进行渗水试验。当向钻孔内注入O.2MPa~0.4MPa压力水10min后，锚固段钻孔周边渗水率超过0.01旷/mm时，则应采用固结注浆或其他方法处理。E钻孔4.7.4锚杆钻孔应符合下列规定:1钻孔应按设计图所示位置、孔径、长度和方向进行，并应选择对钻孔周边地层扰动小的施工方法;2钻孔应保持直线和设定的方位;3向钻孔安放锚杆杆体前，应将孔内岩粉和土屑清洗干净。4.7.5在不稳定土层中，或地层受扰动导致水土流失会危及邻近建筑物或公用设施的稳定时，宜采用套管护壁钻孔。4.7.6在土层中安设荷载分散型锚杆和可重复高压注浆型锚杆宜采用套管护壁钻孔。E杆体制作、存储及安放4.7.7杆体的组装和保管应符合下列规定:1杆体组装宜在工厂或施工现场专门作业棚内的台架上进,•f了;2杆体组装应按设计图所示的形状、尺寸和构造要求进行组装，居中隔离架的问距不宜大于2.0m;杆体自由段应设置隔离套管，杆体处露于结构物或岩土体表面的长度应满足地梁、腰梁、台•24• 座尺寸及张拉锁定的要求;3荷载分散型锚杆杆体结构组装时，应对各单元锚杆的外露端作出明显的标记;4在杆体的组装、存放、搬运过程中，应防止筋体锈蚀、防护体系损伤、泥土或油渍的附着和过大的残余变形。4.7.8杆体的安放应符合下列要求:1根据设计要求的杆体设计长度向钻孔内插入杆体;2杆体正确安放就位至注浆浆体硬化前，不得被晃动。N注浆4.7.9注浆设备与注浆工艺应符合下列规定:1注浆设备应具有lh内完成单根锚杆连续注浆的能力;2对下倾的钻孔注浆时，注浆管应插入距孔底300mm~500mm处;3对上倾的钻孔注浆时，应在孔口设置密封装置，并应将排气管内端设于孔底。4.7.10注浆浆攘的制备应符合下列规定:1注浆材料应根据设计要求确定，并不得对杆体产生不良影响，对锚杆孔的首次注浆，宜选用水灰比为O.5~O.55的纯水泥浆或灰砂比为1:O.5~1:1的水泥砂浆，对改善注浆料有特殊要求时，可加入一定量的外加剂或外掺料;2注入水泥砂浆浆液中的砂子直径不应大于2mm;3浆液应搅拌均匀，随搅随用，浆液应在初凝前用完。4.7.11、采用密封装置和袖阀管的可重复高压注浆型锚杆的注浆还应遵守下列规定:1重复注浆材料宜选用水灰比O.45~O.55的纯水泥浆;2对密封装置的注浆应待初次注浆孔口溢出浆液后进行，注浆压力不宜低于2.0MPa;3一次注浆结束后，应将注浆管、注浆枪和注浆套管清洗干净;•25• 4对锚固体的重复高压注浆应在初次注浆的水泥结石体强度达到5.0MPa后，分段依次由锚固段底端向前端实施，重复高压注浆的劈开压力不宜低于2.5MPa。V张拉与锁定4.7.12锚杆的张拉和锁定应符合下列规定:1锚杆锚头处的锚固作业应使其满足锚杆预应力的要求;2锚杆张拉时注浆体与台座1昆凝土的抗压强度值不应小于表4.7.12的规定;3锚头台座的承压面应平整，并与锚杆轴线方向垂直;4锚杆张拉应有序进行，张拉顺序应防止邻近锚杆的相互影响;5张拉用的设备、仪表应事先进行标定;6锚杆进行正式张拉前，应取O.l~O.2的拉力设计值，对锚杆预张拉1次~2次，使杆体完全平直，各部位的接触应紧密;7锚杆的张拉荷载与变形应做好记录。表4.7.12锚杆张拉时注浆体与台座混凝土的抗压强度值抗压强度值(MPa)锚杆类型注浆体台座混凝土拉力型1520土层锚杆压力型及压力分散型2520拉力型2525岩石锚杆压力型及压力分散型30254.7.13锚杆应按本规范第12.1节目验收试验规定，通过多循环或单循环验收试验后，应以50kN/min~100kN/min的速率加荷至锁定荷载值锁定。锁定时张拉荷载应考虑锚杆张拉作业时预应力筋内缩变形、自由段预应力筋的摩擦引起的预应力损失的影响。4.7.14荷载分散型锚杆的张拉锁定应遵守下列规定:1当锁定荷载等于拉力设计值时，宜采用并联千斤顶组对各单元锚杆实施等荷载张拉并锁定;•26• 2当锁定荷载小于锚杆拉力设计值时，也可按本规范附录C的规定采用由钻孔底端向顶端逐次对各单元锚杆张拉后锁定，分次张拉的荷载值的确定，应满足锚杆承受拉力设计值条件下各预应力筋受力均等的原则。VI施工质量控制与检验4.7.15锚杆施工全过程中，应认真做好锚杆的质量控制检验和试验工作。4.7.16锚杆的位置、孔径、倾斜度、自由段长度和预加力，应符合本规范表14.2.3的规定。4.7.17对不合格的锚杆，若具有能二次高压灌浆的条件，应进行二次灌浆处理，待灌浆体达到75%设计强度时再按验收试验标准进行试验;否则应按实际达到的试验荷载最大值的50%(永久性锚杆)或70%(临时性锚杆)进行锁定，该锁定荷载可按实际提供的锚杆承载力设计值予以确认。4.7.18按不合格锚杆所在位置或区段，核定实际达到的抗力与设计抗力的差值，并应采用增补锚杆的方法予以补足至该区段原设计要求的锚杆抗力值。•27• 5低预应力锚杆与非预应力锚杆5.1一般规定5.1.1低预应力锚杆与非预应力锚杆宜用于加固隧道洞室围岩和加固边坡岩土体的系统锚杆并容许被锚固地层有适度变形的工程。5.1.2低预应力锚杆与非预应力锚杆的类型应根据工程对象、地质条件、工程性质和使用功能等要求确定。5.1.3低预应力锚杆或非预应力锚杆参数设计应满足工程整体稳定要求，可按稳定性验算或经验设计确定。5.1.4非预应力锚杆杆体应全长用注浆料固结，应采取措施保证注浆饱满密实。5.1.5非预应力锚杆的杆体长度和浆体的饱满密实度宜采用无损检测方法检验。5.2低预应力锚杆类型与适用条件5.2.1低预应力锚杆应包括树脂卷锚杆、快硬水泥卷锚杆、涨壳式预应力中空注浆锚杆、缝管式摩擦锚杆、水胀式锚杆等类型。5.2.2树脂卷锚杆应由不饱和树脂卷锚固剂、钢质杆体、垫板和螺母组成。5.2.3快硬水泥卷锚杆应由快硬水泥锚固剂、钢质杆体、垫板和螺母组成。5.2.4涨壳式预应力中空在浆锚杆应由中空杆体、钢质涨壳锚固件、止浆塞、注浆(排气)管、垫板和螺母组成(本规范图A.O.3)。5.2.5缝管锚杆应由纵向开缝的钢管与垫板组成，钢管的外径应大于钻孔直径2mm~3mm，并在外露端焊有挡环(本规范图 A.O.的。5.2.6水胀式锚杆应由两端带套管的异型空心钢管杆体与垫板组成，其中与垫板相连的套管应开有小孔，能将高压水注入管内(本规范图A.O.5)。5.2.7低预应力锚杆的工作特性与适用条件可按表5.2.7选择。表5.2.7低预应力镇杆的工作特性与适用条件序号锚杆类型锚杆工作特性与适用条件锚固地层为硬岩、中硬岩的支护工程;易发生岩爆的高应力岩层中的地下工程;1涨壳式中空注浆锚杆可在开挖后立即提供主动支护抗力，单锚承载力<200kN;锚杆长度可达20m或更大可用于各类岩体的锚国工程;可在开挖后立即提供主动支护抗力，单2树脂卷与快硬水泥卷锚杆锚承载力<200kN;锚杆长度一般<12m塑性流变岩体或承受爆破震动影响的矿山巷道支护;易发生岩爆的高应力岩石隧道工程;3摩擦型锚杆隧道或地下工程的临时支护或初期支护，单锚承载力小于80kN;锚杆长度一般为1.2m~3.Om，水涨式摩擦型锚杆可增长5.3非预应力锚杆类型与适用条件5.3.1普通水泥浆(砂浆)锚杆杆体宜由普通钢筋、垫板和螺母组成，宜用于一般地层的加固工程。5.3.2普通中空注浆锚杆杆体宜由表面带有标准螺纹的中空高强钢管、等强度连接器、止浆塞、垫板和螺母组成，其结构参数与技 术性能应符合本规范附录D的要求。5.3.3自钻式锚杆杆体宜由表面带有标准螺纹的中空高强钢管、等强度连接器、钻头、定位支架、垫板和螺母组成，其结构参数与技术性能应符合本规范附录D的要求。5.3.4纤维增强塑料锚杆宜纤维增强塑料杆体、注浆体、垫板、螺母组成，宜用于防腐、防静电要求较高或有剪断要求的地层加固工程。5.3.5非预应力锚杆的工作特性与适用条件可按表5.3.5选择。表5.3.5非预应力铺杆的工作特性与适用条件序号锚杆类型锚杆工作特性与适用条件普通水泥对地层开挖后位移控制要求不严的岩土体加固工程1砂浆锚杆锚杆长度一般为1.5m~12m软弱围岩、断层破碎带、砂卵石等钻孔后极易塌孔的地层支护;2自钻式中空锚杆锚抨长度<12m;能有效控制锚杆注浆的饱满度;可在狭小空间施作较长锚杆可用于对地层开挖后位移控制要求不严的岩体加固工程;3普通中空锚杆锚杆长度一般为3.Om~12m;能有效控制锚杆注浆的饱满度，保护层厚度均匀;可在狭小空间施作较长铺杆可用于防腐、防静电要求较高或有问断要求的地层加纤维增强4固工程;塑料锚杆锚杆长度→般为1.5m~12m5.4材料5.4.1普通水泥砂浆锚杆杆体宜采用普通钢筋，受采动影响的巷道、塑性流变岩体、承受爆破震动的锚杆支护宜采用高强热处•30• 理钢筋。5.4.2中空注浆锚杆和自钻式中空注浆锚杆杆体宜采用Q420、37MnSi钢管轧制而成，杆体直径宜为25mm~52mm。5.4.3涨壳式预应力中空注浆锚杆的材料应符合下列规定:1涨壳中空注浆锚杆杆体应采用材料为合金钢，壁厚不小于5.0mm的无缝钢管制作，外表全长应具有标准的连接螺纹，并能现场切割和用套筒连接加长;2用于锚杆加长的连接套筒应与锚杆杆体具有同等设计抗拉力。5.4.4缝管锚杆杆体应用不低于20MnSi力学性能的带钢轧制而成。5.4.5塑料锚杆宜采用抗拉强度不低于HRB335钢筋的纤维增强塑料，杆体直径宜为20mm、22mm。5.4.6注浆用水泥、水、砂应符合本规范第4.7.10条的规定。5.4.7锚杆垫板可用Q235钢板，厚度不宜小于6mm，尺寸不宜小于150mmX150mmo5.5锚杆设计5.5.1不同类型工程的非预应力锚杆设计参数可根据地层条件按经验或稳定性分析确定。5.5.2{~预应力与非预应为锚杆的杆体截面积计算应符合本规范第4.6.6条、第4.6.7条的规定。5.5.3锚杆在滑移面以外的锚固长度计算应符合本规范第4.6.10条的规定。5.5.4锚杆布置宜为菱形或矩形，锚杆间距不应大于锚杆长度的1/2。5.5.5永久性非预应力锚杆杆体水泥浆或水泥砂浆保护层厚不应小于20mm。5.5.6锚杆杆体与孔壁间的水泥浆或水泥砂浆结石体的强度等•31• 级不应低于M20。5.6锚杆施工5.6.1钻孔应按设计图所示的位置、孔径、长度和方位进行，并不得破坏周边地层。5.6.2低预应力或非预应力锚杆的杆体制作与安放应符合下列规定:1严格按设计要求制备杆体、垫板、螺母等锚杆部件，除摩擦型锚杆外，杆体上应附有居中隔离架，间距不应大于2.0m;2锚杆杆体放入孔内或注浆前，应清除孔内岩粉、土屑和积水。5.6.3低预应力或非预应力锚杆注浆尚应符合下列规定:1根据锚孔部位和方位，可先注浆后插杆或先插杆后注浆;2先注浆后插杆时，注浆管应插入孔底，然后拔出50mm~100mm开始注浆，注浆管随浆液的注人缓慢匀速拔出，使孔内填满浆体;3对仰斜孔先插杆后注浆时，应在孔口设置止浆器及排气管，待排气管或中空锚杆空腔出浆时方可停止注浆;4当遇塌孔或孔壁变形，注浆管插不到孔底时，应对锚杆孔进行处理或择位补打锚孔;5自钻式锚杆宜采用边钻边注水泥浆工艺，直至钻至设计深度。5.6.4铺杆安装后，在注浆体强度达到70%设计强度前，不得敲击、碰撞或牵拉。•32• 6喷射混凝土6.1一般规定6.1.1喷射泪凝土适用于隧道、洞室、边坡和基坑等工程的支护或面层防护。6.1.2喷射棍凝土的设计强度等级不应低于C20;用于大型洞室及特殊条件下的工程支护时，其设计强度等级不宜低于C25。6.1.3喷射混凝土厚度设计应满足隧洞洞室工程稳定要求及对不稳定危石冲切效应的抗力要求，最小设计厚度不得小于50mm。6.1.4开控后呈现明显塑性流变或高应力易发生岩爆的岩体中的隧洞、受采动影响、高速水流冲刷或矿石冲击磨损的隧洞和竖井，宜采用喷射钢纤维混凝土支护。6.1.5大断面隧道及大型洞室喷射混凝土支护，应采用温拌喷射法施工;矿山井巷、小断面隧洞及露天工程喷射棍凝土支护，可采用骨料含水率5%~6%的干拌(半湿拌)喷射法施工。6.2原材料6.2.1水泥宜采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，水泥质量应符合现行国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥))GB175的有关规定。有特殊要求时，可采用特种水泥。6.2.2骨料应符合下列规定:1粗骨料应选用坚硬耐久的卵石或碎石，粒径不宜大于12mm;当使用碱性速凝剂时，不得使用含有活性二氧化硅的石料;2细骨料应选用坚硬耐久的中砂或粗布步，细度模数宜大于2.5;干拌法喷射时，骨料的含水率应保持恒定并不大于6%;•33• 3喷射混凝土骨料级配宜控制在表6.2.2数据范围内。表6.2.2暖射混凝土骨料通过各筛经的累计质量百分率(%):电芒〉2.505.0010.0015.00O.150.300.601.20优5~710~1517~2223~3135~4350~6073~82100良4~85~2213~3118~4126~5440~7062~90100一一6.2.3拌和水应符合本规范第4.4.6条的规定。6.2.4喷射混凝土速凝剂应符合下列规定:1掺加正常用量速凝剂的水泥净浆初凝不应大于3min，终凝不应大于12min;2加速凝剂的喷射混凝土试件，28d强度不应低于不加速凝剂强度的90%;3宜用无碱或低碱型速凝剂。6.2.5喷射i昆凝土中的矿物掺合料，应符合下列规定:1粉煤灰的品质应符合现行国家标准《用于水泥和海凝土中的粉煤灰))GB1596的有关规定。粉煤灰的级别不应低于H级，烧失量不应大于5%;2硅粉的品质应符合现行国家标准《电炉目收二氧化硅微粉))GB/T21236及表6.2.5的要求;表6.2.5硅粉质量控制指标要求项目指标比表面积Cm2/kg)二，，15000二氧化硅含量C%)二主853粒化高炉矿渣粉的品质应符合现行国家标准《用于水泥和提凝土中粒化高炉矿渣粉))GB/T18046的有关规定。6.2.6纤维喷射棍凝土用钢纤维及合成纤维应符合下列规定:1钢纤维的抗拉强度宜不低于1000N/mm2，直径宜为O.40mm~0.80mm，长度宜为25mm~35mm，并不得大于混合料•34• 输送管内径的O.7倍，长径比为35~80;2合成纤维的抗拉强度不应低于280N/mm2，直径宜为10μm~100μm，长度宜为4μm~25mm。6.2.7喷射混凝土中各类材料的总碱量(Na20当量)不得大于3kg/m3;氯离子含量不应超过胶凝材料总量的0.1%。6.3设计I喷射混凝土设计-6.3.1喷射棍凝土1d龄期的抗压强度不应低于8N/mm2;28d龄期的抗压强度不应低于20N/mm206.3.2不同强度等级的喷射混凝土的设计强度应按表6.3.2采用。表6.3.2喷射混凝土的设计强度值(N/mmZ)L声!级C20C25C30C35C40轴心抗压fc9.611.914.316.719.1轴心抗拉ft1.11.271.431.571.716.3.3喷射混凝土与岩石或混凝土基底间的最小粘结强度应符合表6.3.3规定。粘结强度的试验方法应符合本规范附录M的规定。表6.3.3喷射混凝土与岩石或混凝土基底闰的最小柏结强度(N/mmZ)粘结类型与岩石的最小粘结强度与混凝土的最小粘结强度结构作用型0.81.0防护作用型0.20.5注z表中粘结强度系三个试件龄期28d的平均值，其中粘结强度较低的不得低于表中要求值的75%.6.3.4喷射混凝土的体积密度可取2200kg/m3~2300kg/时，弹性模量可按表6.3.4采用。•35• 表6.3.4喷射混凝土的弹性模量(N/mm2)喷射混凝土强度等级弹性模量C202.3X10"C252.6X10"C302.8X10"C353.OX10"C403.15X10"6.3.5喷射钢纤维混凝土或喷射j昆凝土用于含有大趋围蒙古土的剪切带、高塑性流变或高应力岩层时，其抗弯强度不应小子表6.3.5的规定。抗弯强度试验的方法应符合本规范附录N的规定。表6.3.5喷射混凝土的最小抗弯强度(MPa)|抗压强度等级C30IC35IC40|抗弯强度I3.4I4.0I4.46.3.6处于大变形隧洞中的喷锚支护工程，宜采用具有高韧性的喷射钢纤维氓凝土。喷射钢纤维混凝土的残余抗弯强度(韧性)试验方法及其不同残余抗弯强度等级的最小抗弯强度要求应符合本规范附录P的规定。6.3.7喷射j昆凝土的抗渗等级不应小于肘，当设计有特殊要求时，可通过调整材料的配合比，或掺加外加剂、掺合料配制出高于凹的喷射混凝土。6.3.8处于有严重冻融侵蚀的永久性喷射泪凝土工程，喷射混凝土的抗冻融循环能力不应小于200次。6.3.9处于侵蚀性介质中的永久性喷射混凝土工程，应采用由耐侵蚀水泥配制的喷射泪凝土。6.3.10喷射混凝土支护的设计厚度，不应小于50mm。含水岩层中的喷射棍凝土支护设计厚度不应小于80mm。钢筋网喷射氓凝土支护设计厚度不应小于80mm。 6.3.11喷射混凝土中钢筋网的设计应符合下列规定z1钢筋网材料宜采用HPR300钢筋，钢筋直径宜为6mm~12mm;2钢筋间距宜为150mm~300mm;3当喷射混凝土层设计厚度大于150mm，宜设置双层钢筋网。4钢筋保护层厚度不应小于20mmo6.3.12下列情况下的隧洞工程，宜采用钢架喷射混凝土支护z1围岩自稳时间很短，在喷射混凝土或锚杆的支护作用发挥前就要求工作面稳定时;2凹、V级围岩中的大断面隧洞及高挤压、大流变岩体中的隧洞工程;3土质隧洞。6.3.13钢架喷射混凝土支护的设计应符合下列规定:1刚性钢架可用型钢拱架或由钢筋焊接成的格栅拱架;2可缩性钢架宜选用U型钢钢架，采用可缩性钢架时喷射混凝士层宜在可缩性节点处设置伸缩缝F3钢架间距不宜大于1.20m，钢架之间应设置纵向钢拉杆钢架的立柱，埋入地坪下的深度不应小于250mm;4覆盖钢架的喷射濡凝土保护层厚度不应小于40mm。6.3.14喷射混凝土用于边坡工程，宜设置伸缩缝，伸缩缝宽20mm，间距不宜大于30m。E混合料配合比设计6.3.15混合料配合比设计应符合下列规定z1胶凝材料总量不宜小于400kg/m3;2水泥用量不宜小于300kg/m3;3矿物外掺量总量不宜大于胶凝材料总量的40%;4干拌法温合时水胶比不宜大于0.45，湿拌法混合时水胶比不宜大于0.55，用于有侵蚀介质的地层时，水胶比不得大于 0.45;湿拌法混合料的塌落度不宜小于10cm;5胶凝材料与骨料比宜为1:4.O~1:4.5;6砂率宜为50%~60%;7喷射钢纤维1昆凝土的混合料宜掺加抗拉强度不低于1000MPa钢纤维，钢纤维掺量不宜小于25kg/旷;8需掺加硅粉的混合料，硅粉的掺量宜为硅酸盐水泥重量的5%~10%。6.3.16喷射钢纤维混凝土的棍合料应符合下列规定:1水泥强度等级不宜低于42.5MPa.骨料粒径不宜大于10mm;2钢纤维不得有明显的锈蚀和油溃及其他妨碍钢纤维与水泥粘结的杂质，钢纤维内含有粘连片铁屑及杂质的总重量不应超过钢纤维重量的1%。