锚杆喷射混凝土支护技术规范(GB50086-2001).pdf
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1、 UDC 中华人民共和国国家标准中华人民共和国国家标准 P GB 50086-2001 锚杆喷射混凝土支护技术规范锚杆喷射混凝土支护技术规范 specifications for bolt-shotcrete support 2001-07-20 发布发布 2001-10-01 实施实施 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质量监督检验检疫总局 中中 华华 人人 民民 共共 和和 国国 建建 设设 部部 联合发布联合发布 中华人民共和国国家标准 锚杆喷射混凝土支护技术规范中华人民共和国国家标准 锚杆喷射混凝土支护技术规范 Specifications for bolt-sh
2、otcrete support Specifications for bolt-shotcrete support GB 50086-2001 主编部门主编部门原国家冶金工业局原国家冶金工业局 批准部门批准部门中华人民共和国建设部中华人民共和国建设部 施行日期施行日期2001 年年 10 月月 1 日日 2001 北京北京 关于发布国家标准关于发布国家标准锚杆喷射混凝土支护技术规范锚杆喷射混凝土支护技术规范的 通知 建标2001158 号 的 通知 建标2001158 号 根据原国家计委一九九四年工程建设标准定额制订修订计划(计综合1994240号)的要求由原国家冶金工业局会同有关部门共同修订
3、的锚杆喷射混凝土支护技术规范经有关部门会审批准为国家标准编号为 GB 50086-2001自 2001 年 10 月 1 日起施行其中1.0.33.0.24.1.44.1.54.1.114.3.14.3.35.3.57.5.5(4)7.6.28.5.1(4)9.1.19.1.2(1)为强制性条文必须严格执行自本规范施行之日起原国家标准锚杆喷射混凝土支护技术规范GBJ86-85 废止 本规范由冶金工业部建筑研究总院负责具体解释工作建设部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行 中华人民共和国建设部 二中华人民共和国建设部 二一年七月二十日 一年七月二十日 前 言 前 言 本规范根据原国家计委一九
4、九四年工程建设标准定额制订修订计划(计综合1994240 号)由冶金部建筑研究总院负责组织有关单位对国家标准锚杆喷射混凝土支护技术规范(GBJ86-85)进行修订而成 在修订过程中规范修订组进行了比较广泛的调查研究吸收了国内外锚杆喷射混凝土支护技术领域的新成果和新经验组织了有关主要修订内容的专题讨论最后于 1999 年2 月由建设部主持召开专家审定会审查定稿 本规范共有十章七个附录包括:总则术语和符号围岩分级锚喷支护设计现场监控量测光面爆破锚杆施工喷射混凝土施工安全技术与防尘质量检查与工程验收等主要修订内容是:增加了边坡锚喷支护设计浅埋土质隧洞锚喷支护设计预应力锚杆试验和监测自钻式锚杆设计与施
5、工湿法喷射混凝土施工水泥裹砂喷射混凝土施工修改或增补了围岩分级预应力锚杆设计现场监控量测锚杆施工等有关条款 本规范由冶金部建筑研究总院(北京市海淀区西土城路 33 号邮政编码:100088)归口管理并负责具体解释 本规范的主编单位参编单位和主要起草人名单: 主编单位:冶金部建筑研究总院 参编单位:煤炭科学研究院 铁道部科学研究院 水利部松辽水利委员会 水利部东北勘测设计院 重庆后勤工程学院 海军工程设计研究局 中国科学院地质与地球物理研究所 北京有色冶金设计研究总院 深圳地铁公司 长江科学院 主要起草人主要起草人:程良奎 段振西 刘启琛 郑颖人 赵长海 苏自约 徐祯祥 王思敬 张家识 车黎明
