14.3 支护类型的设计方法
14.3.1 支护结构设计的一般原则
支护结构，应按洞室开挖后能发挥围岩的支护机能，保护围岩的原则，安全而有效地进行洞室内作业等设计；应在保持稳定的围岩中与开挖洞室而产生的新的应力相适应，并和洞室围岩成为一体以有效地利用周边围岩的支护机能，维持开挖断面，同时还应确保洞室内作业安全的结构；伴随洞室开挖，作用在支护结构上的荷载，多数随着开挖后的时间推移而大大增大，所以开挖后应立即施设能够施工的支护结构。
一般说，作为支护构件有喷射混凝土、锚杆、钢支撑等，但在地质条件差的情况也有用衬砌支护的；考虑支护构件的作用，一般单独地或组合地形成有效的支护结构是必要的。
14.3.2 支护构件的选定及形式的确定
支护结构应有效地利用洞室围岩的支护功能。在设计时应综合考虑施工地点周围地形、地质、力学特性、埋深、涌水、开挖断面尺寸、地表下沉的控制、施工方法等各种设计条件，确定合理的支护结构。
支护结构的设计，应先对每一围岩类别，合理选定喷射混凝土、锚杆、钢支撑等支护构件，确定标准的支护形式，并从施工中观察、量测，必要时加以变更，使设计符合现场的实际情况。支护结构除上述支护构件外，必要时还可以采用衬砌。参见支护、衬砌大致标准表14.3-1。
14.3.3 支护结构的变更
根据观察、量测的结果，确认支护结构与现场实际情况不符时，应立即改变支护结构。为了安全、经济、合理地进行施工，如分析掌子面和洞室内量测结果，认为变更支护结构是必要的，应加以修改；支护结构的变更要着重于位移值、位移速度、位移收敛性、掌子面的稳定性、涌水量、支护构件的变异等来修正变形余裕量，变更锚杆长度、根数、改变喷层厚度等，以至从根本上修正围岩评价，变更支护形式，改变开挖断面形状，改变施工方法等。
支护结构的变更通常有两种情况：第一种基于开挖地段的量测，改变未开挖段的设计；第二种开挖段的位移值与预计的不同，例如由于围岩不稳定而变更设计。关于变更项目及措施参看表13.3-2。
【例题21】支护结构的变更通常有的两种情况是( )。
A、一种基于开挖地段的量测，改变未开挖段的设计；
B、二种开挖段的位移值与预计的不同；
C、第一种建设单位要改变支护方式；
D、第二施工单位以前未施工过类似支护结构，要求改变支护方式； 答案：A、B
支护、衬砌选择大致标准(开挖断面20～100m2) 表14.3-1
|
围岩
种类 |
特 征 |
支护对象 |
支 护 构 件 |
辅助措施 |
|
喷射混凝土 |
锚杆 |
钢支撑 |
衬砌 |
|
硬
岩 |
裂隙少 |
掉块 |
○ |
○ (局部) |
|
|
网(只有锚杆时) |
|
裂隙多但不
夹有黏土 |
崩坍、松弛土压 |
○ |
○
(上半部) |
Δ |
|
|
|
裂隙多、破碎 |
崩坍、松弛土压、
实际土压 |
○ |
○ |
Δ |
|
稳定掌子面措施 |
|
软
岩 |
围压比大 |
掉块 |
○ |
○(局部) |
|
|
|
|
围压比小 |
松弛土压、实际土压 |
○ |
○ |
Δ |
|
|
|
围压比较小 |
松弛土压、实际土压 |
○ |
○ |
○ |
Δ |
稳定掌子面措施 |
|
膨胀性围岩 |
松弛土压、实际土压 |
○ |
○ |
○ |
○ |
稳定掌子面措施
采用可缩支撑 |
|
土砂围岩(埋深小) |
松弛土压控制下沉 |
○ |
○ |
○ |
○ |
稳定掌子面措施 |
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