6.4施工I施工设备6.4.1干拌法喷射混凝土机的性能应符合下列要求:1密封性能应良好，输料应连续均匀;2生产能力(混合料)应为3m3/h~5旷/h.允许输送的骨料最大位径应为20mm;3输送距离(混合料)水平不应小于100m.垂直不应小于30mo6.4.2湿拌法喷射渴凝土机的性能应符合下列要求:1密封性能应良好，输料应连续均匀;2生产率应大于5旷/h.允许骨料最大粒径应为15mm;3~昆凝土输料距离水平不应小于30m.垂直不应小于20m;4机旁粉尘应小于10mg/m3o6.4.3干拌法喷射混凝土用空气压缩机的供风量不应小于9m3/min;泵送型湿拌喷射混凝土用空气压缩机的供风量不应小 于4m3/min;风送型腥拌温凝土机的供风量不应小于12m3/min;空气压缩机应具有完善的油水分离系统，压缩空气出口温度不应大于40.C。6.4.4输料管应能承受0.8MPa以上的压力，并应有良好的耐磨性能。6.4.5干拌法喷射混凝土施工供水设施应满足喷头处的水压不小于0.15MPa。E混合料搅拌6.4.6混合料搅拌前，应按、混合料配比对各种原材料严格称重并应满足表6.4.6的要求。表6.4.6原材料的允许偏差名称允许偏差胶凝材料、外加剂、钢纤维2%(重量)骨料3%(重量)钢纤维长度5%(纤维长度)6.4.711昆合料应采用机械搅拌，所采用的材料应拌和均匀。搅拌时间不得少于1208，温拌混合料的搅拌宜在工厂或现场专门的混凝土搅拌站完成。6.4.8掺入钢纤维的混合料，钢纤维应分布均匀，不得成团，宜采用粘结成排的钢纤维。E喷射作业6.4.9喷射作业现场应做好下列准备工作:1拆除作业面障碍物，清除开挖面的浮石、泥浆、回弹物及岩渣堆积物;2埋设控制喷射混凝土厚度的标志(厚度控制钉、喷射线);3喷射机司机与喷射手不能直接联系时应配备联络装置;4作业区应有良好的通风和足够的照明装置;5喷射作业前应对机械设备、风水管路、输料管路和电缆线路等进行全面检查及试运转。•39• 6.4.10受喷面有滴水淋水时喷射前应按下列方法做好治水工作:1有明显出水点时可埋设导管排水;2导水效果不好的含水岩层可设盲沟排水;3竖井淋帮水可设截水圈排水;4采用湿拌法喷射时宜备有液态速凝剂并应检查速凝剂的泵送及计量装置性能。6.4.11喷射作业应符合下列规定:1喷射作业应分段分片进行，喷射顺序应由上而下;2对受喷岩面应用压力水预先温润，对遇水易潮解的岩层可用压风清除岩面的松石、浮渣和尘埃;3在大面积喷射作业前应先对岩面上出露的空洞、凹穴和较宽的张开裂隙进行喷射混凝土充填;4喷嘴指向与受喷面应保持90。夹角;5喷嘴与受喷面的距离不宜大于1.5m;6素喷混凝土一次喷射厚度应符合表6.4.11的规定。表6.4.11素喷混凝土一次破射厚度(mm)喷射方法部位掺速凝剂不掺速凝剂边墙70-10050-70干拌法拱部50-6030-40边墙80-150湿拌法拱部60-1007分层喷射时，后层喷射应在前层混凝土终凝后进行，若终凝lh后进行喷射，则应先用风水清洗喷层表面;8喷射作业紧跟开挖工作面时，下一循环爆破作业应在混凝土终凝3h后进行。6.4.12施工喷射棍凝土面层的环境条件应符合下列要求:1在强风条件下不宜进行喷射作业，或应采取防护措施;2永久性喷射混凝土喷射作业宜避开炎热天气，适宜于喷射 作业的环境温度及喷射混凝土表面蒸发量应符合表6.4.12的要求。表6.4.12环境温度与喷射混凝土表面蒸发量项目容许范围环境温度5"C~35"C混合料温度10"C~30"C喷层表面蒸发量<1.Okg/m"•h6.4.13喷射混凝土泪合料拌制后至喷射间的最长间隔时间应符合表6.4.13的规定:表6.4.13混合料拌制后至喷射的最长间隔时间拌制日才混合料中环境温度喷射前混合料拌制方法有无速凝剂("C)最长停放时间(min)元5~30120湿拌无>30~3560有5~3020无5~3090于拌有>30~3510元>30~35456.4.14在喷射过程中，应对分层、蜂窝、疏松、空隙或砂囊等缺陷作出铲除和修复处理。6.4.15喷射由凝土养护应符合下列规定:1宜采用喷水养护，也可采用薄膜覆盖养护;喷水养护应在喷射海凝土终凝后2h进行，养护时间不应少于5d;2气温低于十50C时不得喷水养护。6.4.16喷射混凝土冬期施工应符合下列规定:1喷射作业区的气温不应低于50C。2rl昆合料进入喷射机的温度不应低于50C。3喷射混凝土强度在下列情况时不得受冻:•41• 1)普通硅酸盐水泥配制的喷射混凝土低于设计强度的30%时;2)矿渣水泥配制的喷射混凝土低于设计强度的40%时。4不得在冻结面上喷射混凝土，也不宜在受喷面温度低于20C时喷射混凝土。5喷射混凝土冬期施工的防寒保护可用毯子或在封闭的帐篷内加温等措施。6.4.17钢筋网喷射混凝土中的施工应符合下列规定:1钢筋使用前应清除污锈;2钢筋网宜在受喷面喷射一层混凝土后铺设，钢筋与壁面的间隙宜为30mm;3采用双层钢筋网时，第二层钢筋网应在第一层钢筋网被混凝土覆盖后铺设;4钢筋网应与锚杆或其他锚定装置联结牢固，喷射时钢筋不得晃动;5喷射时应适当减小喷头与受喷面的距离;6清除脱落在钢筋网上的疏松棍凝土。6.4.18钢架喷射混凝土施工应符合下列规定:1安装前应检查钢架制作质量是否符合设计要求;2钢架安装允许偏差横向和垂直向均应为50mm，垂直度允许偏差应为士20;3钢架立柱埋人底板深度应符合设计要求，并不得置于浮渣上;4钢架与壁面之间应模紧，相邻钢架之间应连接牢靠;5钢架与壁面之间的间隙应用喷射混凝土充填密实;6喷射顺序应先喷射钢架与壁面之间的?昆凝土，后喷射钢架之间的混凝土;7除可缩性钢架的可缩节点部位外，钢架应被喷射混凝土覆盖。•42• 6.5质量控制与检验6.5.1原材料与棍合料的质量控制应符合下列规定:1每批材料到达工地后应进行质量检查合格后方可使用;2喷射混凝土混合料的配合比以及拌和的均匀性，每工作班检查次数不得少于两次，条件变化时应检查。6.5.2喷射混凝土厚度的检查应符合下列规定:1控制喷层厚度应预埋厚度控制钉、喷射线;喷射混凝土厚度应采用钻孔法检查;2喷层厚度检查点密度:结构性喷层为每100m2/个，防护性喷层为400m2/个，隧洞拱部喷层为每50m2/个~80m2/个;3喷层厚度合格条件:用钻孔法检查的所有点中应有60%的喷层厚度不小于设计厚度，最小值不应小于设计厚度的60%,检查孔处喷层厚度的平均值不应小于设计厚度。6.5.3结构性喷射混凝土应进行抗压强度和粘结强度试验，必要时，尚应进行抗弯强度、残余抗弯强度(韧性)、抗冻性和抗渗性试验。喷射混凝土抗压强度和粘结强度试验的试件数量、试验方法及合格标准应遵守本规范第12.2节及附录M、附录N的有关规定。6.5.4喷射混凝土层的厚度、抗压强度、粘结强度、表面平整度和表面质量应符合本规施表14.2.3-2的规定。6.6施工安全与粉尘控制6.6.1喷射泪凝土的施工安全应符合下列要求:1施工前应认真检查和处理作业区的危石，施工机具应布置在安全地带;2喷射混凝土施工用的工作台架应牢固可靠并应设置安全栏杆p3施工中应定期检查电源线路和设备的电器部件;•43• 4喷射作业中处理堵管时，应将输料管Jf，顶直，应紧接喷头，疏通管路的工作风压不得超过O.4MPa;5非操作人员不得进入正在作业的区域，施工中喷头前方不得站人;6喷射钢纤维混凝土施工中应采取措施防止回弹物伤害操作人员。6.6.2采用干法喷射混凝土施工时宜采取下列综合防尘措施:1在满足混合料能在管道内顺利输送和喷射的条件下增加骨料含水率;2在距喷头3m~4m输料管处增加一个水环，用双水环加水;3在喷射机或1昆合料搅拌处设置集尘器或除尘器;4在粉尘浓度较高地段设置除尘水幕;5加强作业区的局部通风;6采用增粘剂等外加剂。6.6.3喷射1昆凝土作业区的粉尘浓度不应大于10mg/m3，喷射棍凝土作业人员应采用个体防尘用具。•44• 7隧道与地下工程锚喷支护7.1一般规定7.1.1隧道与地下工程锚杆喷射混凝土(锚喷)支护的设计，应采用工程类比与监测量测相结合的设计方法。对于大跨度、高边墙的隧道洞室，还应辅以理论验算法复核。对于复杂的大型地下洞室群可用地质力学模型试验验证。7.1.2锚喷支护的工程类比法设计应根据围岩级别及隧洞开挖跨度确定锚喷支护类型和参数。7.1.3对围岩整体稳定性验算，可采用数值解法、数值极限解法或解析解法;对局部可能失稳的围岩块体稳定性验算，可采用块体极限平衡方法。7.1.4抗震设防烈度为9度的地下结构或抗震设防烈度为8度的地下结构，当围岩有断层破碎带时，应验算锚喷支护和围岩的抗震强度及稳定性。抗震设防烈度大于7度的地下结构进出口部位，其所处岩体破碎或节理裂隙发育时，应验算其抗震稳定性。7.1.5局部地质或工程条件复杂区段的锚喷支护设计，还应符合下列规定:1隧洞洞口段、洞室交叉口洞段、断面变化处、洞室轴线变化洞段等特殊部位，均应加强支护结构;2围岩较差地段的支护，应向围岩较好地段适当延伸;3断层、破碎带或不稳定块体，应进行局部加国;4当遇岩辞时，应进行处理或局部加固;5对可能发生大体积围岩失稳或需对围岩提供较大支护力时，宜采用预应力锚杆加固。7.1.6对下列特殊地质条件的锚喷支护设计，应通过试验或专门研究后确定:•45• 1未胶结的松散岩体;2有严重湿陷性的黄土层;3大面积淋水地段;4能引起严重腐蚀的地段;5严寒地区的冻胀岩体。7.2围岩分级7.2.1隧洞洞室的支护设计应首先确定围岩级别，隧洞洞室圈岩级别应按表7.2.1划分。7.2.2岩体完整性指标Kv可按下式计算:，V阳、2Kv=(~;叫(7.2.2)~VprJ式中:Vpm一一一隧洞岩体实测的纵波速度(km/s);Vpr一一隧洞岩石实测的纵波速度(km/s)。当无条件进行声波实测时，也可用岩体体积节理数Jv"按表7.2.2确定Kv值。7.2.3围岩分级表中岩体强度应力比应按下列公式计算:1当有地应力实测数据时:Sm一至vfr(7.2.3-1)σ1式中:Sm一一岩体强度应力比;fr一一岩石单轴饱和抗压强度(kPa);Kv一一岩体完整性系数;的垂直洞轴线的最大主应力(kN/mZ)。2当无地应力实测数据时，可按下式或按位移反分析资料确定的:σl=yH(7.2.3-2)式中:γ-一一岩体重力密度(kN/m3);H一一一隧洞顶覆盖层厚度(m)。•46• 时，时，毛洞跨度毛洞跨度毛洞稳定情况5m~10m长期稳定，无碎块掉落5m~10m围岩能较长时间(数月至数年〉维持稳定，仅出现局部小块掉落>4>2>2应力比岩体强度岩体指标>0.75>0.75>0.50完整性22岩体声波指标>5岩体7~5.7~5.(km/s)纵波速度3.3.5C点荷载强度(MPa)>2.5025~2.>2.501.隧洞洞室圈岩级别岩石强度指标>60>60(MPa)30~60单轴饱和抗压强度3,7.2.1主要工程地质特征~38m表组，以原20.8m.4m~0.级围岩特征和组合状态I构造影响程度，结构面发育情况同构造影响轻微，偶有小断层。构造影响较重，有少量断结构面不发育，仅有组，平均间距大于生和构造节理为主多数闭合，元泥质充填，不贯通。层间结合良好，一般不出现不稳定块体层。结构面较发育，一般为组。平均间距。以原生和构造节理为主，多数闭合，偶有泥质充填，贯通性较差，有少量软弱结构面。层间结合较好，偶有层间错动和层面张开现象级I整体状及同块状结构岩体结构回岩结构层间结合良好的厚层状结构和层间结合较好的中厚层或厚层状结构IH围岩级别峪主‘、斗 时，毛洞跨度毛洞稳定情况5m~10m国岩能维持一个月以上的稳定，主要出现局部掉块，塌落>2>2>2应力比岩体强度7550岩体指标完整性>0.7550~0.30~0.þ.O.555岩体声波指标岩体0~4.0~4.0~4.纵波速度(km/s)3.3.3.5125C1.强度>2.50点荷载85~25~2.p.1.7.2.1软岩石强度指标>20)续表(MPa)(MPa)20~3030~60>60(单轴饱和抗压强度岩，主要工程地质特征组，平均间距，以构造节理为34m和组合状态构造影响程度，结构面发育情况级围岩特征级围岩块状结构和层IE同同构造影响较重。结构面发2m~0.间结合较好的中厚层或厚层状结构特征育，一般为O.主，节理面多数闭合，少有泥质填充。岩层为薄层或以使岩为主的软硬岩互层，层间结合良好，少见软弱夹层、层间错动和层面张开现象级级围IE同同层间结合岩体结构回岩结构岩块状结构和层间结合较好的中厚层或厚层状结构良好的薄层和软硬岩互层结构皿围岩级别峰单。。 l时，时，围岩毛洞跨度毛洞跨度毛洞稳定情况5m-10m围岩能维持一个月以上的稳定，主要出现局部掉块，塌落5m能维持数日到一个月的稳定，主要失戳形式为冒落或片帮>2>1应力比岩体强度50岩体指标30-0.完整性.50-0.7þ.卡岩体声波指标岩体Ckm/s)纵波速度3.0-4.52.0-3.5251.强度CMPa)>2.5042-点荷载~.7.2.1岩石强度指标续表CMPa)>6010-30单轴饱和抗压强度主要工程地质特征，以构造节理为组以上，平均间距34m和组合状态构造影响程度，级围岩块状结构和层结构面发育情况H构造影响较重。结构面发2m-0.同育，一般为O.主，节理面多数闭合，少数有泥质充填，块体间牢固咬合间结合较好的中厚层或厚层状结构特征级围E碎裂镶嵌同岩体结构结构岩块状结构和层间结合较好的中厚层或厚层状结构EN围岩级别,p.笔。 时，围岩毛洞跨度毛洞稳定情况5m能维持数目到一个月的稳定，主要失稳形式为冒落或片帮>1应力比岩体强度岩体指标>0.15完整性岩体声波指标>2岩体Ckm/s)纵波速度25强度CMPa)点荷载>1.7.2.1岩石强度指标续表CMPa)>30单轴饱和抗压强度主要工程地质特征~4m和组合状态构造影响程度，结构面发育情况，以构造节理、卸荷、构造影响严重，一般为风化组，平均间距。.卸荷带。结构面发育，一般为30.8m风化裂隙为主，贯通做好，多数张开，夹泥，夹泥厚度一般大于结构面的起伏高度，咬合力弱，构成较多不稳定块体岩体结构散块状结构lV围岩级别CJlo 时，围岩毛洞跨度毛洞稳定情况5m能维持数目到一个月的稳定，主要失稳形式为冒落或片帮tt>1>1应力岩体强度4<40岩体指标完整性20~0.20~0.队O.55岩体声波指标岩体0~3.0~3.Ckm/s)纵波速度2.2.25251Pa)强度点荷载(孔>1.>1.7.2.1软岩石强度指标续表CMPa).>10)>30单轴饱和抗压强度>30(岩主要工程地质特征(0.5mm部分张开大部分微张以构造、风化节组以上，平均问组以上，平均间距部分张开(>34m.Omm).有泥质充填，形31.和组合状态4m.有泥质充填，层间结构造影响程度，结构面发育情况Omm).Omm).2m~0.1.O.5mm~1.构造影响较重。结构面发2m~0.Omm).构造影响严重，多数为断层育，一般为O.理为主，大部分微张~1.合不良，多数夹泥，层间错动明显影响带或强风化带。结构面发育，一般为距(0.C>成许多碎块体层间结合岩体结构不良的薄层、中厚层和软硬岩互层结构碎裂状结构lV围岩级别ü"1•- 时，围岩毛洞跨度毛洞稳定情况5m稳定时间很短，约数小时至数日年的工程，确定围10应力比岩体强度o岩体指标O.lm，服务年限小于完整性5m小于t岩体声波指标岩体<2.0薄层(km/s)纵波速度5m;强度(MPa)1m~0.点荷载:0.7.2.1岩石强度指标中厚层续表(MPa)单轴饱和抗压强度0.5m;主要工程地质特征大于3和组合状态构造影响程度，结构面发育情况构造影响严重，多数为破碎带、全强风化带、破碎带交汇部位。构造及风化节理密集，节理面及其组合杂乱，形成大量碎块体。块体间多数为泥质充填，甚至呈石夹土或士夹石状岩体结构围岩按定性分级与定量指标分级有差别时，应以低者为准。本表声波指标以孔测法测试值为准。当用其他方法测试时，可通过对比试验，进行换算。层状岩体按单层厚度可划分为:厚层一般条件下，确定围岩级别时，应以岩石单轴湿饱和抗压强度为准;当洞跨小于岩级别时，可采用点荷载强度指标代替岩块单轴饱和抗压强度指标，可不做岩体声波指标测试。测定岩石强度，做单轴抗压强度测定后，可不做点荷载强度测定。散体状结构12345注:V围岩级别、。c}lE 表7.2.2Jv与Kv对照表7.2.4极高地应力围岩或I、E级围岩强度应力比小于4，田、N级围岩强度应力比小于2宜适当降级。7.2.5对E、皿、凹级围岩，当地下水发育时，应根据地下水类型、水量大小、软弱结构面多少及其危害程度，适当降级。7.2.6对E、田、N级围岩，当洞轴线与主要断层或软弱夹层走向的夹角小于300时，应降一级。7.3一般条件下的锚喷支护设计I工程类比法设计7.3.1锚喷支护工程类比法设计应贯彻动态设计的原则，并应符合下列规定:1初步设计阶段，应根据本规范表7.2.1初步确定的围岩级别和地下洞室尺寸，按表7.3.1-1和表7.3.1-2的规定，初步选定锚喷支护类型和参数;2施工设计阶段，应根据开挖过程揭示的洞室围岩地质条件，详细划分围岩级别，并应通过监控量测结果的综合分析修正初步设计;3当地质条件复杂多变时，宜分段进行工程类比法设计。7.3.2当洞室开挖跨度大于20m，高跨比H/B大于1.2，边墙支护参数应根据工程的具体情况，予以加强;当洞室高跨比H/B大于2.0时，边墙支护应采用长度不小于边墙高度o.3倍的预应力锚杆群支护予以加强;洞室群之间的岩柱视其厚度予以加强或采用对穿型预应力锚杆支护，预应力锚杆的设计应符合本规范第4.5节和第4.6节的有关规定。•53• ，L8=，相5~。的L=低预0错杆、200@1.锚杆和0低预应力~，必要对布钢筋网喷5~2.钢筋网或钢6.L;;:?:10.300.75>60期稳定，合良好的厚陡倾角或近但偶有掉层状结构水平，但层面块不显滑动控制20m高块状结构性结构面不的边坡可及层间结合很发育，层面HIh>0.75>60基本稳较好的厚层产状为陡倾状结构角或接近水掉块平•68• 续表8.1.2-1岩体结构及滑动控制性岩体岩石单轴边坡结直立边坡亚类结构面结构面与完整性饱和抗压强构类别自稳能力结合情况边坡面关系指标度(MPa)滑动控制性15m高结构面不很发的边坡基育，局部交切块状结构本稳定.I出潜在不稳定或结合较好但15m~EII,块体。