6、邹贵文 何益寿 赵慧文 丁恩保 盛 谦 目 次 目 次 1 总 则(1) 2 术语符号(2) 2.1 术语(2) 2.2 符号(3) 3 围岩分级(5) 4 锚喷支护设计(10) 4.1 一般规定(10) 4.2 锚杆支护设计(14) 4.3 喷射混凝土支护设计(17) 4.4 特殊条件下的锚喷支护设计(18) (I)浅埋隧洞锚喷支护设计(18) ()塑性流变岩体中隧洞锚喷支设计 (19) ()老黄土隧洞锚喷支护设计 (19) ()水工隧洞锚喷支护设计 (20) (V)受采动影响的巷道锚喷支护设计(21) 4.5 边坡锚喷支护设计(21) 5 现场监控量测(23) 5.1 一般规定(23) 5
7、.2 现场监控量测的内容与方法(23) 5.3 现场监控量测的数据处理与反馈(23) 6 光面爆破(25) 7 锚杆施工(26) 7.1 一般规定(26) 7.2 全长粘结型锚杆施工(26) 7.3 端头锚固型锚杆施工(26) 7.4 摩擦型锚杆施工(27) 7.5 预应力锚杆施工(27) 7.6 预应力锚杆的试验和监测(28) 7.7 自钻式锚杆的施工(29) 8 喷射混凝土施工(30) 8.1 原材料(30) 8.2 施工机具(30) 8.3 混合料的配合比与拌制(30) 8.4 喷射前的准备工作(31) 8.5 喷射作业(31) 8.6 钢纤维喷射混凝土施工(32) 8.7 钢筋网喷射混
8、凝土施工(33) 8.8 钢架喷射混凝土施工(33) 8.9 水泥裹砂喷射混凝土施工(33) 8.10 喷射混凝土强度质量的控制 (34) 9 安全技术与防尘(35) 9.1 安全技术(35) 9.2 防尘(35) 10 质量检查与工程验收 (37) 10.1 质量检查 (37) 10.2 工程验收 (39) 附录 A 喷射混凝土与围岩粘结强度试验 (40) 附录 B 现场监控量测记录表 (41) 附录 C 预应力锚杆基本试验循环加卸荷等级与位移观测间隔时间表 (42) 附录 D 喷射混凝土强度质量控制图的绘制 (43) 附录 E 测定喷射混凝土粉尘的技术要求 (44) 附录 F 喷射混凝土抗
9、压强度标准试块制作方法 (45) 附录 G 锚喷支护施工记录 (46) 本规范用词说明 (48) 附条文说明 (49) 第 1 页 1 总则 1.0.11 总则 1.0.1 为使锚杆喷射混凝土支护(简称锚喷支护)工程的设计施工符合技术先进经济合理安全适用确保质量的要求特制定本规范 1.0.21.0.2 本规范适用于矿山井巷交通隧道水工隧洞和各类洞室等地下工程锚喷支护的设计与施工也适用于各类岩土边坡锚喷支护的施工 1.0.31.0.3 锚喷支护的设计与施工锚喷支护的设计与施工必须做好工程的地质勘察工作必须做好工程的地质勘察工作因地制宜因地制宜正确有效地加固围岩正确有效地加固围岩合理利用围岩的自承
10、能力合理利用围岩的自承能力 1.0.41.0.4 锚喷支护的设计与施工除应遵守本规范外尚应符合现行国家标准的有关规定 第 2 页 2 术语 术语符号符号 2.1 术语 2.1.12.1 术语 2.1.1 初期支护 initial support 当设计要求隧洞的永久支护分期完成时隧洞开挖后及时施工的支护称为初期支护 2.1.22.1.2 后期支护 Final support 隧洞初期支护完成后经过一段时间当围岩基本稳定即隧洞周边相对位移和位移速度达到规定要求时最后施工的支护称为后期支护 2.1.32.1.3 拱腰 haunch 隧洞拱顶至拱脚弧长的中点称为拱腰 2.1.42.1.4 隧洞周边位
11、移 convergence of tunnel inner perimeter 隧洞周边相对应两点间距离的变化称为隧洞周边位移 2.1.52.1.5 锚固力 anchoring force 锚杆对围岩所产生的约束力称为锚固力 2.1.62.1.6 抗拔力 anti-puHforce 阻止锚杆从岩体中拔出的力称为抗拔力 2.1.72.1.7 润周 wetted perimeter 水土隧洞过水断面的周长称为润周 2.1.82.1.8 点荷载强度指数 point-loading strength index 直径 50mm 圆柱形标准试件径向加压时的点荷载强度 2.1.92.1.9 系统锚杆 sy
12、stem bolt 为使围岩整体稳定在隧洞周边上按一定格式布置的锚杆群称为系统锚杆 2.1.102.1.10 预应力锚杆 prestress anchor 由锚头预应力筋锚固体组成利用预应力筋自由段(张拉段)的弹性伸长对锚杆施加预应力以提供所需的主动支护拉力的长锚杆本规范所指的预应力锚杆系指预应力值大于 200kN长度大于 8.0m 的锚杆 2.1.112.1.11 缝管锚杆 split set 将纵向开缝的薄壁钢管强行推入比其外径较小的钻孔中借助钢管对孔壁的径向压力而起到摩擦锚固作用的锚杆 2.1.122.1.12 水胀锚杆 swellex bolt 将用薄壁钢管加工成的异形空腔杆体送入钻孔
13、中通过向该杆件空腔高压注水使其膨胀并与孔壁产生的摩擦力而起到锚固作用的锚杆 2.1.132.1.13 自钻式锚杆 self-drilling bolt 将钻孔注浆与锚固合为一体中空钻杆即作为杆体的锚杆 2.1.142.1.14 喷射混凝土 shotcrete 利用压缩空气或其他动力将按一定配比拌制的混凝土混合物沿管路输送至喷头处以较高速度垂直喷射于受喷面依赖喷射过程中水泥与骨料的连续撞击压密而形成的一种混凝土 2.1.152.1.15 水泥裹砂喷射混凝土 send enveloped by cement (SEC)shotcrete 将按一定配比拌制而成的水泥裹砂砂浆和以粗骨料为主的混合料分别
14、用砂浆泵和喷射机输送至喷嘴附近相混合后高速喷到受喷面上所形成的混凝土 2.1.162.1.16 格栅钢架 reinforcing-bar truss 用钢筋焊接加工而成的桁架式支架 第 3 页 2.2 符号 2.2.12.2 符号 2.2.1 抗力和材料性能 C-岩石滑动面上的粘结力 Ec-喷射混凝土的弹性模量 Ef-隧洞围岩变形模量 fc-喷射混凝土抗压强度设计值 fcra-喷射混凝土抗裂强度设计值 ft-喷射混凝土抗拉强度设计值 fykfptk-锚杆钢筋钢绞线强度标准值 fyv-锚杆钢筋抗剪强度设计值 fck-施工阶段喷射混凝土试块应达到的平均抗压强度 fckmin-施工阶段喷射混凝土同批
15、 n 组试块抗压强度的最低值 fr-岩石单轴饱和抗压强度 qr-水泥结石体与钻孔孔壁或喷射混凝土与岩石间的粘结强度设计值 qs-水泥结石体与钢筋钢绞线间的粘结强度设计值 S-喷射混凝土抗压强度的标准差 Vpm-隧洞岩体纵波速度 Vpr-隧洞岩石纵波速度 -岩石重力密度 vr-围岩泊松比 2.2.22.2.2 作用和作用效应 G-不稳定岩石块体重量 Nt-锚杆轴向受拉承载力设计值 PA-锚杆设计锚固力 P-喷射混凝土支护允许承受的内水压力值 Sm-隧洞岩体强度应力比 1-垂直于隧洞轴线平面的较大主应力 2.2.32.2.3 几何参数 A-锚杆预应力筋截面积 B-隧洞毛跨度 d-钢筋或钢绞线直径