层面以>0.630~60的中厚层结20m的边不同倾角倾向构坡欠稳坡内，或以<25"倾角倾向定;有较坡外大的掉块8m高薄层状结岩层以不的边坡基硬岩>构，层间结合同倾角倾向本稳定，60;眼l→般，局部有坡内，或以软弱夹层或25"{1顷角倾向的边坡欠20夹泥坡外稳定，有较多掉块皿5m高的边坡基碎裂镶嵌存在节理本稳定，结构，节理面ill,组合滑动块O.4~0.3>60但8m高多数闭合，少体的边坡欠数有充填稳定，有较多掉块存在贯穿性顺坡向中碎裂结构等倾角软弱或中厚至薄lVlV>结构面;层面层状结构，层以大于其摩间结合差擦角的倾角，倾向坡外•69• 续表8.1.2-1岩体结构及滑动控制性岩体岩石单轴边坡结直立边坡.IE类结构面结构面与完整性饱和抗压强构类别自稳能力结合情况边坡面关系指标度(MPa)散体结构，存在潜在多为构造破滑动面或可lVlV2碎带、全强风能形成弧状化带滑动面注:1本分类按定性与定量指标分级有差别时，一般应以低者为准。2层状岩体可按单层厚度划分2厚层2大于O.5m;中厚层:O.lm-O.5m;薄层2小于O.lmo3当地下水丰富时，也或ill2类山体结构可视具体情况降低一档，为回2或lVl类。4主体为强风化岩的边坡可划为lV2类岩体。表8.1.2-2边坡工程安全等级岩土类别及边坡开挖高度H安全等级破坏后果岩质边披结构类别(m)岩体结构为H>30I类或E类一级岩体结构为皿类H>20很严重岩体结构为lV类H>15土质H>15岩体结构为2054>1.7>20<0.25>26.5H54~431.7~1.220~10O.25~0.30皿26.5~24.543~331.2~0.51O~5O.30~0.35N24.5~22.533~22O.5~0.25~1O.35~0.40V<22.5<22<0.2<1>0.4E.O.2岩体结构面抗剪峰值强度参数可按表E.O.2选用。表E.0.2岩体结构面抗剪峰值强度参数粘聚力C"岩体结构面类型摩擦系数f摩擦角叭。)(MPa)胶结的结构面O.90~0.70420~350O.30~0.20硬性结构面无充填的结构面O.70~0.55350~290O.1O~0.20岩块岩屑型O.55~O.45290~24。O.10~O.08岩屑夹泥型O.45~O.35240~19。O.08~0.05软弱结构面泥夹岩屑型O.35~0.25190~140O.05~0.02泥O.25~O.18140~10。O.010~0.005注:1表中胶结结构面、无充填结构面的抗剪峰值强度参数限于坚硬岩，半坚硬岩、软质岩中的结构面应进行折减。2胶结结构面、无充填结构面抗剪峰值强度参数应根据结构丽得的胶结程度、粗糙程度选取大值或小值@•122• 附录F用瑞典条分法计算锚固边坡的稳定性F.O.l锚固土质边坡或呈现碎裂结构、散体结构的岩质边坡的稳定性可按图F.01进行分析。边坡稳定安全系数K可按下式计算(图丑0.1):江以图F.O.1铺固土质边坡或呈现软弱碎裂结构、散体结构的岩质边坡稳定性分析简图f(三届四十二凡)+，6C.t.LK=,-,nJ~1m"~1CF.o.1),6t.Gti-,6Td勺i=lj=l式中:K一一一边坡稳定安全系数;t.Gni一一作用于第i条滑动面上的岩土体的垂直分力(kN);t.Gti--作用于第i条滑动面上的岩土体的切向分力(kN);f、c一一岩土体的摩擦系数标准值与粘聚力标准值(kPa);t.Li-一第i条滑动面圃弧段长度(m);•123• Tdnj一←第1根预应力锚杆受拉承载力设计值作用于滑动面上的垂直分量也N);Tdtj第j根预应力锚杆受拉承载力设计值作用于滑动面上的切向分量(kN)。•124• 附录G腰梁与锚杆锚头的构造形式G.O.l钢筋提凝土腰梁与锚杆锚头的构造应具有承受杆体最大张拉荷载的强度。承压板、锚具应与锚杆杆体保持垂直(图G.O.1)。混凝土桩边线图G.0.1钢筋混凝土腰梁与锚杆锚头构造图G.O.2型钢组合腰梁与锚杆锚头的构造应具有承受杆体最大张拉荷载的强度。承压板、锚具应与锚杆杆体保持垂直(图G.0.2)。工字钢图G.o.2型钢组合腰梁与锚杆锚头构造图•125• 附录H预应力锚杆基本试验H.O.l预应力锚杆基本试验应采用多循环张拉方式，其加荷、持荷和卸荷模式(图H.O.1)的起始荷载宜为最大试验荷载Tp的O.1倍，各级持荷时间宜为10min。101.00.9tfl~0.8辙。f~0.60.52υ2L2时间t(min)图H.0.1锚杆基本试验多循环张拉试验的加荷模式(教性土中)Tp→最大试验荷载H.0.2锚杆基本试验结果应整理绘制荷载一位移、荷载斗单性位移、荷载一塑性位移曲线图(图H.0.2)。1M，寸了ili|叽ilii一。位移量88,弹性变位量10塑性变位量8.图H.O.2锚杆基本试验荷载-弹性位移、荷载-塑性位移曲线126• 附录J锚杆蠕变量一时间对数关系曲线J.O.l锚杆蠕变量试验结果应整理绘制蠕变量一时间对数关系曲线(图J.O.1)。1000,12,11,12-,11500l.2Ndl.lNd主F-;::/至100糕1/读后"/苦50/O.5Nd/-HuNa0.25Nd/101//-、Mr5012图上O.1错杆蠕变量一时间对数关系曲线•127• 附录K锚杆验收试验K.O.l锚杆多循环张拉验收试验的加荷、持荷和卸荷模式(图K.O.1)的初始荷载宜为锚杆拉力设计值Nd的O.1倍，各级持荷时间宜为10min。时间t(min)图K.0.1锚杆多循环张拉验收试验加荷、持荷和卸荷模式K.O.2锚杆多循环张拉验收试验结果整理应绘制荷载-位移曲线图、荷载-弹性位移曲线图和荷载一塑性位移曲线图(图K.o.2)。/3.-←，/3.才f瓦10τ"ß，-b量弹性变位量j塑性变位量图K.o.2锚杆多循环张拉验收试验荷载(N)-位移(8)曲线、荷载(N)-弹性位移(8.)曲线和荷载(N)一塑性位移(8.)曲线K.O.3锚杆单循环张拉验收试验加荷、持荷和卸荷模式(图J.o.3)的初始荷载宜为锚杆拉力设计值Nd的O.1倍，最大试验荷载的持荷时间不宜小于5mino•128• 定稿梅时间t(min)图K.o.3锚杆单循环张拉验收试验加荷、持荷和卸荷模式K.O.4锚杆单循环张拉验收试验结果整理应绘制荷载位移曲线图(图K.O.的。1.21.0楚。70.4位移量图K.o.4锚杆单循环验收试验荷载(N)-位移(的曲线•129• 附录L喷射混凝土抗压强度标准试块制作方法L.0.1喷射1昆凝土抗压强度标准试块应采用从现场施工的喷射混凝土板件上切割或钻心法制取。最小模具尺寸应为450mmX450mmX120mm(长×宽×高)，模具一侧边为敞开状。L.O.2标准试块制作应符合下列步骤:1在喷射作业面附近，将模具敞开一侧朝下，以800(与水平面的夹角〉左右置于墙脚。2先在模具外的边墙上喷射待操作正常后将喷头移至模具位置由下而上逐层向模具内喷满混凝土。3将喷满1昆凝土的模具移至安全地方，用三角抹刀刮平混凝土表面。4在潮温环境中养护ld后脱模。将据凝土板件移至试验室，在标准养护条件下养护7d，用切割机去掉周边和上表面〈底面可不切割)后加工成边长lOOmm的立方体试块或钻芯成高100mm直径为100mm的圆柱状试件，立方体试块的边长允许偏差应为土10mm，直角允许偏差应为士200喷射混凝土板件周边120mm范围内的温凝土不得用作试件。L.0.3加工后的试块应继续在标准条件下养护至28d龄期，进行抗压强度试验。•130• 附录M喷射混凝土粘结强度试验M.O.l喷射混凝土与岩石或硬化混凝土的粘结强度试验可在现场采用对被钻芯踊离的混凝土试件进行拉拔试验完成，也可在试验室采用对钻取的芯样进行拉力试验完成。M.O.2钻芯隔离试件拉拔法及芯样拉力试验示意图应符合图M.O.2-1及图M.0.2-2。M.O.3试件直径尺寸可取50mm~60mm，加荷速率应为每分钟1.3MPa~3.OMPa;加荷时应确保试件轴向受拉。M.O.4喷射混凝土粘结强度试验报告应包含试块编号、试件尺寸、养护条件、试验龄期、加荷速率、最大荷载、测算的粘结强度以及对试件破坏面和破坏模式的描述。•P9341065611o..~..Þ.r.寸7τ?寸-p-;-寸「丁士「•,1>"~_".1>牟"，~，飞"1.1>比1"，."坠，"，1>".";•,";•...,0"f.".cf.,",0"-"""".".-.牟，，;•"4.,,"-1"""".,,"1-.J>.ν，".1>"..0.,"..1>.1."1>丁J;"弘，,".I>.A.1>..6，"叶"""1.~叫"."牟"，"_.b......";_•,",0"•1,",0"I,".25m)、高边墙洞群锚喷支护工程类比设计内容;补充了新品种锚杆和土钉设计施工的相关内容;增加了预应力锚杆类型，引入了锚杆锚固长度对粘结强度影响系数;完善了岩土预应力锚杆和嗤射混凝土支护的试验方法与验收标准。新修订的规范适用领域广、覆盖面宽，修订力求使本规范的共性技术问题与各行业的现行规范相一致。1.o.3在隧洞洞室及边坡等工程中，岩土锚杆与喷射混凝土支护的作用机理与传统的支挡结构或重力式结构是截然不同的。后者是依赖自身结构或重力被动地提供抗力来维护工程稳定，而前者则是源于以下两方面的作用来实现工程稳定的:(1)岩土锚杆、喷射1昆凝土与岩土体紧密结合、浑然一体、共同工作，能有效利用和加困地层，提高地层的力学性能，改善岩土体的应力状态，使岩土体由单一的荷载转化为承载结构的主要组成部分。(2)预应力锚杆将结构物与岩土体联锁在→起，有效利用地层深部岩土体的抗剪强度，承受结构物的拉应力及抵抗结构物与地•147• 层间或地层内剪切面上的剪切位移。因此，正确有效地利用岩土体的自稳能力和自身强度对岩土锚杆与喷射混凝土支护工程设计、施工的合理性和经济性关系极大。•148• 2术语本次修订对术语内容作了较大的补充和调整，主要补充了新型预应力锚杆、预应力锚杆相关部件、锚杆试验、干拌湿拌法喷射混凝土及喷射纤维混凝土等专用术语。删去了有关常识性或不再使用的工艺性术语。对初期支护、后期支护术语的表述作了适当修改。修订后专用术语的表述力求与国际相关标准相一致。•149• 3工程勘察与调查3.1一般规定3.1.2一般调查主要是既往资料等信息的棋略收集，即施工前调查，初步判断采用锚固结构的可行性，并根据其结果制订详细的岩土工程勘察方案。岩土工程勘察的目的为锚固结构的设计、施工提供所需的资料，需要查明锚固结构以及其影响区域的地质分层、力学特性、地下水状况，并根据需要对岩土地基的化学性质等进行调查。对特殊地层和新型锚固结构应通过专项技术研究及现场试验确定其合理性及可行性。3.1.3特殊地层是指严重影响锚杆和锚固结构的力学稳定性和化学稳定性，以及施工特别困难的地层。如膨胀性地层、高地应力岩层、松散破碎岩层、淤泥和淤泥质土、承压水地层和强腐蚀性地层等。对特殊地层和新型锚杆，除应进行常规地质勘察和调查外，还应进行锚杆适应性试验或锚杆性能综合试验，以确定锚杆在特殊地层中的适应性(地层的可钻性、可注性、对施工方法的适应性)和长期可靠性。专项技术研究一般包括下列内容:(1)锚杆综合性能，包括锚杆极限承载力、预应力损失、蠕变性能等;(2)锚杆施工的可行性，确定施工工艺和必要的技术措施，包括裂隙发育及松散破碎地层应对锚固段孔壁进行不透水性试验;(3)锚杆防腐保护体系的有效性;(4)锚杆的经济指标。•150• 3.2调查3.2.1周边环境调查的主要目的是查明锚杆施工的可能性，以及锚杆施工对周边环境带来有害影响等，并可能涉及法律问题。应查明与邻地边界的距离，是否需要借用邻地，临时锚杆今后是否需要拆除杆体;调查清楚锚杆施工给邻近既有建筑物、周边地下埋设物、周边道路等带来的影响;分析评估施工过程的噪声、振动等是否给周围居民带来影响;调查建筑用地周边的地下水利用情况，并分析锚杆施工是否会给周边居民带来影响。以往的挖填方及人类活动影响地层应力历史和铺固地层的性状与稳定性;临近建构筑物会对锚固结构形成附加荷载，对锚固结构的变形及安全度要求更高;地下管线及构筑物可能对锚杆施工形成障碍，并提出更严格的保护要求，避免锚杆施工及锚固结构变形对其产生污染和破坏，因此也作为主要的调查内容。3.3工程地质与水文地质勘察3.3.2岩土工程勘察对不同的锚固结构有不同的要求，具体可参照相关主体结构勘察设计规范。总体而言，工程勘察主要为锚固结构设计提供下列参数和条件:(1)锚固结构承担的荷载，包括水压力和土压力;(2)岩土力学参数，包括抗剪强度及变形计算参数;(3)锚杆防腐保护设计条件;(4)锚杆施工的可行性及施工方法选择。对地下水位的判断与预测对抗浮设计极其关键，但由于地下水分布、补给和排放受多种因素的影响，其变化规律非常复杂。应结合区域自然条件、地质特点、历史记录、现场实测以及分析预测综合确定。抗浮设防水位简单地采用勘察实测水位或3~5年最高水位是不可靠的，而采用历史最高水位又过于保守，应结合近3~5年最高水位与历史最高水位，并根据建筑物使用期内地下水 位的预测综合确定。另外可结合当地气候条件，如暴雨和洪水多发地区，也可按自然地面或设计室外地坪标高作为设防水位。地下水位的判断，不同的方法对地下水丰富的地区出入并不大，但对低水位的北方地区，不同的方法得到的地下水位相差会非常大，对工程造价的影响也非常大。抗浮设防水位的确定依赖于地方长期完整的水文观测网和历史记录，以及对今后流域变化的预测。受地方基础水文观测资料的缺乏限制，多数地区和工程项目取得以上资料有一定困难，更多地需要工程师的经验和认识，地方工程经验是极为宝贵的。抗浮设防水位对工程造价影响很大，政策性很强，应建立政府主导的公共资源及法规。•152• 4预应力锚杆4.1一般规定4.1.1与全长粘结的非预应力锚杆相比，预应力锚杆有许多优点z(1)在地层开挖后，能及时地提供主动的支护抗力，有效抑制开挖地层的变形;显著提高地层软弱结构面或潜在滑裂面的抗剪强度;改善岩土体的应力状态;有效利用和加强岩土体的自稳能力;(2)有明确的伸入潜在滑移面〈破坏面〉以外的锚固段，利用该区段岩土体的抗剪强度承受结构物所传递的拉力;(3)可在锚杆筋体外设置防护层，有效抵抗地下水的侵蚀;(4)可通过张拉工序，严格、准确地检验锚杆的抗拔承载力。因此，欲利用地层承受结构所产生的拉力和施加预应力来加固岩体不稳定部位的工程，均应采用预应力锚杆。4.1.4本条为强制性条文。对锚杆的锚固段设置地层进行限制是因为在这些被限制使用地层中安设的锚杆受力后会出现严重的蠕变或锚杆承载力显著低下，根本无法满足工程安全和正常使用的要求。4.2锚杆类型与构造I拉力型与压力型锚杆4.2.1拉力型锚杆的主要特点是锚杆受力时锚固段浆体受拉并通过浆体将拉力传递给周围地层。这种锚杆结掏简单，施工方便，是目前使用最广的锚杆类型，特别在土层、坚硬或中硬岩体中使用，效果良好。4.2.2压力型锚杆的主要特点是利用锚杆底端的承载体使锚杆受力时锚固段浆体受压，并通过浆体将拉力传递给周围地层。这 类锚杆的防腐性能好，但由于灌浆体承压面积受到钻孔直径的限制，因而在土中的压力型锚杆不可能得到高承载力。E压力分散型与拉力分散型锚杆4.2.3、4.2.4拉力分散型与压力分散型锚杆工作时能充分利用地层固有强度，其承载力随锚固段长度增加成比例提高，特别是压力分散型锚杆，不仅工作时锚固段灌浆体剪应力较均匀，可有效抑制锚杆的蠕变，而且锚杆全长采用无粘结钢绞线，锚杆工作时灌浆体处于受压状态，因而具有良好的防腐性能，是目前在软弱破碎岩体和土体锚固工程中大力推广使用的锚杆，具有广阔的发展前景。4.2.5按照目前国内比较成熟的施工技术参考国外的经验，给出了永久性锚杆的结构构造简图，便于在永久性锚杆的设计施工中应用。E可重复高压灌浆型锚杆与可拆芯式锚杆4.2.6、4.2.7随着城市用地的日趋紧张，相关法律的完善及保护自身利益意识的增强，锚杆芯体的拆除将成为城市建筑群密集地区锚杆使用的前提，结合我国北京、深圳和台湾地区采用可拆芯式锚杆的实践经验，本条规定宜采用压力或压力分散型锚杆作可拆芯式锚杆。4.3锚杆类型的选择4.3.1-4.3.3预应力锚杆类型的选择十分重要。本规范提出的预应力锚杆类型及其适用条件，是根据各类预应力锚杆的工作特性及长期的使用经验提出的，可供设计选用。4.4材料4.4.3用作锚杆筋体材料的钢绞线具有高强度、低松弛的特点，与钢筋相比可大量节省钢材，且便于运输和现场施工，此外杆体张拉时弹性位移大，受地层徐变和锚固结构变形造成的预应力损失 小，是较理想的预应力锚杆杆体筋材。4.4.4预应力螺纹钢筋即原来的精轧螺纹钢筋，抗拉强度远高于普通钢筋，连接可靠、构造简单、便于接长。4.4.7推荐使用普通硅酸盐水泥或复合硅酸盐水泥，对于硫酸盐腐蚀地层和地下水环境，可采用抗硫酸盐水泥;有早强要求时，宜采用早强硅酸盐水泥;由于铝酸盐水泥水化热高，硬化快，不利于稳定灌浆，浆体易开裂，不利于抗腐蚀要求，故只可用于短期试验锚杆。4.4.8根据现行行业标准。昆凝土拌和用水标准))JGJ63:水的pH值不得小于4.0，不溶物<2000mg/l，可榕物<2000mg/l，氯化物(以Cl离子计)<350mljl，硫酸盐(以S04离子计)<600mljl,硫化物(以S2离子计)<100mg/l，使用待拌检验水与蒸锢水配制的浆体28d抗压强度比不得低于90%。4.4.10外加剂使用时必须慎重，应充分考虑地层和地下水成分，以及水泥特性及其适应性，水泥浆中氧化物、硫酸盐、硝酸盐总量不得超过外加剂重量的0.1%。采用外加剂还必须通过试验确认，不得影响浆体强度和粘结性能，以及杆体的耐久性。同时使用两种以上外加剂时，应进行外加剂兼容性试验。4.4.12国内原冶金工业部建筑研究总院等单位开发的可拆芯式压力分散型锚杆，采用高分子聚醋纤维增强模塑料承载体，这种承载体具有耐腐蚀，高强高韧性的特点，其主要技术性能见表1。表1高分子聚醋纤维增强模塑料承载体主要技术性能弯曲强度抗冲击强度抗压强度吸水率(%)绝缘电阻项目(MPa)(kJ/m2)(MPa)(24h,230C)(0)技术二二85二三23二"，110三三2.15101~1014性能4.5防腐4.5.1按锚杆的服务年限及所处环境有无腐蚀性来确定锚杆不 同的防护等级与标准，能满足锚杆使用期间的化学稳定性，也是国外相关标准对锚杆防腐保护的基本要求。4.5.3本条为强制性条文。埋设在岩层与土体中的锚杆的使用寿命取决于其耐久性。对寿命的最大威胁则来自腐蚀。预应力锚杆埋设在地层深处，工作条件十分恶劣，常常受到腐蚀介质的侵扰。再则，锚杆杆体一般由钢绞线组成，钢绞线则由抗拉强度很高，直径很小(仅为4mm和5mm)的钢丝组成，经常处于高拉应力状态下工作的钢绞线易出现应力腐蚀。国内外因锚杆防腐保护构造设计施工不当或锚杆工作应力水平过高，导致锚杆杆体、锚头锚具出现锈蚀，筋体有效截面减小，杆体受拉承载力降低乃至筋体断裂破坏造成工程败坏的事故时有发生。因此，为规避锚杆腐蚀风险，确保岩土锚固工程的长期稳定性，本条对永久性锚杆及腐蚀环境中的临时性锚杆的防腐保护构造设计作出了严格的规定。4.5.5为保证I、E级锚杆锚固段预应力筋的保护层厚不小于20mm，应设置对中支架。对处于腐蚀环境中的永久性拉力型锚杆，当锚杆受力时，锚固段灌浆体受拉易开裂，为阻止地下水的侵入，应设置波形管。波形管的功能是阻止地下水对筋体的侵蚀，但该管必须与水泥浆有足够的粘结强度，以不影响将锚杆拉力传递给地层。4.5.6根据国际预应力混凝土协会对锚杆腐蚀破坏事故的调查统计表明，锚头及其附近的腐蚀破坏占有较大的比重。如以香港某锚杆背拉挡土墙工程为例。该锚杆的锚头腐蚀是因为从张拉到锚头封裹耽搁了很长时间。曾对45根锚杆的钢绞线进行了金相检验。其中耽搁1~8个月的钢绞线直径损失达2.7%，而耽搁16~36个月的钢绞线直径损失高达12%。因此，本条规定永久锚杆张拉作业完成后，应及时对外露的筋体、锚具和承压板进行防腐保护。永久性锚杆外露的筋体、锚具与承压板用混凝土封闭时，若混凝土厚度<50mm，易出现收缩龟裂、大气水的渗入，常导致锚头腐蚀。曾对我国西南地区某边坡锚固工程调查发现，一些锚杆锚头被包裹的砂浆仅2cm~3cm，剥开保护层后，发现钢绞线、锚 具及承压板均有较严重的锈斑，因此本条规定，封闭保护锚头的棍凝土厚度应具有一定的厚度。4.6设计I锚杆设置4.6.2岩土锚杆通常是以群体的形式出现的，而如果锚杆布置得很密，地层中受力区的重叠会引起应力叠加和锚杆附加位移，从而降低锚杆极限抗拔力的有效发挥，这就是我们通常说的"群锚效应"。必须注意的是锚杆极限抗拔力会因群锚效应而减小。群锚效应的影响与锚固体间距、锚固体直径、长度及地层性状等因素有关。为避免因锚杆间距过小而引起锚杆承载力的降低，国内外锚杆规范中均对锚杆锚固体的最小间距加以限制。本条规定锚杆锚固体最小间距宜大于1.5m。如需锚杆间距更小时，可使用不同倾角或不同长度的锚杆(图1)。剖面图平面图(a)不同倾角的锚杆(b)不同长度的锚杆图1过密间距锚杆的处理•157• 4.6.3锚杆设置应充分考虑周边建(构)筑物基础的形式、埋深、分布等情况，锚杆的设置不得破坏已有基础或桩基，并应减小锚杆设置对基础或桩基的影响。4.6.4规定钻孔直径是为了使钢绞线间有适宜的间距，以保证钢绞线被足够的水泥浆所包裹，并满足钢绞线与灌浆体间粘结强度的要求。4.6.5根据锚杆的作用原理，对于不同类型的工程，锚杆倾角(指锚杆与水平面的夹角)是不同的。总的来说，确定锚杆的倾角应有利于满足工程抗滑、抗塌、抗倾或抗浮的要求。但就控制灌浆质量而言，如锚杆倾角过小时，灌浆料的路水及灌浆料硬化时产生的残余浆渣，会影响锚杆抗拔承载力，故本条规定锚杆的倾角宜避开一100~十10。范围。如果锚杆倾角不能避开此范围，应采取在孔口设置止浆塞和孔内埋设排气管等措施，以保证浆液灌注饱满。E锚杆设计4.6.7为了防止预应力锚杆的筋体断裂破坏，锚固段注浆体与筋体、注浆体与地层间的粘结破坏，以及锚杆注浆体的压碎破坏，确保预应力锚杆的工作安全，必须执行按条文规定的三个方面的设计计算。4.6.8、4.6.9锚杆预应力筋体的受拉承载力设计值应大于锚杆的拉力设计值，此外预应力锚杆是一种后张法预应力构件，其预应力筋特别是钢绞线的张拉控制应力σm应比地上预应力钢筋混凝土结构有明显的降低。原因是预应力锚杆埋设在岩土层中，工作条件十分恶劣，应力腐蚀风险加大，国外曾报道不少由于预应力筋控制应力大于0.6fptk而出现锚杆破坏的实例。此外，预应力筋采用较小的张拉控制应力σcon，对降低锚杆的预应力损失，也是有利的。4.6.10锚杆锚固段注浆体与地层(岩土体)间的极限粘结强度标准值fmg在无试验资料时，本规范表4.6.10所给出的岩土体与注 浆体间的极限粘结强度标准值建议值，是在综合分析现行行业标准《岩土锚杆(索)技术规程>>CECS22:2005、日本JGS4140一2000((地层锚杆设计施工规程》及美国PTI((岩层与土体预应力锚杆的建议》等相关标准关于平均极限粘结应力的推荐(实测)值基础上提出的。必须说明的是该推荐值应在本规范规定的锚固段长度条件下才能采用，不然应进行修正。美国锚杆标准给出的有关平均极限粘结应力值见表2~表4。表2典型的岩石与灌浆体间的极限粘结应力岩石与灌浆体间的平均岩石与灌浆体间的平均岩石岩石极限粘结应力(MPa)极限粘结应力(MPa)花岗岩和玄武岩1.7~3.1砂岩O.8~1.7白云质石灰岩1.4~2.1风化砂岩O.7~0.8软石灰岩1.0~1.4白斐0.2~1.1板岩与硬质页岩O.8~1.4风化泥灰岩O.15~0.25软页岩O.2~0.8混凝土1.4~2.8注z本表摘自美国PTI，1996年制定的《岩层与土体预应力锚杆的建议》。表3典型的灌浆体与黯性土间的平均极限粘结应力锚杆类型灌浆体与教性土间平均极限粘结应力(MPa)1.重力灌浆锚杆(直孔型)O.03~0.072.压力灌浆锚杆(直孔型)软粉砂质翁士O.03~0.07粉砂质教士O.03~0.07硬勃土(中至高塑〉O.03~0.10极硬质秸土(中至高塑)O.07~0.17硬蒙古土(中塑)O.10~0.25极硬质教土(中塑〉O.14~0.35极硬的砂质教士(中塑)O.28~0.38注:摘自美国PTI，1996年制定的《岩层与土体预应力锚杆的建议》。•159• 表4典型的灌浆体与砂性土阔的平均极限粘结应力锚杆类型灌浆体与砂性土间平均极限粘结应力(MPa)1.重力灌浆锚杆(直孔型)O.07~0.142.压力灌浆锚杆(直孔型)中细砂，中密至密实O.08~0.38中粗砂，中密O.11~0.66中粗砂，中密至极密O.25~0.97粉砂O.17~0.41密实的冰磺物O.30~0.52砂砾石，中密至密实O.21~1.38砂砾石，密实至极密O.28~1.38注:摘自美国PTI，1996年制定的《岩层与土体预应力锚杆的建议》。4.6.11锚杆锚固段灌浆体与地层间的粘结抗拔安全系数(极限粘结强度标准值与粘结强度设计值的比值)，取决于锚杆的服务年限、锚杆破坏效果和地层蠕变特性等因素。本规范4.6.11条关于锚杆抗拔安全系数的规定是参照国内外相关锚杆标准所采用的锚杆抗拔安全系数(表5.)及其多年来的使用效果提出的。表5岩土锚杆锚固段注浆体与地层间的抗拔安全系数国名最小安全系数标准名称及编制单位(地区名)临时锚杆永久锚杆《岩土锚杆(索)技术规程))CECS22:2005中国1.4、1.6、1.81.8、2.0、2.2(中冶建筑研究总院主编)SN533→191((地层锚杆》瑞士1.3、1.5、1.81.6、1.8、2.。(瑞士工程建筑学会编)BSl-8081((岩土锚杆实践规范(1989)))英国2.02.5~3.0(英国标准学会)PTI((预应力岩土锚杆的建议(1996)))美国2.0(美国后张预应力混凝士学会)L一一一一•160• 续表5国名最小安全系数标准名称及编制单位(地区名)临时销杆永久锚杆国际预应力FIP<<预应力灌浆锚杆设计施工规范》2.0混凝土协会(国际预应力混凝土协会)《地层锚杆设计施工规程》日本1.52.5CJG4101-2000(日本地盘工学会)《建筑地基锚杆设计施工指南与解说(200m日本1.5,2.03.0(日本建筑学会〉4.6.12-4.6.14大量的试验资料表明，锚杆受力时，沿锚固段全长的粘结应力分布是很不均匀的，特别当采用较长的锚固段时，锚杆受荷初期，粘结应力峰值出现在临近自由段锚固段前端，而锚固段下端的相当长度上，则不出现粘结应力。随着荷载增大，粘结应力峰值向锚固段根部转移，但其前方的粘结应力则显著下降，当荷载进一步增大，粘结应力峰值传递到接近锚固段根部，则锚固段前部较长的范围内，粘结应力值进一步下降，甚至趋近于零(图2)。由此可知，有效发挥锚固作用的粘结应力的分布长度是有一定限度的。也就是说，平均粘结应力随着锚固段长度的增加而减小。|初始荷载荷载增大极限荷载|2版纺织J勿纺手)..A勿级放|辈防级级以经移级纺彩勿级勿头|图2集中拉力型销杆粘结应力沿锚困段长度的分布基于上述铺杆荷载传递特征，规范4.6.12提出了在确定锚固长度时，应考虑锚固长度对粘结强度的影响。其影响系数￠应由试验确定，当无试验资料时￠值建议可按本规范表4.6.13选取。 表4.6.13是综合国内外一些工程锚杆粘结强度(表面摩阻力)的实测结果的基本趋势得出的。图3为德国ostermays于1974年收集到的在带土中随锚固段长度变化的表面摩阻力变化。~6006自~400代量200回憾。246810与地层的粘结长度(m);::|7I8胁时1:1回|I1~闽炸瓶~与地层的粘结长度(m)图3用与不用二次灌浆的锚杆随锚固长度变化测得的表面摩阻力1中等塑性的教土;2不进行二次灌浆的很硬的稀土;3一不进行二次灌浆的硬稀土;4一进行二次灌浆的硬到很硬的教土;5不进行二次灌浆的硬到很硬的稀土;6一中等塑性的砂质粉土;7一中到高塑性秸土;8进行二次灌浆的很硬的教土;9不进行二次灌浆的很硬的教土;10一不进行二次灌浆的硬教土英国A.DBarley通过在蒙古土中的61根单元锚杆的实验，对其结果分析整理后，综合考虑了粘结系数以及有效锚固长度随固定长度增加而降低的影响，得出了伦敦极坚硬的蒙古土中锚杆固定长度与综合有效因子(fc)的关系曲线(图的。图4表明，当使用短的(2.5m~3.5m)固定长度是有效因子为O.95~1.00，几乎能完全调用教土的抗剪强度。此后随着固定长度的增加，综合有效因子fc急剧下降o当使用很长的(25m)的固定长度时，固定长度有效因子仅为0.250162 1.00.9i0.8E气0.7.1.6飞.0.5E忡、~.0.4在~二0.30.20.100510152025锚固长度(m)图4坚硬教土中锚杆固定长度与综合有效因子(j，)的关系曲线北京昆仑公寓基坑锚囡工程中，曾对韩质粉土与粉质蒙古土中不同锚国段长度锚杆的帖结强度进行了测定，其结果列于下表6。表6不同锚固长度对地层与灌浆体间粘结强度的影晌地层条件锚困段长度(m)地层与灌浆体间的粘结强度(kPa)1854~61粉质教土891~981977~81教质粉土8124~127表7为北京地铁十号线二期工程慈寿寺车站基坑工程，在粉质蒙古土地层实测得到的不同锚固段长度条件下，灌浆体与地层间的极限粘结强度值。表7不同错固段长度对灌浆体与地层间极限粘结强度的影晌锚固段长度(m)地层与灌浆体间的极限粘结强度(kPa)1210814.590.71680.2•163• 从上述资料可以清楚地看出，当锚杆锚固长度超过一定值(该值与岩土介质的弹模有关)后，锚杆抗拔承载力的提高极为有限，甚至可忽略不计，为此国内外的锚杆标准均规定了适宜的锚固段长度范围(表的。本条对锚杆锚固段长度的限制，基本上与国内外相关标准的规定相一致或接近。表8国内外锚杆标准关于锚杆合理锚固段长度建议国别岩土锚杆标准建议的锚杆锚固段长度英国BSIC8081:1989)3m以上，10m以下国际预应力混凝土协会FIP3m以上，10m以下钢绞线:4.5m~10m美国PTI•1996钢筋:3m~10m日本JGS4101一20003m以上，10m以下瑞士SN533-191在砂性士和岩石中4rn~7m岩石，3m~8m中国CECS22:2005土层:6m~12m4.6.15对压力型或压力分散型锚杆，必须对锚圄段灌浆体的承压能力进行验算，由于承载体面积小于锚固段灌浆体横截面积，灌浆体工作时实际上呈现局部受压，本条的计算公式参考了国家标准《钢筋棍凝土结构设计规范>>GB50010-2002局部受压混凝土承载力计算公式。应当说明，锚杆锚固段灌浆体是在有侧限条件下工作的。无侧限灌浆体的抗压强度只适用于其基本质量考核，远不能反映锚杆工作时灌浆体的准确强度。根据英国A.D.Bar•ley等人所进行的模拟灌浆柱在密实~很密实砂或软弱岩体的侧限环境中加荷试验表明，无侧限状态下抗压强度仅为40MPa~70MPa的灌浆体，在有侧限条件下达到了200MPa~800MPa的压应力。有侧限的灌浆体的抗压强度增大系数?与灌浆体周边的岩土弹模有关，应通过试验确定。4.6.16若锚杆自由段长度过短，则对锚杆施加初始预应力后，锚杆的弹性位移较小，→且锚头出现松动等情况，可能会造成较大的 预应力损失，故本条规定锚杆的自由段长度不宜小于5.0m。在以下情况，往往需要更长的自由段长度。(1)锚固段穿过临界破裂面至少1.5m;(2)将锚固段选在合适的能提供更大抗拔力的地层内;(3)满足被锚固结构物与地层的整体稳定性。N初始预加力的确定4.6.20根据被锚固结构容许变形(位移)的程度及高应力低强度围岩流变特征，本条对预应力锚杆张拉后的锁定荷载作出了规定。4.7施工I一般规定4.7.1锚杆的施工具有很强的隐蔽性，科学合理有序的组织锚杆施工对确保锚固工程的质量影响很大，因此锚杆施工前应充分核对设计条件、地层条件、环境条件，制定详细的施工组织设计。施工组织设计应对锚杆施工的主要环节(钻孔，杆体制作、存储及安放，注浆，张拉与锁定)有明确的技术要求，确定施工方法、施工材料、施工机械、施工程序、质量管理、进度计划、安全管理等事项。4.7.3为保证锚固段浆体的质量，在裂隙发育、空洞贯通以及存在渗流和承压水的岩层中施工锚杆时，要对锚固段周边孔壁进行不透水性试验，其主要日的是防止浆液流失并确保锚固体的质量。参考美国《岩土预应力锚杆建议))PTI1996、奥地利锚杆规范(B-4455)和我国《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范))SL62-94制定的关于锚固段地层固结灌浆标准。本规范4.7.3条对钻孔内渗水试验的注水压力、持续时间及渗入率作出了明确规定。E钻孔4.7.5套管护壁钻孔是指必须采用套管跟进护壁的钻孔方式。套管护壁钻孔对钻孔周边扰动小，可有效防止钻孔时的塌孔现象，有利于保证灌浆饱满度和灌浆质量，提高孔壁地层与灌浆体的粘结强度。因而本条规定在不稳定地层或地层扰动会引起水土流•165• 失，危及邻近构筑物安全使用时应采用套管护壁钻孔。4.7.6由于荷载分散型和可重复高压灌浆型锚杆构造特殊，不允许钻孔时泥砂、石屑残留于钻孔内，因而在土层中施工这两种锚杆应采用套管护壁钻孔。当成孔质量较高、洗孔干净时也可采用无套管护壁钻孔。E杆件制作、存储及安放4.7.7规范锚杆杆体的制作、存储及安放，是为了保证锚杆杆体的加工满足锚杆使用功能及防腐要求。规范对杆体制作存储的场地、锚固段杆体与浆体的有效粘结、杆体材料的截取、自由段杆体防护管的有效隔离、防腐要求及避免机械损伤等作出了规定。荷载分散型锚杆组装时对各单元锚杆的外露端作出明显标记是为了荷载分散的张拉，荷载分散型锚杆的张拉方式见本规范附录D。N注浆4.7.10水泥浆或水泥砂浆的配合比直接影响浆体的强度、密实性和注浆作业的顺利进行。水灰比太小，可注性差，易堵管，影响注浆作业的正常进行;水灰比太大，浆液易离析，注浆体密实度不易保证，硬化过程中易收缩，浆体强度损失较大，将影响锚国效果。4.7.11采用袖阀管式的可重复高压注浆锚杆杆体主要由钢绞线、可重复注浆的袖阀管、注浆枪、止浆密封装置等组成，可重复注浆的套管通常采用PVC塑料管，沿其轴线方向每隔O.5m左右设有一个进浆阀。一次注浆和高压注浆均通过进浆阀得以实现。止浆密封装置设在自由段与锚固段的分界处，目的是将锚固段端部封闭，为锚固段的高压注浆创造条件。可重复高压注浆锚杆的注浆工艺较复杂，注浆枪的直径较小，所需的浆液宜为水灰比较大的纯水泥浆。根据巳有工程经验，本条规定高压注浆应在一次注浆后当水泥结石体强度达到5.0MPa时进行，强度过高或过低都难以实现高压劈裂注浆。V张拉与锁定4.7.12锚杆张拉与锁定是锚杆施工的最后一道工序，也是检验锚 杆性能最直观的方式。对张拉设备的选型、张拉预紧、张拉顺序等方面进行控制，可满足锚杆张拉的要求。正式张拉前，取0.1倍~0.2倍拉力设计值对各钢绞线预紧十分重要，它有利于减缓张拉过程中各钢绞线的受力不均匀性以及减小锚杆的预应力损失。4.7.13锚杆锁定后预应力变化一般不应超过锚杆拉力设计值的10%，超出此范围时，应采取措施进行调控。对预应力损失可采取补偿张拉的方式，即实施二次张拉。以我国上海太平洋饭店深基坑桩锚支护工程为例，在一次张拉后5天内，锚杆预应力值由526kN降至461kN，预应力损失达12.3%。随后补偿张拉至545kN，补偿张拉后7天内预应力值降至520kN，预应力仅损失了4.6%。如果预应力增值超过锚杆设计拉力值的10%，则放松后重新张拉以调低预应力值。因此，对需调整拉力的永久性锚杆，锚头应设计成可进行补偿张拉的形式，而不能用混凝土封死。•167• 5低预应力锚杆与非预应力锚杆5.1一般规定5.1.1低预应力及非预应力锚杆主要用于地下工程的支护、边坡不稳定岩体的加固、土体的整体加固等工程，属于被动加固，容许被加固结构物有适当的变形。5.1.4非预应力锚杆的质量控制关键是灌浆，目前灌浆饱满度和密实度的检测方法较多，但在实际应用时还存在一定问题，本规范规定宜采用无损检测方法对其杆体长度和密实度进行检测。5.2flf预应力锚杆类型与适用条件5.2.1本规施提出的几种低预应力锚杆是目前国内比较广泛应用的锚杆，随着科技的发展、锚杆材料的进步、锚固对象的不同、应用范围的扩大，锚杆形式必然呈现出多样性，新型锚杆的应用可参考本规范的有关条款。5.2.2、5.2.3快硬水泥卷锚杆是将预先浸水的快硬水泥卷送人孔底后，随即插入杆体，杆体外端连接有搅拌装置，搅拌30s~60s，待1.Oh~2.oh后即可进行张拉，抗拔力可大于45kN(钻孔直径为40mm~42mm)。用合成树脂卷固定锚杆的优点有:合成树脂与坚硬岩石间的粘结力比水泥浆与岩石间的粘结力大2倍~3倍;凝结时间短，一般为数分钟至数小时;此外树脂具有抵抗腐蚀和冲击动力影响的良好性能。其缺点是成本较高。这两种锚杆的共同特点是在锚杆安装后很短时间内即可施加预应力，锚固质量能得以保证，并能显著提高锚固效应。对于永久性锚杆，从防腐保护考虑，这两种锚杆可在张拉后对杆体与孔壁间 的空隙内灌注水泥浆，也可以在孔内安放快凝型树脂卷或快硬型水泥卷的同时，在非锚固段安放缓凝型树脂卷或水泥卷。合成树脂卷锚杆与快硬水泥卷锚杆在我国煤矿巷道支护工程中得到了广泛应用。近年来，也开始用于大型水电站洞室顶拱支护，并取得良好效果。5.2.4涨壳中空注浆锚杆的特点是将中空锚杆和端头涨壳巧妙组合而成的一种新型预应力锚杆，除具有普通中空钢管注浆锚杆的优点外。更主要的是能在锚杆安装后通过钢质涨壳锚国件张开立即提供60kN~150kN的初始预应力，从而能及时有效地控制固岩松动变形，并促使锚固范围内的围岩形成压应力环，进一步提高锚杆对围岩的加固作用和工程稳定性。可先插杆，施加预应力后再注浆，浆液通过中空钢管由锚杆底端向锚杆头部流淌，能保证注浆饱满;并可在狭小的空间，通过连接套接长杆体而施工长度大于10m的锚杆;借助对中器，杆体被均匀的和足够厚度的水泥浆保护层包裹，因而这种锚杆具有良好的锚固效应和耐久性。