16、D-钻孔直径 H-隧洞洞顶覆盖岩层厚度 h-喷射混凝土厚度 La-锚杆锚固段长度 Rw-过水隧洞的水力半径 ro-支护后的隧洞半径 S0-隧洞全断面的润周长 S1-隧洞喷射混凝土的润周长 S2-隧洞浇筑混凝土的润周长 2.2.42.2.4 计算系数 第 4 页 K -锚杆或预应力锚杆计算安全系数 K1K2-喷射混凝土抗压强度合格判定系数 KS -验算喷射混凝土对隧洞围岩不稳定块体抗力的安全系数 Kv -岩体完整性系数 N -隧洞壁综合糙率系数锚杆根数试块组数 n1 -隧洞喷射混凝土糙率系数 n2 -隧洞浇筑混凝土部位的糙率系数 -粘结强度降低系数 第 5 页 3 围岩分级 3.0.13 围岩分
17、级 3.0.1 锚喷支护工程的地质勘察工作应为围岩分级提供依据并应贯穿工程建设始终 3.0.2 围岩级别的划分3.0.2 围岩级别的划分应根据岩石坚硬性应根据岩石坚硬性岩体完整性岩体完整性结构面特征结构面特征地下水和地应力状况等因素综合确定地下水和地应力状况等因素综合确定并应符合表 3.0.2 的规定并应符合表 3.0.2 的规定 3.0.3 3.0.3 岩体完整性指标用岩体完整性系数 Kv表示Kv可按下式计算: 2=prpmvVVK 3.0.3 式中 Vm-隧洞岩体实测的纵波速度(km/s) Vpr-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 3
18、.0.3 确定 Kv值 表表 303 Jv与与 Kv对照表对照表 Jv( 条m3) 3 310 1020 2025 25 Kv 075 075055 055035 035015 015 3.0.43.0.4 围岩分级表(见本规范表 3.0.2)中的岩体强度应力比的计算应符合下列规定: 1 当有地应力实测数据时: 1rvmfKS= (3.0.4-1) 式中 Sm-岩体强度应力比 fr-岩石单轴饱和抗压强度(MPa) 第 6 页 表表 302 围岩分级围岩分级 主要工程地质特征主要工程地质特征 岩石强度指标岩石强度指标 岩体声波指标岩体声波指标 围围 岩岩 级级 别别 岩体结构岩体结构 构造影响程
19、度构造影响程度结构面发育情况和组合状态结构面发育情况和组合状态 单轴饱和单轴饱和 抗压强度抗压强度 MPa 点荷载点荷载 强度强度 MPa 岩 体 纵 波速度岩 体 纵 波速度 km/s 岩体完整岩体完整 性指标性指标 岩 体强度岩 体强度 应 力比应 力比 毛洞稳定毛洞稳定 情况情况 整体状及层间结合良好的厚层状结构整体状及层间结合良好的厚层状结构 构造影响轻微构造影响轻微偶有小断层偶有小断层结构面不发育结构面不发育仅有仅有 23 组组平均间距大于平均间距大于08m以原生和 构 造 节 理 为主以原生和 构 造 节 理 为主多数闭合多数闭合无泥质充填无泥质充填不贯通不贯通层间结合良好层间结合
20、良好一般不出现不稳定块体一般不出现不稳定块体 60 25 5 075 毛洞跨度毛洞跨度510m 时时长期稳定长期稳定无碎块掉落无碎块掉落 同同级围岩结构级围岩结构 同同 I 级围岩特征级围岩特征 3060 12525 3.752 075 块状结构和层间结合较好的中厚层或厚层状结构块状结构和层间结合较好的中厚层或厚层状结构 构造影响较重构造影响较重有少量断层有少量断层结构面发育结构面发育一船为一船为 3 组组平均间距平均间距0408m以原生和构造节理为 主以原生和构造节理为 主多 数 闭合多 数 闭合偶有泥质充填偶有泥质充填贯 通 性 较差贯 通 性 较差有少量软弱结构面有少量软弱结构面层间结合