目前该种锚杆已在隧道工程中获得应用。5.2.5、5.2.6缝管锚杆与水胀式锚杆均为与钻孔岩壁直接接触的钢管状锚杆，依赖钢管全长与岩石的摩擦力而产生锚固作用。该类锚杆的工作特点是能对围岩施加三向预应力;锚杆安装后能立即提供支护抗力，有利于及时控制围岩变形;锚杆处于挤压膨胀或呈现剪切位移的围岩条件以及承受爆破冲击作用等工作条件时，其锚固力均会随时间而增长。该类锚杆的缺点是钢管直接与岩层接触，耐久性较差，因而本条规定这两种摩擦型锚杆宜用于软弱破碎或塑性流变岩层且服务年限小于10年的地下工程支护或初期支护。缝管锚杆与水胀式锚杆在我国矿山软岩巷道支护中应用较广。此外由于水胀式锚杆杆体为中空注水状态下工作，有利于在高应力岩体的应力释放，因而在锦屏E级电站高应力岩体宜发生岩爆的隧道中用作初期支护，对于缓解岩爆发挥了积极作用。•169• 5.4材料5.4.1600MPa级高强、热处理钢筋是一种冲击吸收功高、强度高、延性好的钢筋。已用于我国山西璐安矿区漳村矿承受强烈采动影响的巷道锚杆支护，解决了锚杆杆体断裂破坏的难题，在采动影响的矿山巷道采场锚杆支护中，该型钢筋具有广阔的应用前景。5.5锚杆设计5.5.1、5.5.2岩石中的非预应力锚杆主要起加固作用，其参数设计主要由工程经验确定。5.5.6非预应力锚杆用于永久性工程杆体应保证浆体的保护层，增强其抗腐蚀能力。•170• 6喷射混凝土6.1一般规定6.1.4国内外大量的试验资料与工程应用表明，与喷射混凝土相比，喷射钢纤维混凝土具有一系列明显优越的力学特性，如高抗拉、抗弯强度、良好的韧性、抗冲击性和耐磨性。喷射钢纤维混凝土的韧性(即从试件开始加荷直至试件破坏所需的总功，常以试件的荷载一一挠度曲线与横坐标轴所包络的面积表示)，约比喷射氓凝土提高10倍~50倍，抗冲击能力约比喷射混凝土提高8倍~30倍。用于呈现明显塑性流变特征或高应力并易发生岩爆的隧洞、受采动影响、高速水流冲刷或矿石冲击磨损的隧洞、竖井等工程，具有良好的适应性。6.1.5喷射混凝土一般可分为湿拌法与干拌法两种。前者是混凝土中的全部水量基本上在海合料拌和时一次加入，后者在混合料拌和时仅混有骨料含水率所占的水量。湿拌法喷射的主要优点是喷射作业区粉尘少，混凝土均质性好，生产率高(当采用泵送型喷射机时)。其不足之处是喷射机械较笨重，转移设备麻烦，一般需有机械手配合。输料管距离较短，对一些难以进出的区域，喷射棍凝土使用量较少(需快速停止或启动喷射)的地方及在富含地下水的地层中喷射施工适应性差。干拌法喷射的主要优点有喷射机具体积小，轻便，转移方便，输料管长度远大于湿拌法喷射机械，可在狭小的地下空间实施喷射作业。其不足之处是如不加控制，则喷射作业区粉尘量大，混凝土质量过多地依赖于喷射手的技艺，易出现波动。当采取适当的控制措施，如混合料拌和时严格控制骨料含水率5%~6%，及对喷射人员实施考核准入制等，干拌法喷射的缺陷将会在很大程度上得以缓减。•171• 综合比较湿拌喷射法与干拌喷射法的优缺点，并根据不同类型工程的特点，与喷射作业区环境条件，本条对湿拌及干拌喷射混凝土的适应条件作了相应的规定。6.2原材料6.2.2干拌法喷射，将骨料含水率控制在恒定的5%~6%，对于减少喷射作业区的粉尘，保持稳定的水胶比，改善喷射混凝土的句质性有重要作用。6.2.5当今喷射混凝土中的胶凝材料已由单一的水泥转变为水泥与粉煤灰、硅粉、和矿渣粉等各种矿物掺和料。这样，一方面可大大减少混凝土中的水泥用量，符合低碳环保要求;另一方面，也可显著改善喷射混凝土的性能，如掺入粉煤灰可减少水泥水化热，有利于抑制混凝土早期开裂，掺入硅粉可提高混凝土的抗压强度与粘结强度，减少回弹量。但是，必须说明，只有采用符合本条规定的质量要求的矿物掺合料，才能获得性能良好的喷射混凝土。6.2.6试验研究与工程实践表明，采用抗拉强度不小于1000MPa、直径为O.4mm~O.8mm，长度为25mm~35mm的钢纤维配制而成的喷射钢纤维混凝土具有不易结团，掺量少，技术性能高等优点，明显地优于由抗拉强度为380MPa的钢纤维配制的喷射钢纤维混凝土。6.3设计I喷射混凝土设计6.3.1在岩土工程中，对结构性的喷射混凝土支护，要求其与锚杆一道具有一定的控制岩土体变形的能力，特别对塑性流变或自稳能力差的地层支护，喷射混凝土必须具有较高的早期强度，因而，本条作出ld龄期的喷射混凝土的抗压强度应不小于8.0MPao一般情况下，只要遵守本规范有关喷射混凝土的原材 料、配合比设计、混合物搅拌和喷射工艺等规定，所规定的喷射混凝土ld龄期强度指标是能够达到的。必要时可采用掺加硅粉、钢纤维等方法，进一步提高喷射混凝土ld龄期的强度法，以适应某些特殊地层的支护要求。6.3.3对需发挥结构作用的喷射混凝土支护而言，喷射棍凝土与岩层间紧密粘结，具有足以承受一定拉力和切向力的粘结强度，围岩一一喷层两者结合成一体，共同工作，充分发挥围岩的自承作用是十分重要的。因此，必须对喷层与岩石间的最小粘结强度值作出规定。应当指出，在1昆凝土配制中，采用足够的胶凝材料(注400kg/旷)和水泥C?300kg/m3)，较小的C<0.5)的水胶比，掺加硅粉等外掺料，喷射前认真喷洗岩面和喷射时保持喷嘴与受喷面相垂直，对提高喷层与岩石间的粘结强度具有明显作用。6.3.10一般来说，由于喷混凝土层中粘骨料较少，收缩较大，尤其是厚度小于50mm时，因回弹率高，粗骨料含量更少，也就更易出现收缩开裂。此外，喷层过薄也不足以抵抗岩块的移动，常出现局部开裂或剥落现象。因而，本条规定喷层厚度不应小于50mm。再者，根据喷锚支护的工作特点与作用原理，合理调动薄层喷射混凝土的"柔性"特征，容许围岩在不致出现松散条件下，塑性区有一定发展，可以减小喷层与岩石间的应力，有利于以较小的支护抗力维护地下工程的稳定。因此，本条同时规定，钢筋网喷射提凝土层厚度不宜大于250mm。此外，在田、町、V类及塑性流变围岩中的隧洞工程，一般均应采用喷锚联合支护，若要提高支护抗力，一味从外部加大喷层厚度是不可取的，它反而会引起岩层形变压力的增大，加大喷射温凝土层的负担。在这种情况下，控制围岩变形发展的最优选择，是调整系统锚杆参数(为加大密度等)或采用预加应力的锚杆，这些方法对维持岩块间的镶嵌咬合效应，增加岩块间抗剪能力，提高围岩的整体刚度，甚至可形成压应力岩石拱(环)，从而可进一步提高隧洞围岩的稳定性。•173• 6.3.15对于喷射混凝土棍合料配合比设计，本条规定所用的胶凝材料总量和砂率均高于普通浇筑混凝土，这主要考虑应获得较高粘结强度和较少回弹率的喷射混凝土。对于干拌法喷射棍凝土，水胶比主要依颇喷射手控制水胶比的大小，可从喷射后氓凝土表面状态加以判断。一般来说，当喷射混凝土表面出现流淌、滑移、拉裂时，表明水胶比太大;若喷射混凝土表面出现干斑、作业中粉尘大、回弹多，则表明水胶比太小;水胶比适宜时，混凝土表面平整，呈水亮光泽，粉尘和回弹均较少。经测定，适宜的水胶比值为O.4~O.50偏离这一范围，不仅降低喷射混凝土强度，也要增加四弹损失。6.4施工E喷射作业6.4.11喷射前，对受喷的岩面或己喷混凝土面层，预先用压力水湿润和清洗，防止"岩石一喷层"或"喷层一喷层"间水分为底层吸纳，保持水泥与水得以充分水化，可提升两者间的粘结作用和共同工作效应。喷嘴指向与受喷面保持垂直，喷嘴与受喷面的垂直距离保持1.0m左右，能使喷射作业有较高的冲击力，既有利于改善喷射棍凝土成品的致密性，抗压强度和粘结强度，也可明显减少回弹损失。在每个喷射?昆凝土作业区内，喷射顺序由下向上推进，可有效避免溅落于岩面或墙脚的回弹物混入新喷射的渴凝土内。6.4.12、6.4.13在炎热条件下，温法拌制的混合料停放较长时间，会出现水泥的初凝现象;干法拌制的混合料，常加入一定比例的速凝剂。如不及时喷射，水泥、速凝剂与骨料中的水分接触后，也易出现水泥"预水化"现象。在喷射时，已经初凝或预水化的水泥颗粒受到冲击力的扰动，影响骨料与水泥颗粒的紧密粘结，也不利于水泥水化的均匀发展，从而延缓凝结时间和降低强度。因此， 必须对从混合料拌制到喷射的最长间隔时间加以限制，以保证喷射混凝土的品质。6.4.15喷射混凝土由于其原材料组成中，砂率较高，胶凝材料用量较大，并通常加入速凝剂，因而其收缩变形比浇筑混凝土大。•175• 7隧道与地下工程锚喷支护7.1一般规定7.1.1隧道与地下工程支护设计方法有工程类比法、现场监控法和理论计算法等三种方法，这三种方法互相渗透、补充，其基本思想是根据现代支护的基本原理，要求地质勘测、设计、施工及监测密切配合，融为一体，进行"动态设计"。以围岩稳定性分级为基础的工程类比法是目前国内外隧洞与地下工程锚喷设计的主要方法。但在施工前的设计阶段，对围岩性态的认识往往是不全面或不透彻的，很难对围岩稳定性级别作出准确的判断，只有在隧道开挖后围岩特性被充分揭示，特别在喷锚支护施作后，围岩一一喷锚支护相互作用、共同工作的性能被监控量测的信息所揭露后，才能对锚喷支护的适应性、安全性以及是否需要对设计参数进行调整作出正确的判断，因此隧洞与地下工程锚喷支护设计必须采用工程类比与监控量测相结合的方法。目前理论分析的方法取得了长足进展，理论验算法已成为大型或复杂地下工程锚喷支护设计的一种重要辅助方法。由于岩体情况复杂，施工状况又受诸多条件影响，理论计算参数选择又有很强的综合性，很多情况下还不能作出准确的定量计算，还需与其他方法结合使用。对于复杂的大型地下洞室群还可进行地质力学模型试验，以验证其超载能力和破坏形态，因其试验费用较高，仅适用个别重要、复杂的地下洞室群工程。7.1.3围岩整体稳定性破坏是由大范围内岩体的地应力超过了围岩的强度所引起的。它的表现形式有弯裂、大范围拥塌、边墙岩块挤出、底部鼓起和横断面缩小等。围岩整体稳定性验算一般采•176• 用数值解法或解析解法。数值极限解法目前已在一些地区浅埋隧洞上修建的高层建筑安全评估中广泛采用，相关行业规范中也已列入，故本条款加入数值极限解法。局部性破坏多发生在受多组结构面切割的坚硬围岩的岩体中。破坏形态有围岩的开裂、错动、胡塌、滑移等。围岩局部块体稳定性验算，采用块体极限平衡方法，该方法既简单、实用，其受力明确、支护措施针对性强，效果好。7.1.4国内外震害资料表明，地下结构的震害比地表结构轻，地表加速度小于O.lg和地表速度小于20cm/s时，岩基中的隧洞基本上不发生震害;汶川地震震损调查结果也表明，地下洞室结构受地震的影响较小，抗震性能好。因此只对设计烈度为9度的地下结构或设计烈度为8度的1级地下结构，验算锚喷支护和国岩的抗震强度和稳定性;在地下结构的抗震计算中，基岩面下50m及其以下部位的设计地震加速度代表值，可取地面的50%，基岩面下不足50m处的设计地震加速度代表值，可按深度作线性插值。鉴于地下洞室进出口部位围岩是抗震薄弱部位，故对设计烈度大于7度较软弱的围岩的进出口部位，应验算其抗震稳定性。7.1.5本条规定主要针对地下洞室的特殊部位而言，体现了因地制宜、区别对待的支护设计原则，以确保支护设计安全可靠，经济合理。1洞室交叉口、洞口段、断面变化处、洞室轴线变化洞段等特殊部位，或应力比较集中，或多面临空易形成不稳定块体部位，应加强支护结构，以确保这些洞段的稳定性。2围岩较差洞段的支护向围岩较好洞段的延伸长度，应根据岩体构造、产状、地质条件差异程度和开挖跨度确定。对于与地下洞室交角较小较缓的软弱构造带，延伸长度要大些，而交角较大较陡时可适当减小。一般来说应延伸1.0m以上。7.1.6本条规定中列出的六种地层，地质条件十分复杂，均不属于本规范围岩分级中的正常类型。本规范表7.3.1-1隧洞与斜井 的锚喷支护类型和设计不适用于这六种特殊地层。一般认为针对这些特殊地层，宜采用锚喷支护与其他支护或加固方法相结合的复合形式，但到底如何复合，合理有效地确定复合支护体系的形式、参数、施作时机、施工工艺设计，至今仍缺少足够的成熟经验。因此必须通过事前试验或专项研究，才能确定锚喷支护及与其他支护加固方法相结合的复合支护设计，否则会加大锚喷支护工程的安全风险或造成重大的经济损失。7.2围岩分级7.2.1-7.2.3根据20多年来的隧道、地下工程锚喷支护设计施工的实践，普遍认为原国家标准《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GBJ86~85和GB50086一2001关于国岩分级的规定是合理可行的，故本次规范修订基本上保留了原规范有关围岩分级的内容。仅对影响围岩级别划分主要因素之一的围岩强度应力比作了某些修改和调整。根据锦屏I、H级等水电站，高应力岩体中隧洞洞室锚喷支护设计的经验教训，本规范规定I级围岩的强度应力比应>4,II级围岩的强度应力比应>2。同时还规定:当I、H级围岩强度应力比<4，田、凹级围岩强度应力比<2，宜适当降级。7.3一般条件下的锚喷支护设计I工程类比法设计7.3.1、7.3.2锚喷支护工程类比法设计适用于我国水利水电、公路、铁路、矿山、军工、市政、物资储存和城市交通等各类地下工程支护。本条就下列方面对原规范《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086二2001关于工程类比法设计锚喷支护的应用范围，锚喷类型参数作了调整和补充。(1)根据我国二滩、三峡、龙滩、拉西瓦、瀑布沟、小湾等水电站的地下厂房(洞室跨度>30m，高跨比均大于2.0)，采用锚喷支护的成功经验，将I、E、田级围岩按工程类比法设计的洞室跨度范围 由原规范的25m(I、H级围岩)、20m(皿级围岩)均扩大至35m。(2)近十年来，由于地下洞室开挖断面不断扩大，锚杆施工机具也有了很大发展，地下工程中系统锚杆长度均有所增大。对二滩、三峡、龙滩、澳洛渡、锦屏I级、小湾等数十个大中型水电地下工程的锚杆长度统计表明，大跨度地下洞室顶拱系统锚杆的长度→般为(0.25~0.30)B。当洞室高跨比(H/扔在O.8~1.2时，边墙系统锚杆的长度一般情况下与顶拱系统锚杆的长度相当。美国工程协会规定顶部系统锚杆的最小长度为0.25B，拱线以下部位锚杆长度宜为0.20H。为此，本规范表7.3.3-1和表7.3.2对系统锚杆长度均有所增大。表7.3.3-1中所列的>10m和>15m的长预应力锚杆主要用于H/B>2的大型洞室边墙部位，见表90(3)本规范表7.3.3-1规定，对>25m(1级围岩)、>20m(II、E级围岩)和>5m(凹、V级围岩)的隧道洞室(尤其是拱顶)支护应采用低预应力(张拉型〉锚杆和喷射钢纤维混凝土。这是因为低预应力锚杆是主动型锚杆，能在开挖后立即提供支护抗力，并改善围岩应力状态;喷射钢纤维棍凝土则能在岩石开挖后立即施作(免除敷设钢筋网工序)，且早期强度高，有利于阻止围岩的松动。衰9H/B>2.0大型洞室边墙铺杆{铺索)长度与边墙高度统计表洞室锚杆(索〉洞室跨度离跨比预应力工程名称围岩类别高度深度L/HB(m)H/B(kN)H(m)L(m)30.70/1500-二滩I、E65.382.1315/200.30625.501750I30.70/1500-I瀑布沟E、皿70.102.2815/200.28526.801750IE、皿30.30/龙滩74.602.46200.2682000局部lV28.50I、E31.5/1500-拉西瓦75.402.39200.265局部E30.002000•179• 续表9洞室锚杆(索)洞室跨度高跨比预应力工程名称国岩类别高度深度L/HB(m)H/B(kN)H(m)L(m)三峡E、皿87.3032.6/31.02.6725/300.34425001500~溪洛渡E、illl75.1031.9/28.42.3515/20O.26617502000~锦屏I级E、illl68.6328.9/25.22.3725/300.43725001750~向家坝E、皿87.6833.0/31.02.6530/40O.456200030.60/1000~小湾田、N78.002.5425/30O.38529.502500小浪底E、皿61.4426.202.35250.4071500注:1洞窒跨度栏数值分别为吊车梁以上和以下的开挖跨度。2H/B和L/H分别采用吊车梁以上开挖跨度B和较大的锚杆(索)深度L进行计算。7.3.3系统锚杆主要对围岩起整体加固作用。在岩面上，锚杆呈矩形或菱形布置，提供侧向较均匀支护抗力，有利于岩体中承载拱圈的形成。锚杆与岩体主结构面成较大角度布置，则能穿过更多的结构面，有利于提高结构面上的抗剪强度，使锚杆间的岩块相互咬合，以发挥锚杆对围岩的联锁加固作用。系统锚杆的间距，除受围岩稳定条件及锚杆长度制约外，在稳定性较差的岩体中，为使支护紧跟掘进工作面，锚杆的纵向间距还受掘进进尺度影响。所以，锚杆纵向间距的选定，还要与所采用的施工方法相适应。根据工程经验，为使一定深度的围岩形成承载拱，锚杆长度必须大于锚杆间距的两倍。因此，规定系统锚杆的间距不宜大于锚杆长度的1/2。但是，在目、V类围岩中，一般被节理分割的岩石块度较小，为防止锚杆间的岩块可能因咬合和联锁•180• 不良，而导致掉块或坠落。因此，还规定在凹、V类围岩中，锚杆间距不得大于1.25mo两洞之间的岩柱，采用对拉预应力锚杆，可达到更好的支护效果。E监控量测法7.3.4"围岩一-一锚喷支护"体系力学性态的监控量测是地下工程锚喷支护设计和施工满足工程安全可靠、经济合理要求所必须遵循的重要原则，是进行地下工程锚喷支护动态优化设计的基础。本条规定的现场监控量测选定原则与原规范《锚杆喷射混凝土支护技术规范))GB50086-2001保持一致，即跨度较大和围岩较差的地下工程，应进行现场监控量测，围岩好或特别好的跨度又很大的地下洞室，宜在局部地段进行量测。7.3.5监测资料可反映各种自然因素和人为因素对围岩变形的影响，通过对监测资料的分析，可评价围岩稳定状态的综合影响，了解水文地质、工程地质的变化趋势，检验工程地质结论，验证初步设计支护参数的合理性，是进一步优化设计和保证工程安全的重要依据。锚喷支护监控量测设计包括:选择与围岩地质条件、洞室开挖尺寸及施工方法相适应的监控项目，包括但不限于多点位移计、锚杆应力计(测力计)、测缝计、声波测试和外表观察等;合理地布置监测系统，科学的量测方法;监测信息的分析与整理，监控信息反馈和支护参数与施工方法的修正。7.3.6由业主委托有安全监测资质的单位实施现场监控量测工作，有利于客观、公正、准确地获取监测信息，以满足监控量测法设计的顺利实施。7.3.7地质和支护状况观察，周边位移和顶拱下沉是洞室必须量测的项目。洞室开挖后应立即进行围岩状况的观察和记录，支护完成后应进行喷层表面的观察和记录。7.3.8对于城市浅埋隧洞等地下工程，由于行车路面、重要建筑物等对地表下沉数值有严格的要求，因此，本条款规定必须进行地 表下沉的监控量测，并应及时进行信息反馈，以保证地面道路和建筑物的安全。7.3.10表7.3.10中的洞室周边允许位移相对值c%)控制标准适用于高跨比O.80~1.20、埋深不超过500m，且对皿、N和V级围岩中的洞室跨度分别不大于20、15、10m的地下工程。对于大跨度、高边墙地下工程或洞室群，应根据向洞内收敛位移、收敛比、收敛速率等指标进行综合分析评判和工程类比进行修正。图5为部分大型地下工程计算和实测周边位移相对值，其高跨比一般大于2.0，跨度大于20m。1.2(.计算值A实测值).71.0...10(法)剧唱灰白特能创想渭0.8!1MA6f4A11•0.6""313+.11尹r0.4"1510..•5.14-0.26_20""1719"".1"-12。生-一-一--"--。5101520253035主厂房(吊车梁以下)跨度(m)图5部分地下广房边墙计算位移相对值1溪洛渡左岸;2→溪洛渡右岸;3一瀑布沟;4锦屏I级;5长河坝汕大岗山;7←色尔吉;8大发;9仁宗海;10二滩;11小湾;12三峡;13一小浪底;14向家坝;15龙滩;16那那山;17→广州抽水蓄能;18→渔子溪一级;19大朝山;20拉西瓦从图7.3.10可以看出，部分大中型地下厂房计算和实测周边位移相对值为O.30%~0.80%。本规范规定，若超过稳定标准，应立即作出预报，采用补强措施或调整施工程序及支护参数。当出现变形速率加快时，应采取紧急加强措施，同时，应加密监测并及时提供观测成果。182 E理论验算法7.3.13隧洞与地下工程围岩稳定理论计算的各项基础资料和计算参数选择有很强的综合性，应收集的基础资料包括地形地貌资料、工程地质和水文地质资料、地应力实测资料、洞室布置和设计资料、初步拟定的开挖步序和支护方案、现场试验和实验室试验得到的岩体基本物理力学参数等。在地震烈度高于8度的地区，则需要抗震分析的地震资料。在缺乏试验条件的情况下，根据工程类比，可按经验确定相关的参数取值。上述资料应结合所采用的分析方法、适用条件、稳定评价指标和设计阶段深度要求进行必要的筛选、分析确定。科学、合理地确定锚喷岩体的工程地质力学模型和物理力学参数，对正确评价锚喷的支护作用与锚喷后地下工程的稳定性至关重要，必须高度重视。7.3.14由于计算机软硬件技术发展非常迅速，许多现实复杂的力学模型和边界条件都可以用计算机进行数值模拟计算。地下工程围岩稳定性数值分析法包括适用于连续介质的有限单元法(FEM)、边界单元法(BEM)、拉格郎日元法(FLAC)、无单元法(ElementFreeMethod)等;用于非连续介质的关键块体理论(KBT)、离散元法(DEM)、不连续变形分析法(DDA)，界面元法(lnterfaceStressElementMethod)，以及块体赤平解析法;可同时用于连续介质和非连续介质的数值流形法(NMM，NumericalManifoldMethod)。上述各种方法之间的藕合方法、基于逆向思维而提出的上述各种方法的反演分析(lnverseAnalysis)方法和与数学优化理论、人工智能、遗传算法相结合的反馈分析(FeedbackAnalysis)方法，目前也在地下洞室稳定分析中得到应用。国内用数值分析法进行地下工程围岩的整体稳定性验算，尤以有限元法和拉格朗日元法应用最为广泛，计算结果的稳定性也较好。•183• 需要强调的是对于地下工程围岩稳定和锚喷支护的任何理论分析方法都不能代替工程师的智慧和经验，有时甚至是直觉的判断。7.3.15由于围岩地质结构的复杂性，地应力、地下水、岩体力学参数的不确定性，因此，计算中不必过于追求高精度的模型和计算方法，而应选择能较好地反映地下工程的实际工作状态，简洁、实用的计算模型。锚喷支护条件下围岩整体稳定性验算，目前还缺乏合理有效的洞室围岩稳定分析及判别的方法，没有公认的量化安全指标，国内外尚无统一标准。围岩应力状态计算方法和力学模型也不统一，但岩土工程理论研究和工程实践经验较多地采用以弹塑性理论计算为依据，若只按弹性理论进行围岩稳定验算是不合理的，因为不让围岩进入塑性，违背了现代支护理论的基本原则，即无法充分发挥围岩的自承能力。事实表明，围岩出现一定范围的塑性区，只要不进入松散状态并不会失稳，反而有利于减小支护结构的负担，发挥围岩的自承能力。在实际工程计算中，一般根据岩体的地应力状态和岩性特征选择相适应的力学模型。N抵抗局部危岩的锚杆与喷射混凝土支护设计7.3.17-7.3.19局部块体失稳是受软弱结构面控制的，采用锚喷支护阻止不稳定岩块失稳，宜用极限平衡法进行局部稳定性验算。拱腰以上即洞室顶部不稳定块体侧向约束较弱，一般呈现塌落的形式失去稳定，因而计算时不计结构面上的C、φ值，按锚杆承担全部不稳定岩体重量考虑;由于洞室顶部不稳定块体的不确定性及危害程度更大，危岩的局部稳定安全系数K宜按上限选取。拱腰以下及边墙部位的不稳定块体，一般受底滑面和侧滑面约束，需考虑滑动面上的蒙古结力和摩擦力作用，计算时，可按锚杆力、秸结力和摩擦力共同作用承担不稳定岩体的滑动力考虑。•184• 7.4特殊条件下的锚喷支护设计I浅埋土质隧道的锚喷支护设计7.4.1、7.4.2浅埋土质隧道的埋深一般小于4倍~6倍隧道开挖宽度，常为2倍隧道开挖宽度。浅埋土层一般地质松软，难以发挥锚杆的加固作用，可不予采用，应采用有格栅拱架的配筋喷射泪凝土支护。E塑性流变岩体中隧洞锚喷支护设计7.4.6隧洞断面形状要尽量做到与国岩压力分布相适应，塑性流变岩体一般是四周来压或有很大的水平压力。因此，在这类围岩中的隧洞断面宜采用圆形、椭圆形或马蹄形等断面形状。采用圆滑曲线的断面轮廓，可以减小应力集中引起的围岩破坏和增强喷层的结构作用。在塑性流变岩体中开挖隧洞，→条基本原则是不使围岩发生有害松散的前提下，容许围岩产生较大的变形，以减小支护抗力，使喷锚支护达到经济合理，安全可靠。因此，在隧洞的设计中，断面尺寸应预留允许的周边收敛量。7.4.7塑性流变岩体的主要特点是在隧洞开挖后，围岩变形量大，延续时间长。在这种情况下，正如"围岩一支护"相互作用原理(图的所示的那样，若采用一次完成的刚性大的永久支护，对围岩过早地施加过强的约束力，会导致支护结构承受较大的荷载，甚至常出现破坏。通过塑性流变岩体的隧洞，一般应分两期支护，即初期支护与后期支护。初期支护的作用是及时提供支护抗力保护和加固围岩，使国岩不致发生松散破坏，同时，又允许围岩的塑性变形有一定发展，使围岩应力得以释放，以充分发挥围岩的自支承作用。后期支护的作用是保持隧洞的长期稳定性，并满足工程使用要求。•185• ab。。马叫2位移、e图6岩石特性曲线与支护特性曲线相互作用图a→原始地应力;b岩石特性曲线;C岩石拱形成叫一岩石拱破坏;e支护特性曲线;f支护承受部分;g岩石拱承受部分;1太刚;2适宜;3太晚;4太柔显然，在塑性流变岩体的隧道中，采用薄层喷射氓凝土加柔性较好的锚杆做初期支护，是较为理想的。但也必须指出，塑性流变岩体有明显的时间效益。如图7所示，在不同的时间阶段，岩体的应力→位移曲线是不同的。比较柔性的锚喷支护在t)、t2时，支护特"性曲线与岩体特性曲线相交，说明两者能取得平衡。这时，支护结构承受较小的荷载，但却引起大的位移。当超过马时，两者特性曲线不得相交，并出现过度的支护变形，易使围岩松散。因而，必须适时地提高支护抗力，使支护特性曲线在马时，与围岩特性曲线相交，以保证隧洞的长期稳定性。变形图7不同时间阶段围岩特性曲线与支护特性曲线的适应性s一初期支护的特性曲线;C后期支护的特性曲线;PS支护结构的抗力•186• 在塑性流变岩体中开挖隧洞，由于岩体潜在应力的释放或岩体吸水膨胀，沿四周逐渐向隧洞内挤出。支护结构在一定程度上抑制了岩体的挤压膨胀，但如底部没有约束，围岩裸露，必然形成膨胀和应力释放的集中部位，产生底鼓。如底鼓不加控制，任其发展，常常造成隧洞墙脚内移和支护结构的严重破坏，这在实际工程中是屡见不鲜的。因而，必须设置抑拱，形成全封闭环，以提高支护系统的整体抗力。塑性流变岩体中的隧洞采用锚喷支护，应及时进行"围岩一一支护"体系的受力与变形监测，了解不同时间阶段内围岩与支护的变形特性，根据现场监测数据的变化趋向，适时地调整支护抗力。直至水平收敛速度及拱顶或底板垂直位移速度明显下降，连续5天内隧洞周边水平收敛速度小于O.2mm/d拱顶或底板垂直位移速度小于O.lmm/d方可进行后期支护。E水工隧洞锚喷支护设计7.4.8在水工隧洞的设计中，为充分利用围岩的承载能力和防渗能力，以减少投资，国内外的经验是尽可能采用不衬砌及锚喷隧洞。例如我国广西天湖水电站引水隧洞的最大内水压力6.17MPa，采用锚喷支护隧洞，运行情况良好;国外也有10MPa左右的有压隧涧采用锚喷支护的工程实例。在I、H、田类围岩中，已有许多工程采用锚喷作为永久支护，这些工程运行情况良好。水工隧洞不同于其他交通隧洞，其长期处于水的作用下工作，有的甚至在较高水压力中工作，要承受较大的内、外水压力、围岩压力等，锚喷支护除必须满足围岩稳定要求外，还须满足防渗、抗冲刷和环境保护等要求，渗漏水量损失也是一项重要的控制指标。目前锚喷支护作为最终永久支护时，仅限制在皿级或以上的围岩中应用。对于N、V级围岩，由于岩体完整性差，结构破碎或岩质软弱，承载能力低，围岩的"流变特征"常较为明显。为确保隧洞结构的 长期稳定和安全运行，仍宜采用初期锚喷支护和后期钢筋混凝土衬砌相结合的复合支护;另外，长期大面积涌水洞段、有腐蚀性及膨胀性地层的洞段和有特殊要求的洞段，也不宜采用锚喷支护作为最终的永久性支护。国内个别水工隧洞因各种原因，甚至在有衬砌的情况下，出现了严重的内水外渗，导致隧洞外侧山体发生渗漏破坏和河道堵塞，损失巨大，环境影响严重。因此，对锚喷支护的水工隧洞，必须高度重视防渗设计和施工质量。7.4.10外水压力是水工隧洞的主要荷载之一，锚喷支护也不例外。据xxx一级电站xx镇电站试验资料，当外水压力为1.4MPa~1.6MPa时，喷层局部剥落，一般呈现粘结破坏。所以当隧洞外水压力较高或隧洞使用中放空时，应复核其稳定性。平衡外水压力的主要抗力应为喷混凝土与岩面的蒙古结力。而非预应力的系统锚杆所提供的抗力，当未采用挂网时，锚杆所提供的抗力几乎可以不计;当采用挂网锚喷时，若锚杆与挂网钢筋具有可靠连接，可计入一定(0.3倍~o.5倍锚杆设计抗拉力)的锚杆抗力。喷1昆凝土支护与围岩是互相紧密结合的两种不同的透水介质，在地下水位变幅较小、补水排水条件基本稳定的情况下，将形成稳定的渗流场。这种作用在支护上的外水荷载是一种场力。由于围岩的非均质性和各向异性性，其渗流场或外水压力值的准确确定是一件十分困难的事情。对于一般工程，常采用地下水位线以下的水柱高乘以相应的折减系数的方法估算(表10)。一般工程的地下水位均较低，隧洞放空时的外水压力是内水外渗后并存蓄在围岩中的水产生的。对于此种情况，采用控制隧洞放空速率及间歇式放空措施，对降低外水压力的作用是十分显著的。•188• 表10隧洞外水压力折减系数地下水活动分级地下水活动情况折减系数l无。2微弱。~O.253显著O.25~O.54强烈O.5~O.755剧烈O.75~l.OO7.4.11采用混凝土衬砌的水工隧洞常有一个"最优洞径"或"经济洞径"的概念，即隧洞直径常通过经济比较(普通公用引水洞),动能、经济比较(电站引水洞)或技术经济比较(特大、特小隧洞)确定。而锚喷隧洞的糙率及水头损失与混凝土衬砌隧洞的糙率及水头损失差别甚大，若采用与混凝土衬砌相同的过水断面即所谓"等过水断面"(等流速)的设计是十分不经济合理的。故本规范推荐采用水电行业中的"等水头损失"的设计原则。锚喷隧洞的糙率系数n值与隧洞洞壁起伏差和底板铺设情况关系较大，以往的经验公式不够使捷，本规范推荐的糙率系数经验值(表7.4.11)，是通过相关工程实例资料验证的，其精度能够满足普通的水力计算及动能计算的要求。从工程效率考虑，设计要求喷层平均起伏差不应超过O.15m~O.20m。7.4.12锚喷支护的电站引水隧洞和尾水隧洞的水流流速均不高，一般为2m/s~4m/s，只在泄洪隧洞和导流隧洞采用较高流·速。例如，星星哨水库泄洪洞的流速为7m/s，丰满电站2号泄洪洞的流速达13.5m/s，墨西哥奇森水电站两泄洪洞的流速为12m/s，运行情况均较正常。一般来说，围岩条件好，允许流速可适当提高，但不宜超过12m/s，否则，有可能发生冲刷破坏或空蚀破坏。国内外也有在12m/s左右的流速发生锚喷支护破坏的实例，其破坏一般发生在地质条件较差的洞段。在泄洪隧洞和导流隧洞中，可根据围岩条189• 件选择锚喷支护的允许流速。对于地质条件较差、而流速又较高、还要采用锚喷支护作为最终永久支护的隧洞洞段，必须采取可靠的结构措施增强支护与围岩的整体性。有关防空蚀破坏和冲刷破坏，随着近年来施工机械、施工方法和建筑材料的进步，使锚喷支护隧洞的起伏差、糙率、不平整度都有明显的改善，喷1昆凝土的粘结强度也有明显的提高，相应提高了隧洞的防空蚀破坏和冲刷破坏能力。N受采动影响的巷道锚喷支护设计7.4.14受采动影响的巷道是指地下矿山开采中受采矿工作面开采(采场爆破)、采空区及放顶等影响的巷道。对煤矿来说，包括采煤工作面回采巷道(顺槽、开切眼、回撤通道及联络巷等)，受采动影响的采区上下山与集中巷，及受采动影响的大巷与洞室等。7.4.15受采动影响巷道的支护型式与参数主要根据受采动影响程度、围岩地质与生产条件确定。受采动影响巷道承受不断变化的采动力作用，最大采动应力→般高出原始应力数倍，导致围岩应力集中严重、变形增大。因此，支护形式应以预应力锚杆为主，既能有效控制围岩离层、结构面滑动、裂隙张开等有害变形，又具有一定的延伸率，允许围岩有一定的持续变形，使高应力得以释放。根据巷道条件，可选择采用锚杆支护、锚杆金属网支护、锚杆一钢带支护、锚杆一钢带(梁)一金属网支护等支护形式。受采动影响巷道的使用条件有很大区别。对于服务年限很短(2年以内)，且围岩受风化影响小的回采巷道，一般只采用锚杆支护，元须喷射混凝土支护;对于围岩受风化影响严重的巷道，及服务时间长的采区上下山、集中巷，大巷与洞室等，应采用锚喷支护;对于服务时间长、围岩变形大的巷道，宜采用韧性较大的钢纤维喷射混凝土支护。对于受强烈采动影响、围岩破碎的大变形巷道，单独采用锚杆、锚喷支护不能有效控制围岩变形，保证巷道安全。在这种条件下，可将锚固与注浆有机结合，通过注浆充填围岩内的裂隙，将破 碎围岩固结起来，改善围岩力学性质，提高围岩整体强度;也可将锚杆、锚喷支护与金属支架联合使用，采用U型钢可缩性支架支护巷道。为全面了解受采动影响巷道围岩一十一支护体系的受力与变形状况，应及时进行采动应力、围岩变形、锚喷支护受力与变形的监测。根据监测数据评价巷道支护效果与安全程度，必要时，应调整锚喷支护形式与参数。7.5施工7.5.3钻爆法开挖洞室采用光面爆破和预裂爆破等控制爆破技术，既有利于保证开挖面质量，减少超挖和欠挖，又可最大限度地减轻开挖爆破对围岩及其周围建筑物的影响。当采用光面爆破和预裂爆破施工时，必须编制爆破设计，按爆破图表和说明书严格施工，并根据爆破效果及时修正有关参数。爆破质量可参照下列要求控制:(1)在开挖轮廓面上的炮孔布设要均匀;(2)残留眼痕率:硬岩不应小于80%.中硬岩不应小于50%;软岩中不应小子20%.且洞室周边成型应符合设计轮廓;(3)相邻两孔间的岩面平整，孔壁不应有明显的爆震裂缝;(4)相邻两炮孔间的台阶或预裂爆破孔的最大外斜值，应小于10cm;(5)预裂爆破后必须形成贯穿连续性的裂缝，预裂缝宽度应不小于0.5cm。7.5.4不良工程地质是指岩体松散、软弱破碎、断裂、膨胀、岩洛、多水、偏压、高应力地区等。对不良工程地质地段，首先应做好地质预报，查清岩性、地质构造、岩体物理力学性能、岩体风化程度、岩溶发育程度及分布状况，地应力状况等地质条件，以判明围岩稳定性，切忌盲目冒进，造成现塌事故。(1)地下洞室工程穿越软弱岩体时，采用超前支护的关键是在•191• 于围岩注浆加固效果和开挖进尺的控制以及初期支护跟进是否及时。通过注浆加固围岩以提高其自身的承载能力，结合严格控制开挖进尺(短进尺)，采取弱爆破尽可能减少对围岩的扰动，并及时实施强支护、早封闭抑制松动圈的形成等组合支护措施，通常是可以阻止地质病害的发生的。发生塌方时，施工单位应会同监理单位、设计单位及时查明塌方原因及其规模、规律，提出措施迅速处理，防止塌方的延伸和扩大。塌方段施工，应遵循以下原则:1)塌落物未将洞室堵塞时，应先支护顶部，再清除石渣。2)塌落物将洞室堵塞时，宜采用管棚、管棚加注浆或预注浆等方法加固，然后按边开挖边支护边衬砌的方法施工。3)冒顶塌方时，应先将地表陷落洞穴撑固或用不透水土壤穷填紧密，陷穴四周应做好排水设施，防止继续胡塌，塌落物宜采用花管灌浆固结，其开挖方法应进行专项设计。(2)有地下水活动时，宜先治水后治塌。(3)岩爆问题是高应力地区洞室开挖中常出现的问题。二滩、锦屏、拉西瓦、映秀湾、渔子溪、天生桥二级、太平驿等电站的洞室开挖时均出现了规模不同的岩爆。在高应力地区开挖洞室，可采用下列措施:1)采用光面爆破，使开挖成型好，改善周边应力集中状况;2)超前钻孔，超前导坑，分部开挖，逐步卸荷;3)钻孔高压注水;的开挖面清除浮石，喷雾洒水;5)及时进行锚杆与配筋喷射混凝土支护，设防护网;6)设备加防护措施。•192• 8边坡锚固8.1一般规定8.1.1自然界的岩土体是十分复杂的地质体，边坡开挖前的勘探不可能完全准确地揭示其地质特征;此外，在边坡开挖锚固过程中，人为因素和自然因素对边坡的扰动也是不可避免的。因此，在边坡锚固全过程贯彻动态设计的理念是完全必要的，这是岩土工程的一条基本原则。8.1.3治"坡"先治水，完善的防、排水措施，对提高挖方边坡的稳定性设计尤为重要，这是因为:①可降低地下水位，减小滑面的孔隙水压力，增大滑面的有效应力，从而可有效地提高边坡的抗滑能力;②阻止雨水的冲刷和人渗，有利于保持滑面的固有力学强度，防止坡体及锚固结构外露部分遭受冲刷破坏，并提高岩土锚固体系的耐久性;③工程实践表明，边坡的失稳大多是由于无及时施作或缺乏完善的防排水系统导致雨水侵蚀引起的;④对锚杆有腐蚀作用的物质一般以离子形式存在于地下水中，采用完善的截、防水系统，降低边坡地下水位可提高锚固系统的耐久性，减少边坡积水对锚头的冲刷破坏。对于地下水位较高的边坡，若在锚杆施工前采取预降水措施，可保证锚杆灌浆的密实度，同样可增加锚杆的耐久性。8.1.4对于岩土边坡，开挖后及时锚固，有利于保护潜在滑裂面的固有强度及充分利用边坡自稳能力，提高边坡的安全度。对土质边坡，开挖后暴露过久，极易遭受冲刷破坏。