21、较好层间结合较好偶有层间错动和层面张开现象偶有层间错动和层面张开现象 60 25 3752 05 毛 洞 跨 度毛 洞 跨 度510m 时时围岩能较长时间围岩能较长时间(数月至数年数月至数年)维持稳定维持稳定仅出现局部小块掉落仅出现局部小块掉落 第 7 页 续表续表 302 主要工程地质特征主要工程地质特征 岩石强度指标岩石强度指标 岩体声波指标岩体声波指标 围岩级别岩体结构围岩级别岩体结构 构造影响程度构造影响程度结构面发育情况和组合状态结构面发育情况和组合状态 单轴饱和抗压强度单轴饱和抗压强度(MPa) 点荷载强度点荷载强度 (Mpa) 岩体纵波岩体纵波 速度速度(km/s) 岩 体 完
22、整岩 体 完 整 性指标性指标 岩 体强 度应 力比岩 体强 度应 力比 毛洞稳定情况毛洞稳定情况 同同 I 级围岩结构级围岩结构 同同 I 级围岩特征级围岩特征 2030 085125 3045 075 2 同同级围岩块状结构和层间结合较好的中厚层或厚层状结构级围岩块状结构和层间结合较好的中厚层或厚层状结构 同同级围岩块状结构和层间结合较好的中厚层或厚层状结构特征级围岩块状结构和层间结合较好的中厚层或厚层状结构特征 3060 125250 3045 05075 2 层间结合良好的薄层和软硬岩互层层间结合良好的薄层和软硬岩互层 结构结构 构造影响较重构造影响较重结构面发育结构面发育一般为一般为
23、 3组组平 均 间 距平 均 间 距0204m以构造节理为主以构造节理为主节理面多数闭合节理面多数闭合少有泥质充填少有泥质充填岩层为薄层或以硬岩为主的软硬岩互层岩层为薄层或以硬岩为主的软硬岩互层层间结合良好层间结合良好少见软弱夹层少见软弱夹层层间错动和层面张开现象层间错动和层面张开现象 60(软软 岩岩20) 250 3045 030050 2 碎裂镶嵌结构碎裂镶嵌结构 构造影响较重构造影响较重结构面发育结构面发育一般为一般为 3 组以 上组以 上平 均 间 距平 均 间 距0204m以构造节理为主以构造节理为主节理面多数闭合节理面多数闭合少数有泥质充填少数有泥质充填块体间牢固咬合块体间牢固咬
24、合 60 250 3045 030050 2 毛洞跨度毛洞跨度510m时时围岩能维持一个月以上围岩能维持一个月以上 的稳定的稳定主要出现局部掉块主要出现局部掉块塌落塌落 第 8 页 续表续表 302 主要工程地质特征主要工程地质特征 岩石强度指标岩石强度指标 岩体声波指标岩体声波指标 围岩级别岩体结构围岩级别岩体结构 构造影响程度构造影响程度结构面发育情况和组合状态结构面发育情况和组合状态 单 轴饱 和抗 压强 度单 轴饱 和抗 压强 度 (MPa) 点荷载强度点荷载强度(MPa) 岩体纵波岩体纵波 速度速度 (Km/s) 岩体完整性指标岩体完整性指标 岩 体强 度应 力比岩 体强 度应 力比
25、 毛洞稳定毛洞稳定 情况情况 同同级围岩块状结构和层间结合较好的中厚层或厚层状结构级围岩块状结构和层间结合较好的中厚层或厚层状结构 同同级围岩块状结构和层间结合较好的中厚层或厚层状结构特征级围岩块状结构和层间结合较好的中厚层或厚层状结构特征 1030 042125 2035 050075 1 散块状结构散块状结构 构造影响严重构造影响严重一般为风化卸荷带一般为风化卸荷带结构面发育结构面发育一般为一般为 3 组组平均间距平均间距 0408m以构造节理以构造节理卸荷卸荷风化裂隙为主风化裂隙为主贯通性好贯通性好多数张开多数张开夹泥夹泥夹泥厚度一般大于结构面的起伏高度夹泥厚度一般大于结构面的起伏高度咬
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