8.2边坡锚固设计8.2.1极限平衡法是边坡稳定计算常用的方法，也是工程界普遍•193• 认为是一种更为成熟的方法，因此，本规范将极限平衡法规定为基本计算方法。对于破坏机制复杂的边坡，难以采用传统方法计算，目前国外和国内水利水电部门已广泛采用数值极限分析方法。数值极限分析方法与传统极限平衡分析方法求解原理相同，只是求解方法不同，两种方法得到的计算结果是一致的。因此，对重要或复杂的边坡宜同时采用极限平衡法与数值极限分析法进行分析。8.2.2对可能产生圄弧滑动的锚固边坡，一般均采用垂直条分法计算，本规范推荐简化毕肖普法、摩根斯坦一一普赖斯法等能同时满足力和力矩平衡条件的条分法。这类计算方法，计算精度高，已得到国内外公认。瑞典法计算简单，曾广为采用，在孔隙水压力较高和圆弧中心角较大时采用此法可能引起大的误差，但在垂直开挖高度小于30m，滑面上不存在软弱夹层条件下，还是可以采用的。对可能产生折线滑动的锚固边坡，本规范推荐传递系数隐式解法、摩根斯坦普赖斯法或萨玛法计算。传递系数法以往在国内应用普遍，特别是采用传递系数隐式解法且两滑面间夹角不大，用该法计算也有相当高的精度。摩根斯坦普赖斯法是一种严格的条分法，计算精度很高，也是国外和国内水利、水电系统推荐采用的方法。8.2.3关于确定锚固边坡安全系数的计算公式中，预应力锚杆作用于边坡的切向分力~Tdi•cosC8+卢)，本条是将其放入分母项内的，即作为减小的下滑力处理的，其理由是:该切向分力是锚杆预应力所产生的一个分量，是主动地通过预张拉锁定方式而无须依赖边坡岩土体发生位移来实现的。它并不随岩土体滑面的抗剪强度的变化而变化，是一个基本确定的力。该确定的力是有严格的锚杆验收试验得以保证的。这样处理，不会影响锚固边坡工程的安全性。预应力锚杆作用于边坡的力，是一种主动的支护抗力，它既能有效地利用深部稳•194• 定岩土体的抗剪强度承受结构物的拉应力，又能有效地加固开挖后的岩土体;它能在开挖后迅速安设，及时抑制开挖引起的地层扰动和变形，改善地层的应力状态，提高地层软弱结构面和潜在滑移面的抗剪强度。总体来说，与传统的被动的支挡结构相比，采用预应力锚固的边坡是更为安全的。在国外，岩土工程界的许多著名学者及有关岩土锚杆规范是主张将锚杆预应力的切向分量作为减小的下滑力考虑的。如英国著名岩土锚固工程专家T.汉纳教授《岩土边坡工程》一书作者E.hoke&J.WBray以及国际岩土工程丛书之一((AnchoringinRockandSoil))的作者L.Hobst和J.zajie均认为应将预应力锚杆作用于边坡上的锚固力的切向分量放在计算边坡的稳定安全系数公式的分母项内。1989年颁发的英国岩土锚固规范BS8081中，对采用极限平衡法计算锚固边坡的安全系数时，也是将预应力锚杆作用于滑面上的锚固力的切向分量置于分母项上的。8.2.5本规范表8.2.5根据不同的边坡安全等级和边坡工况规定的锚固边坡稳定安全系数基本上包容了国内相关标准所规定的岩土边坡的稳定安全系数。由于主要采用预应力锚杆锚固边坡，能主动地提供支护抗力，改善边坡岩土体应力状态，提高边坡结构面和潜移面的抗剪强度，能最大限度地缩短开挖面的裸露时间和缩小开挖面的裸露面积，有利于抑制边坡岩土体松动变形的发展。与其他传统的被动的支挡结构相比，锚固后边坡的稳定性可显著提高，因此本规范规定的锚固边坡的稳定安全系数是偏于安全的。8.2.6岩体结构面抗剪强度参数包括fCtanψ)和C，它们取决于结构面两侧岩石强度、起伏差、粗糙度以及充填物性状(矿物成分、颗粒成分、含水状态等)，目前多根据现场直接抗剪试验，工程类比及反算分析等相结合方法综合分析确定。8.2.7对具备放坡条件的边坡采用多级台阶放坡开挖，不仅有利于边坡的稳定，也有利于坡体的排水、安全监测和维护管理，此外•195• 也为边坡开挖后紧随的锚固作业提供了方便条件。8.2.9对不同性状的地层选择适宜的传力结构形式与尺寸，其目的是能将锚固力均匀地作用边坡坡体，并能满足在持续的恒定的锚固力作用下，不致出现传力结构的破损及地层的明显变形。传力结构应与坡面结合紧密，在传力结构上方与坡面结合处，应设置顺畅的防排水设施，严防雨水积聚导致传力结构底部出现掏空现象。设置预制式传力结构可最大限度地缩小开挖面的裸露面积与裸露时间，有利于保护开控后岩土体的固有强度和自稳能力，增强边坡的整体稳定性，并可显著缩短边坡的建设周期。8.2.10本条推荐的锚固间距是根据工程经验确定的，在此情况下基本上可以忽略群锚效应的影响。当因边坡安全需要布置较密的预应力锚杆时，应根据试验测算群锚效应，以确保总的锚固力满足边坡稳定的要求。对于滑动型破坏的边坡，本条建议的锚杆安设角度是一种较理想化的角度，受施工条件限制，往往难以完全满足这一要求。在计算锚固边坡稳定性时，应取实际的锚杆安装角度。8.2.11采用预应力锚杆背拉排桩支护结构时，可按本规范第9章有关条款规定设计计算。8.3边坡浅层加固与面层防护8.3.1-8.3.4边坡浅表层常存在不利的层理、片理、节理、裂隙和断层等结构面，组成分布较普遍的不稳定块体和模形体，另发生局部浅表层的塌滑，应对浅表层进行加固，加固措施一般采用非预应力的全长粘结型锚杆和喷射棍凝土支护。锚喷支护的作用主要是增加浅表层岩体的整体性、维护和提高岩块间的镶嵌、咬合效应，阻止局部岩块滑落，防止坡面受雨水冲刷和入渗，以维护边坡浅表层岩土体的稳定性。用于表层防护的非预应力锚杆一般不参与边坡整体稳定性计算。•196• 8.4边坡锚固工程施工E近坡爆破施工8.4.4新开挖边坡，坡顶或分级开挖的马道口一般是开挖卸荷较严重的区域，受爆破的影响，易与临空面构成小的危石，产生局部塌滑;坡脚一般是应力集中部位，也易出现压裂或膨胀破坏。因此，坡顶和坡底分别采用系统锚杆锁口和固脚是十分必要的。8.4.5岩石边坡开挖采用预裂爆破、光面爆破等控制爆破方法，可显著减小爆破震动对岩体的扰动与破坏，有利于保持岩体的自稳能力，并可大大改善坡面的平整度，有利于坡面喷射混凝土防护。E出坡锚杆施工8.4.9锚杆钻进过程遇到地质缺陷应做好预固结灌浆处理后再行扫孔。地质缺陷不处理可能引起插杆困难也会造成灌浆料大量流失或灌浆不密实，进而显著影响锚杆的抗拔承载力和耐久性。国内通常的做法是在预灌浆和扫孔后进行简易压水检查。若在O.lMPa压力下，全孔段透水率不大于5Lu，则为合格，否侧，应重新灌浆处理。•197• 9基坑锚固9.1一般规定9.1.5本规范对基坑安全等级的规定可按本规范4.6.11条的规定划分。具体而言，基坑周边受开挖影响的范围内存在既有建(构)筑物、重要的道路或地下管线时，或场地的地质条件复杂、缺少同类地质条件下的类似工程经验时，支护结构破坏、基坑失稳或变形过大对人的生命、经济损失、社会或环境影响很大，安全等级定为一级。当支护结构破坏、基坑失稳或变形过大不会危及人的生命、经济损失、社会或环境影响不大时，安全等级可定为三级。其他情况，安全等级宜定为二级。9.1.6不同地区、不同行业对变形允许值的要求有所不同，故建议参照相关规范及当地经验值确定。当无经验时，可按以下原则确定变形允许值，一是场地周围邻近建(构)筑物及管线对变形的要求，二是场地支护桩范围内的地层情况。9.1.7在施工过程中进行监测，并据监测结果对设计进行必要的调整，这是各类岩土工程施工均需遵循的原则，对于风险较大的基坑工程更需如此。因为锚杆及土钉是从上到下逐层开挖并施作，所以更便于通过监测结果在施工过程中修改设计。9.2锚拉桩(墙)支护设计9.2.1锚拉桩(墙)结构的设计计算主要包含嵌固深度、锚杆拉力、桩(墙)的弯矩、剪力以及基坑周边的地层变形等。嵌固深度一般是采用经典理论的抗倾覆平衡公式计算，常采用的是浅埋方式的静力平衡公式和深埋方式的等值梁法公式计算。浅埋方式求得的嵌固深度是唯一的，嵌固深度值为最小而上部的锚杆拉力则为 最大。与浅埋对应的悬臂方式求得的嵌固深度值为最大(也是唯一解)，上部锚杆拉力为零，但桩(墙)内弯矩值则为最大。浅埋与悬臂之间的均为深埋方式，故按深埋方式求得的嵌国深度有多解，任何一个大于由浅埋方式求出的嵌固深度、小于由悬臂方式求出的嵌固深度都可以作为深埋方式的嵌固深度解，每一嵌固深度对应一组锚杆拉力和桩(墙)内力。因此采用深埋方式计算桩(墙)锚拉结构可以进行多种优化组合设计，而不必拘泥于等值梁法的一组解。锚杆拉力和桩(墙)内力可用经典理论计算也可用弹性理论计算，有时两种计算结构差别较大，采用较大值比较安全但有时偏于保守。有经验的设计者可折中选用。经典法不能计算变形，所以有变形控制要求的一、二级基坑应采用弹性法计算。嵌固深度求出后还应进行以下几方面的验算:(1)当基坑底为软土时，应验算坑底土涌起的稳定性;(2)当上部为不透水层，基坑底以下某深度处有承压水层或上部为透水层，基坑设置了止(隔)水帷幕时，应验算渗流稳定;(3)当基坑面以下为疏松砂土层，且又作用着向上的渗透水压时，应验算基坑底的管(突)涌稳定性;(4)验算桩(墙)锚拉结构的整体稳定性;(5)如采用可拆芯式锚拉结构，应进行拆锚阶段的桩(墙)身强度和变形验算。若上述验算的安全度不能满足要求，则应增大嵌固深度，直至满足安全要求为止，并根据最终的嵌固深度值重新进行结构内力计算。设计者可按上述方法按国家现行有关规范(程)进行计算设计。9.2.2锚杆刚度系数宜由锚杆基本试验确定。设计时，若没有试验资料，锚杆刚度系数可按本规范(9.2.2-1)式计算。对于拉力型 锚杆，锚杆非档结长度的弹性变形计算值可按本规范9.2.2条规定取1/3锚固段长度与自由段长度之和计算拉力型锚杆的刚度系数;对于荷载分散型锚杆，因各单元锚杆长度不一，锁定前应按本规范4.7.14条进行张拉，取上端的单元锚杆的非粘结长度计算锚杆的刚度系数。9.2.4支护结构的内力包括桩(墙)弯矩、剪力、轴力以及锚杆的拉力等。因基坑工程为临时工程，正常施工条件下最长使用期限一般不会超过两年，故基本组合综合分项系数取1.25，本规范将内力标准值乘以综合分项系数定义为内力设计值。9.2.7锚杆的自由段是锚杆杆体不受注浆体约束、可自由伸长的部分，也就是杆体用套管与锚固体隔离的部分。锚杆的非锚固段指的是滑动面以内的部分，也就是锚杆不参与提供锚固力的部分。拉力型锚杆的非锚固段与自由段是等同的，而压力型锚杆的非锚固段与锚杆自由段区别很大。严格来讲，由公式(9.2.7)计算出的lf是锚杆的非锚固段，锚杆总长等于非锚固段长度与锚固段长度之和。因普通的张拉锁定工艺为限位板锁定，在锁定过程中预应力筋必定有一定的回锁量，其量值约为3mm~5mm。回缩量占张拉锁定锚筋总的弹性伸长量的比例越大，预应力损失就越大，为减少预应力损失，锚杆自由段长度不能太短。所以，对于拉力型锚杆，按公式(9.2.7)计算出的lf还应满足本规范4.6.16条的要求，不应小于5.0m，而对于压力型锚杆则可不受此限制。9.2.8本规范桩(墙)锚拉支护结构整体稳定性验算公式(9.2.肘，在普通瑞典条分法边坡稳定性计算公式的基础上，补充了锚杆拉力和地下水压力的作用。其中锚杆拉力在圆弧滑动面上产生的切向抗滑力一项，与本规范附录F.O.1式一样，是作为减小的下滑力处理的，即将其放在基坑稳定性安全系数计算公式的分母项中，其理由可参见本规范条文说明8.2.3条。9.2.14腰梁是锚杆与挡土结构之间的传力构件，钢筋混凝土腰 梁一般是整体现挠，梁的长度较长，应按连续梁设计。组合型钢腰梁多为现场安装拼接，宜按简支梁设计，若每节之间能按型钢截面等强焊接，则可按连续梁设计。9.3土钉墙支护设计9.3.2土钉墙支护形式除普通土钉墙支护外，还考虑了土钉墙与预应力锚杆、超前微型桩或水泥搅拌桩(墙)相结合的复合支护，以及上部为土钉墙或土钉墙与预应力锚杆复合支护、下部为桩(墙)锚的联合支护。预应力锚杆同土钉相比，具有较强的锚固作用，能更好控制地层变形。超前微型桩在开挖前沿坑边设置，对于自立性较差的松散土层或直立边坡可起到超前支护作用，避免土钉施工过程中的边坡局部失稳和胡塌，并在开挖过程中起到控制基坑变形的作用。故对深度较大或周边环境对变形限制较为严格的基坑，建议增设预应力锚杆或超前微型桩与土钉相结合形成复合土钉支护。在高水位、软土地层中，即使一次开挖深度仅相当于一般土钉支护的排距，在开挖过程中也会发生较大的变形。对这种地层，建议在开挖前先沿拟开挖基坑的边沿施作水泥搅拌桩，相邻桩与桩相割，形成连续的水泥搅拌墙。之后再逐层开挖，并施作土钉，形成水泥搅拌墙与土钉相结合的复合支护。这里的水泥搅拌墙，具有超前支护的作用，同时又有止水帷幕的作用。但是，无论土钉墙还是复合土钉墙支护，同桩(墙)锚(撑)支护相比，仍属于柔性支护。因此，对变形限制很严格或深度很大的基坑不应采用。本条文根据近年来的工程经验及教训做出了相应的规定。9.3.3土钉和锚杆对水的作用甚为敏感。坑深范围内地层中地下水的存在，除增加支护体系所受荷载之外，还会显著降低土与土钉或锚杆锚固段间的摩阻力，从而大幅度降低支护体系的安全性。土钉墙支护中的喷射混凝土面层，其止水效果一般较差。当面层后面土体中水量较大时，会发生渗漏，影响施工，且水的渗流还因其对土体的渗透力而降低坑壁的稳定性。基于这些考虑，当坑深•201• 范围内有地下水时，应将水位降低至基底以下。9.3.4计算分析及工程经验均表明，对基坑坑璧稍许放坡会有很好的效果。因此，在场地条件许可的情况下宜适当放坡，这也是土钉墙支护同桩锚支护相比一个突出的优点。9.3.5土钉墙支护机理的一个重要方面是它对土体的加固作用，这种作用的实现显然需要一定的土钉密度，因此土钉的间距不可过大。土质越差，土钉的问距应越小。为便于保证钉孔注浆的质量，一般要求钻孔向下倾斜」定的角度。并且由于较深处的土具有较高的强度，这也有利于提高土钉的抗拉拔力。9.3.6目前施作土钉的方法有两种，对于成孔稳定性尚可的地层，尽量采用凿孔法施工，凿孔可以是人工(较浅孔)和机械两种，直径80mm~120mm，有条件时干出土。泥浆出土时，泥浆注入、吸出都应缓慢进行，速度过快容易引起孔壁胡塌。注浆过程应由孔底开始，有一定纯水泥浆溢出时停止。为了提高浆液的握裹力，宜进行二次压力注浆。9.3.7对于不能维持孔壁稳定的地层，如淤泥质地层等，一般采用直接击人式土钉。采用击人钢管时，被击人的钢管既是土钉又是注浆通道。击入前设置出浆孔，并用倒刺保护，注浆量为30kg/m~50kg/m水泥用量所配制的浆液。需要指出的是:浅层土钉注浆量较多，深部土钉注浆量较少，上文所说每延米注浆的水泥用量为平均值。另外，注浆量多少还与地层分布及土钉间距等有关。9.3.9进行土钉或复合土钉支护的设计时，对整体稳定、土钉及锚杆本身的强度、锚固段长度等均应进行验算，而支护面层的强度等一般可依据以往工程经验来确定。对于支护体系的变形，目前尚无较为简便而可靠的计算方法，所以一般依据工程类比进行估计。但是对地层及周边环境较复杂、变形控制严格的工程，应采用数值方法对基坑体系的稳定及变形进行细致的计算分析。应用最为广泛的数值方法是有限元法，在采用有限元法进行计算时，应注 意采用能够反映土体在开挖条件下变形特点的本构模型，采用合理可靠的模型参数，大体模拟施工的顺序进行计算。对计算结果要结合概念分析及工程经验综合进行判断。9.3.10实际工程中发现，在较差地层中采用土钉支护的基坑，虽然已满足前面的整体稳定验算，但还有可能出现坑底土体被坑周土体压挤隆起，坑边土体严重下沉的情况。为此规定在整体稳定验算之外，还要进行坑底地层的承载力验算。9.3.11一般来说，土钉支护最不利的工况是开挖到坑底而最下一排土钉尚未施做的情况。但对于坑深范围有软夹层或其他一些较复杂的情况，最不利工况也可能发生在开挖到中间某一深度时，因此建议对各个不同施工阶段进行验算。9.3.12这里采用的整体稳定验算方法仍是在简单条分法基础上加入土钉、锚杆、超前微型桩及水泥搅拌桩(墙)的作用来计算整体稳定安全系数，计算时要假定多个可能的不同滑移面进行计算，最后取最小的一个作为支护体系最可能的安全系数值。对于一般较陡的坑壁，滑移面一般过坑壁坡脚。但当坑底存在较软土层时，滑移面也可能穿过坡脚下方。安全系数需满足的值与这里所采用的计算方法是对应的，如采用其他计算方法，则安全系数应满足的值应根据所采用的计算方法有所调整。这里的破坏滑移面假定为圆形。但在复杂地层条件下，滑移面可能与圆形差异较大，计算给出的安全系数会有较大误差。此时采用数值方法进行更为细致的计算分析，并结合工程经验对支护体系的稳定性作出判断。考虑到土钉的被动受力特征，只有当土体变形土钉力才发挥作用，这个力随变形的增加而增大，作用于滑移面处的力是不确定的。因而，在进行土钉或其与预应力锚杆复合的支护整体稳定验算时，土钉拉力的法相分量应作折减处理，土钉拉力的切向分量也不能作为减小的下滑力处理。9.3.16当复合土钉支护采用水泥搅拌桩〈墙)及超前微型桩时，土钉支护体系整体稳定验算可以考虑水泥搅拌桩(墙)以及滑移面•203 以下超前微桩的抗力作用。对水泥搅拌桩(墙)考虑其抗剪强度。超前微桩考虑其在开挖面以下的水平抗力。单根超前微桩的等效抗力标准值Qp可采用如下方法计算:Qp=min(Qp,Qsa)(1)Qp=τpAp(2)Qsa=(epebp-eaed)le(3)le=min(2lc>lo)(4)γEIA芒二(5),/mbobp=min(d+2le/3,Sp)(6)式中:Qp微桩断面抗剪强度标准值;Qsa--一滑移面以下微桩等效嵌固段土体抗力标准值pq超前微桩材料抗剪强度标准值;Ap-微桩截面面积;le--滑移面以下微桩的等效嵌深;lo-滑移面以下微桩的实际嵌深;lc一←微桩的特征长度;止一微桩直径;epe一一-滑移面下le深度范围内被动土压均值;eae滑移面下le深度范围内主动土压均值;EI-微桩的截面抗弯刚度;bo←→→微桩桩身截面计算宽度，取0.9(1.5d+O.5)m与实际桩距中较小者;m滑移面以下微桩等效嵌深范围内土体水平抗力系数的比例系数均值。这里超前微桩对复合土钉支护整体稳定的作用是用其等效抗力来考虑。等效抗力取单位长度基坑上微桩抗剪强度与滑移面以下微桩嵌固段所受土体抗力这二者中的较小者，→般都是取后者。当所考虑的工况中微桩嵌深较大时(比如在基坑开挖到j坑底之•204• 前)，由于微桩的截面刚度较小，较大长度的嵌固段并不能全部发挥作用，这里经计算对比建议取2倍微桩特征长度范围内的土体抗力。如此计算给出的微桩等效抗力与微桩截面抗剪强度之比大致在o.1~0.4的范围内，这与现行国家标准《复合土钉墙基坑支护技术规范))GB50739中根据大量实际工程反算的折减系数接近，但这里的方法对给定参数都可以由计算给出确定的值，而不需要在所建议范围内凭经验取值。9.3.18水泥搅拌桩(墙)应有足够的嵌深以满足坑底抗隆起与抗渗透破坏的要求。9.3.20,9.3.21喷射混凝土面层是将士钉拉力传给附近坡面，防止雨水侵入土体、防止坡面局部脱落从而保证坡面稳定的重要部件，因此保证面层的强度、厚度以及面层与土钉端头的可靠连接是很重要的。9.3.22土钉支护基坑的排水系统，顶部可设置排水沟或散水坡。如设置排水沟宜用混凝土挠筑，以防基坑变形引起开裂产生渗透。底部排水沟宜离开坡脚一定距离，以免冲刷、浸泡坡脚，危及边坡的稳定性。9.4施工与检验9.4.1土钉及复合土钉支护是土层边坡的原位加固技术，加固过程与边坡形成过程同步进行。地层开挖以后，破坏了原来的三维受力状态，由于没有或仅有柔性超前支护(复合土钉支护)，应力很快释放，位移持续发展，土体的原始强度逐步降低，及时封闭、及时限制土体变形自由发展，对于维持土体的强度、减小边坡位移是十分重要的。因此本条规定:每开挖一层施作一层土钉，禁止超挖。还对及时封闭做出了时间限制。为了使施作的土钉发挥限制位移，增加稳定性的作用，对于上一层土钉施工完成到下一层土体开挖的间隔时间也做出了限制。9.4.8对于土钉、复合士钉支护边坡的质量检验，分为两部分:一•205• 部分作为施工期间的质量监督，另一部分作为施工成果的质量验收检验，即土钉支护和喷混凝土强度、厚度等检验。土钉拉拔试验的目的是对注浆质量及效果进行检验，拉拔试验值由设计单位根据地层情况和施工工艺提出。•206• 10基础与混凝土坝的锚固10.1基础锚固设计E承受倾覆力矩的基础锚固10.1.4、10.1.5承受倾覆力矩的高耸结构的基础锚固，锚杆在水平荷载作用主要承受拔力，本条对锚杆拔力的计算公式与高耸结构设计规范及地基基础设计规施是相同的，本条规定与上述规范规定的不同点，是基础锚杆采用预应力锚杆，因为只有这样，才能将锚杆应承受的拔力传递给地基深部的稳定地层，才能显著改善锚杆灌浆体的抗裂性，并实现良好的杆体防护措施，提高锚杆的耐久性，才能有效地检验锚杆的质量和承载力，从而保证基础锚固工程的长期稳定性。同时基础锚固地层并非一定要是岩层，非软土地层也可用于基础锚困地层。10.2混凝土坝的锚固10.2.1早在1934年，阿尔及利亚的舍尔法重力坝加高3.0m的工程中，就成功地采用承载力为10MN的预应力锚杆，使用至今未见大坝锚固失败的记录。对于重力坝或连拱坝，无论是新坝建造或旧坝加国加高，采用预应力锚杆将坝与基岩紧紧地锚固在一起，就可以显著减少坝体重量，从而大大降低工程费用。例如苏格兰一座高22m的Allt-na-Lairige重力坝上由于使用了锚固技术，使混凝土用量减少了50%，施工费用降低17%。法国在St.Michel地区新建的连拱坝工程中，使用了锚固技术，结果平均每吨锚固材料(钢材)能节省340m3混凝土，使总工程费用降低了20%左右。我国石家庄市映石沟高32m的混凝土重力坝使用锚固技术节省棍凝土量37%，节约工程造价30%。•207• 在国外，在提凝土重力坝与拱坝工程中预应力锚固技术已获得广泛发展，北美在过去40多年里，有314座加高、加固和新建的混凝土坝采用预应力锚固技术;在澳大利亚，从20世纪80年代末至90年代初，就有10多座混凝土坝采用承载力高达13.5MN~16.5MN的预应力锚杆锚固，均收到了显著的技术经济效果。在国内，预应力锚杆主要用于混凝土坝的坝基处理，石泉大坝加固及新建的石家庄高32m的海凝土坝所采用的预应力锚杆是用于消除坝体拉应力及增大坝体的抗倾覆力矩的。总体而言，我国对混凝土坝锚固技术的研究与应用力度，与国外相比均有不小的差距。本节规定内容对推动我国混凝土坝锚固工程的发展是有积极作用的。10.2.3为提高沿坝基面的抗滑力，采用垂直于坝基面的预应力锚杆的混凝土坝，其抗滑稳定计算，主要参考《混凝土重力坝设计规范))SL319-2005关于坝体抗滑稳定的相关计算公式。在核算坝基面滑动条件时，将锚杆的设计拉力作用于滑动面的法向分量分别引人按抗剪断强度计算或按抗剪强度的计算公式中。10.2.6在我国水利水电工程中，由于坝基存在软弱结构面或坝基岩体软弱破碎，为提高坝基抗滑稳定性，漫湾，海甸峡、长滩、景洪、沙滩、李家峡和小湾等新建的重力坝与拱坝工程中，分别采用1800kN~6000kN级的锚固技术处理沿坝基面抗滑动问题，均获得良好的稳定效果。用预应力锚杆处理坝基稳定的工程实践，还表明锚固后的大坝，能大幅度提高坝体的抗震稳定性。如四川砂牌水电站处于地震基本烈度为7度的区域，该枢纽工程主要由碾压混凝土拱坝、右岸两条泄洪洞及右岸发电引水隧洞、发电厂房等建筑物组成。沙牌拱坝两岸坝肩抗力体单薄，采用预应力锚索加固，坝肩开挖边坡采用系统喷锚支护。四川汶川大地震发生时，大坝运行水位在正常蓄水位附件。震后检查发现，坝肩岩体及边坡均未震损，坝肩及边坡稳定，有效地保证了大坝的安全。而工程边坡附近的自然边 坡，出现了多处垮塌。意大利瓦伊昂CVajont)拱坝坝高262m，1962年建成，坝肩采用预应力锚索加固。1963年10月9日晚，当水库蓄水至254m时，由地震引发大规模库岸滑坡。滑坡体积约2.7亿m3~3.0亿m3，速度为28m/s，历时仅20s。水库中有5000万旷的水被挤出，激起250m高的巨大水浪，高150m的洪波溢过坝顶。大坝本身承受了大约8倍的超载而安然无恙，坝肩岩体也没有发生破坏。事后经检查，有92%的预应力锚杆处于正常工作状态，其余8%的锚杆，在略加处理后仍可继续使用，在采用预应力锚固后具有良好的抗震性能。总之，地震烈度在7度或7度以上，采用在坝肩抗力体上设置预应力锚杆对提高拱坝的抗震性是十分有效的。10.2.10位于坝基岩体中的预应力锚杆的锚固段在垂直方向错开1/2锚固段长度布设，有利于缓减锚固段周边岩体的应力集中现象，减少锚杆的蠕变变形，也有利于避免因群锚效应引起的锚杆预应力损失。国外大量的大坝锚国工程均采用这种方式布设预应力锚杆，获得良好效果。10.3基础与混凝土坝锚杆的施工、试验与监测10.3.1基础与棍凝土坝工程属于重要的永久性工程，其基础与混凝土坝使用的预应力锚杆，通常都有承载力高的特点，若采用一次到位的张拉加荷方式，由于锚固段周边岩体应力高度集中，会引起较大蠕变，此外，预应力筋处于高应力水平状态也会引起明显的应力松弛，往往导致锚杆锁定后初期预应力值的急剧下降。为此，国外对设计承载力大于3000kN的锚杆，多采用在锚杆张拉至75%~80%的锚杆拉力设计值时，暂时锁定停放5天~10天后，再加荷至锚杆拉力设计值，这样可将大部分预应力损失在最终加荷阶段前得以消除，效果颇佳。10.3.3采用预应力锚杆锚固的混凝土坝，在其使用过程中，增加拉力变化监测锚杆的数量尤为重要，它可以更全面地掌握和分析•209• 预应力锚杆是否处于安全状态，若发现锚杆预应力损失量已达到本规范13.5.1条的规定时，应及时采取补偿张拉方式，使锚杆预应力值变化保持在规范规定的范围内。•210• 11抗浮结构锚固11.1一般规定11.1.1、11.1.2随着城市建设的发展，地下空间的开发越来越得到重视，包括地下车库、地下商城等;大跨度空间结构，如大型公共建筑及体育场馆等，存在大面积区域与地下水浮力的平衡问题;特别是高层群体建筑普遍采用整体裙房或纯地下结构，地下室埋深也越来越深。区域地下水的变化也是重要的影响因素，如南水北调、三峡水库等大型水利工程的建设将改变地下水分布形态，在地下水作用下，地下结构的抗浮问题越来越突出。目前存在的问题是，地下水浮力的确定以及地下结构的抗浑计算缺乏统一的认识，现有的规范也不够明确，给抗浮设计带来一定的困难。也有一些工程出现了地下室上浮等事故。在抗浮方法上主要以压重法为主，近年来抗浮桩的应用也越来越多，但抗浮桩的裂缝控制及耐久性设计，抗浮桩与基础的协调变形等问题并没有得到应有的重视。采用抗浮锚杆是一种有效的技术手段，抗浑锚杆具有良好的地层适应性，易于施工，锚杆布置非常灵活，锚固效率高，由于其单向受力特点，抗拔力及预应力易于控制，有利于建筑结构的应力与变形协调，减少结构造价，在许多条件下优于压重和抗浮桩方案。但是，由于抗浮锚杆的工作环境和受力特点，全长粘结型锚杆受拉后杆体周围的灌浆体开裂，使钢筋或钢绞线筋体极易受到地下水侵蚀，直接影响其耐久性;同时抗浮锚杆与底板的节点对防水体系也可能成为薄弱环节。11.1.3预应力锚杆通过锚具锚固在混凝土底板上，控制抗浮变形的能力较强，特别是压力型或压力分散型锚杆，杆体采用元粘结钢绞线，有油脂、聚氯乙烯护套保护，浆体受压，不易开裂，可形成 多层防腐保护，有效解决了锚杆的耐久性问题，作为抗浮锚杆是非常适宜的。压力分散型锚杆摩阻应力峰值较低，荷载分布较均匀，能有效发挥锚固长度范围内的地层强度，从而使单位长度锚固段的抗拔力得以显著提高。国内已有大量工程应用，如首都机场停车楼和厦门碧湖花园抗浮等工程。压力或压力分散型抗浮锚杆的计算方法和结构构造具有特殊性，张拉、试验及检测方法有别于拉力型锚杆，其张拉锁定可按本规范附录C推荐的张拉方法进行张拉锁定。北京新保利大厦工程采用压力分散型抗浮锚杆技术，并首次在国内采用等荷载同步张拉的试验检测技术。非预应力型抗浮锚杆由于不能施加预应力，是一种被动抗力型锚杆，控制变形能力和防腐性能差。一般可用于岩石中及对抗浮承载力要求不高的情况。但非预应力抗浮锚杆杆体宜采用锚杆底端有承载体、筋体外包防护层的锚杆结构。锚杆头部直接挠筑在海凝土底板内，防水较为简单。11.2抗浮预应力锚杆设计11.2.1对稳定水位作用下的透水性地层，地下水浮力无疑应按理论静水压力计算;但由于地下水的补给和地层渗透性的不同，实际地下水压力一般不同于静水压力，可能会低于静水压力值。因此对基底具有→定厚度的弱透水性地层，以及采用排水抗浮方式时，可根据渗流计算确定，或根据当地经验，对水压力值作适当折减。对建筑物地基而言，分层地下水情况比较常见，如北京地区一般对分层水采用等效设防水位的概念，即首先应对建筑物使用期内，各层地下水的最高水位进行预测，通过渗流分析得到水压力分布形态，得到基底深度处的上浮力，将基底的上浮力等效为静水压力时的水位值，即得到等效设防水位。因此等效设防水位不是定值，而是随基底埋深的不同而改变。设计水压力值能否折减还有一个重要前提条件，即地下室外墙回填土的透水性，如回填土的透 水性高，将形成上下土层的连通水路，从而改变地下水的分布规律，这时地下水浮力采用静水压力计算是比较合理的。地下水浮力是一种特殊的荷载，简单地套用永久荷载(恒荷),或可变荷载和偶然荷载的分项系数均比较困难。《建筑结构荷载规范))GB50009-2012未给出地下水的荷载分项系数，规定永久荷载当其效应对结构有利时，其分项系数取1.0，对结构的倾覆、滑移或漂浮验算，应按有关结构设计规范采用。表11为国内外几个规范的分项系数的取值。表117.1<压力与恒荷的分项系数丹麦规范欧洲规范水工荷载规澳门地工荷载类型Hansen上海规范DS145CEN1992范DL5077规章水压力1.口1.01.01.01.21.0恒荷(有利)1.01.01.0(0.9)O.9~1.00.90.95由于抗浮计算采用静水压力，参考国内外规范，地下水荷载分项系数采用1.0比较适宜。抗浮验算的永久荷载分项系数，不同的规范一般规定为0.9~1.0(表11)。地下水浮力可抵消部分上部荷载，但考虑到地下水位及水压力的不稳定，地基承载力验算时一般不考虑水浮力的作用。对片徨基础，基础底板的受力计算若采用倒楼盖法，地基反力均匀布置，由于地基反力与水浮力之和与结构荷载的平衡关系，水浮力的取值对底板受力计算的影响不大，仅与结构柱荷载和底板自重有关。f且采用弹性地基计算时，水浮力的影响较大，不考虑水浮力作用是偏于安全的。11.2.3锚杆自由段长度的要求，一方面是为了保证整体稳定要求，另一方面是防止锚头的微小位移引起的预应力的急剧变化。11.2.4国内有关规范中，抗浮稳定验算一般采用单一安全系数，安全系数一般取1.0~1.2。•213• 11.2.6锁定工作宜在主体结构施加一定荷载后进行，以减少建筑物荷载作用下基础沉降变形对抗浮锚杆拉力的松弛效应，如必要应根据实测进行补张拉。•214• 12试验12.1预应力锚杆试验I一般规定12.1.2锚杆试验的最大试验荷载应按杆体的最大容许拉力值进行控制，一是不允许杆体出现破坏而危及试验人员安全，二是防止试验结果中掘入杆体自身的非线性变形量。E基本试验12.1.7本条所指的地层条件是指整个工程的地层条件基本相同或相似的情况，基本试验可只做不少于3根的一组试验，若地层性态相差较大，则应根据情况，增做一组或多组基本试验。为了明确地获得锚杆注浆体与地层间的极限粘结强度数据，可适当增加试验锚杆的杆体的截面积。12.1.9荷载分散型锚杆基本试验推荐采用并联千斤顶组加荷方式，当某一个单元锚杆首先出现破坏时，则该单元锚杆的前一级荷载可用作确定锚杆的极限承载力。荷载分散型锚杆包括压力分散型错杆和拉力分散型锚杆，由于其良好的工作特性，是近年来应用日益广泛的锚杆类型。但由于其单元锚杆的长度不等，若采用常规的整体张拉加荷方法进行基本试验势必造成每个单元锚杆受力不等，为此，为使其在拉力设计值或预计最大的试验荷载条件下，各单元锚杆受力相等，必须改变锚杆的张拉方式。目前，该类型锚杆的张拉有三种方法z一种是采用多个千斤顶并联或千斤班组完成锚杆张拉试验;另一种方式是对每个单元锚杆单独进行常规锚杆张拉，锚杆的试验成果由若干个单元锚杆的试验资料组成p第三种方式是采用补偿张拉方式，该方式是按预计最大拉力值(基本试验)或拉力设计值〈验收试验)•215 下各单元锚杆受力相等的原则，确定各单元锚杆的起始荷载，依次对单元锚杆(由锚杆底端的单元锚杆开始)预张拉，然后按常规试验方法进行试验(详见本规范附录。。当其中某个单元锚杆破坏即视为锚杆破坏。E蠕变试验12.1.14、12.1.18蠕变率是反映锚杆蠕变特性的一个主要参数，它表明蠕变的变化趋势，由此可判断锚杆的长期工作性能。据资料推算，最大试验荷载作用下的锚杆蠕变率不大于2.0mm/对数周期，则意味着在30分钟至50年内，锚杆蠕变量约为12mm。E验收试验12.1.19本条为强制性条文。预应力锚杆的验收试验是检验锚杆的抗拉承载力，筋体受拉自由段长度和蠕变率能否满足设计与规班要求，判别锚杆质量是否合格的唯一科学而可靠的方法。若不对每根工程锚杆严格地按规范规定要求进行验收试验，势必会在锚国工程中或多或少地泪有一些不合格锚杆，大大增加锚固工程的安全风险。对国内一些发生事故的锚固工程的分析表明，没有按规范要求对锚杆进行严格地验收试验，是锚固工程滋生严重病害与破坏事故的主要原因之一。因此，必须对每根工程锚杆进行验收试验。12.1.22本次规范修订进一步明确了拉力型和压力型锚杆的验收合格标准，将原规范《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086-2001规定的拉力型锚杆的实测弹性变形不得超过自由段长度与1/2锚固段长度之和的理论弹性伸长，修改为不得超过自由段长度与1/3锚固段长度之和的理论弹性伸长。目的是限制锚杆锚固段前端筋体与注浆体的粘结失效长度，避免性能不良锚杆对工程的危险性，也能有效地控制锚固结构物的变形。关于压力型锚杆受力后的实测弹性变形的控制范围，考虑锚杆筋体的非粘结隔离层是在工厂加工的，通常采用无粘结钢绞线，摩擦损失较小，参照BSI和DIN锚杆标准的规定，将上下限值定为杆体非 粘结长度理论弹性长度伸长值的110%和90%。根据预应力锚杆实测的弹性变形与理论计算的弹性变形进行比较可以评价工程锚杆的质量和性能。当实测的锚杆弹性伸长偏离本条规定的上限值，并远大于自由段长度理论计算的弹性变形时，表明锚固体产生了明显的塑性变形或拉力型锚杆预应力筋与灌浆体之间的粘结破坏或压力型锚杆承压板(承载体)附近的灌浆体被压坏;当实测的锚杆弹性变形偏离本条规定的下限值，并远小于自由段长度理论计算的弹性变形时，表明自由段预应力筋的非粘结长度不符合设计要求，这就意味着部分锚固段长度位于滑移区或破坏区内，实测得到的有效抗拔力是不真实的，其后期预应力损失也会较大，锚固效果较差。12.2喷射混凝土试验I一般规定12.2.1在岩土体中开挖的隧道与洞室等地下工程，在开挖后，即会发生变形，尤其在土层和软弱破碎的岩体中开挖的地下工程，开挖初期的变形往往是十分显著的。因此，为了检验喷射泪凝土支护在开挖早期控制围岩或土体变形的能力，有必要测定喷射混凝土ld龄期抗压强度，可在现场工作面施作喷射混凝土大板上，用钻芯法制取试件，喷射混凝土ld龄期强度应符合本规范6.3.1条的规定。12.2.3在隧洞、洞室、边坡等岩石开挖工程中，喷射混凝土支护的主要作用是依靠喷射握凝土与岩石紧密粘结，浑然一体，保持岩块的镶嵌咬合效应，阻止岩块的松动，保护和提高围岩的自支承能力，从而满足工程稳定的要求。因此，凡承担结构作用的喷射泪凝士支护，均应在工程现场进行喷射混凝士岩石间的粘结强度试验，所测得的粘结强度值，应符合本规范6.3.3条的规定。12.2.4喷射混凝土强度试验的试件，若采用浇筑泪凝土试模成型的方法，则喷射时的回弹料势必受到试模周边的约束残留在模•217• 型内，不能真实地反映工程现场喷射海凝土的密实状况。因此本条规定喷射混凝土强度试验应采取在喷射泪凝土试验板上切割或钻芯成型的试件。关于喷射提凝土抗压强度标准试块制作方法在附录K中己作出详细的规定，其中规定喷射混凝土板件周边120mm范围内的混凝土不得用作试件，就是针对受到模型周边的约束，致使回弹物元法溢出而被裹入硬化混凝土中的那部分质地疏松的泪凝土必须被舍弃而提出的。•218• 13工程监测与维护13.1一般规定13.1.1本条为强制性条文。在岩土锚固与喷射混凝土支护工程施工过程与使用阶段，坚持工程安全状态监测和维护，是保证锚固工程长期稳定的有效手段之一。根据工程监测结果，可对锚固工程的安全状态作出科学的判断，一旦发现锚固结构物变形或锚杆拉力值等监测数据出现异常，存在安全隐患，可尽快实施补救措施，规避工程安全风险。一些岩土锚固工程出现过度变形或发生拥塌、垮落事故往往是由于没有坚持对锚固工程的长期监测和适时地采取加强措施造成的。因此，必须对永久性锚固工程及安全等级为I级的临时性锚固工程进行长期监测。13.1.3工程监测方案的制定很重要，尤其监测剖面和监测点的设置不应放过下列区段:(1)岩土体或被锚固构筑物的应力集中区;(2)高挤压膨胀性围岩区;(3)采动、冲击、震动作用影响区;(4)冻融、干温交替作用影响区;(5)地层中含有严重腐蚀介质的区域;(6)长边坡中央区和基坑埋深突变区;(7)工程周边条件可能发生较大变化区。•219• 14工程质量检验与验收14.2质量检验与验收标准14.2.2预应力锚杆的受拉承载力检验由锚杆的验收试验确定结果，喷射1昆凝土的强度检验按本规范13章进行。14.2.3当对锚杆或喷射混凝土的性能有特殊要求时，可增加质量检验项目及其验收标准。•220•'