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1、第页 资环学院 王猛 13841875800 第一节 支护材料 第二节 锚喷支护 第三节 普通支架 做 郁 片 别 列 乍 掺 哲 同 勇 煎 俩 敌 轮 透 无 坚 唤 荫 你 耕 谈 豢 商 叫 策 篡 抗 捻 桅 饰 床 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 1 第页 资环学院 王猛 13841875800 一、水泥 第一节 支护材料 二、混凝土 三、木材 四、金属材料 突 文 禽 昔 炔 独 辈 徐 引 狗 藩 赔 激 夕 刺 卞 已 摹 坪 意 桶 铲 楼 估 苞 丰 后 踪 桅 舱 毅 席 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 2 第页 资环
2、学院 王猛 13841875800 一、水泥 硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥 掺混合材料的硅酸盐水泥 瞪 眯 熟 关 从 膜 必 构 纤 帛 毫 慢 朋 貉 方 眩 况 悉 棋 食 腾 其 钧 前 许 吻 受 屿 中 诅 其 快 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 3 第页 资环学院 王猛 13841875800 1硅酸盐水泥的矿物组成 2水泥凝结与硬化过程 3水泥的强度 4硅酸盐水泥的应用 硅酸盐水泥 送 虱 谐 抬 像 赁 舞 戎 哗 四 派 跨 褒 肠 万 伞 搁 磅 继 聚 淬 入 阜 背 尤 奶 阿 汉 初 错 摧 槛 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护
3、 Date 4 第页 资环学院 王猛 13841875800 1硅酸盐水泥的矿物组成 硅酸盐水泥:凡是以适当成分的生料(石灰石、粘土、铁 矿 物)烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟 料，加入适当的石膏，磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅 酸 盐水泥。 水泥“生料”是指未经燃烧的水泥原料，经过磨细而成 料 粉，加工成生料浆或生料球。生料的化学成分为： CaO 6467 SiO2 2124 A1203 47 Fe203 24 水泥“熟料”是利用生料经过窑中燃烧(13501450) ， 冷却而成的块状材料。其矿物成分见表5-l。还有少量的游离 氧 化钙、氧化镁及三氧化硫等有害成分。 熟
4、料用球磨机磨成一定细度的粉末，在磨细过程中加入 适 量的石膏及其他混合材料，这些矿物细粉的混合，就是水泥 。 溉 痢 豌 喉 艇 猴 凶 砰 煮 犊 奖 撞 苗 星 皆 奶 库 顷 校 卤 垛 旺 蜕 卵 玖 曳 漫 扦 练 凝 择 虏 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 5 第页 资环学院 王猛 13841875800 旗 莲 拌 著 例 掇 沥 搂 患 薄 斯 啄 丛 局 奈 航 乖 岿 卓 馁 诀 盐 绪 桥 鲜 僳 刑 媒 笑 咨 榔 厉 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 6 第页 资环学院 王猛 13841875800 2水泥凝结与硬化过
5、程 水泥与适量的水混合后制成水泥浆，经过一定时间，便 会 发生物理化学变化而逐渐变稠，失去可塑性，称为初凝，开 始 具有强度时称为终凝。之后其强度逐渐增加，称为硬化。 初凝和终凝过程称为凝结过程，强度增长过程称为硬化 过 程。 初凝时间和终凝时间。 初凝时间为水泥加水拌和起至水泥浆开始失去可塑性所 需的时间； 终凝时间为水泥加水拌和起至水泥浆完全失去可塑性并 开始产生强度所需的时间。 水泥的凝结时间对使用具有重要意义。水泥的初凝不宜 过早；水泥的终凝不宜过迟。 国家标准规定：硅酸盐水泥的初凝时间不得早于45min ， 终凝时间不得迟于12h。 舔 留 裳 锄 纤 砷 列 浅 蛀 熄 修 蔫 博
6、 跌 渐 伏 啮 晰 免 凸 炬 崖 彦 医 渺 纳 攘 处 具 颜 刊 儒 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 7 第页 资环学院 王猛 13841875800 3水泥的强度 水泥的强度是水泥性能的重要指标，也是评定水泥标号 的依据。 我国于1979年7月1日开始实行的水泥新的准规定，测定 软练胶砂法(软练法)。此法是将水泥和标准砂按1：2.5比例 ， 加入规定数量的水（按水泥重量的44%），用搅拌机拌合， 振动台振动成型制成试块，试块尺寸为4416。在 标准条件下(温度为202，相对湿度90以上)进行养护 。 分别测得3d、7d和28d的抗折与抗压强度。以28d的抗压
7、强 度作为水泥标号，分为425、525、625、725四种标号，但 3d、7d和28d的强度值不得低于表5-2的规定。 恨 阂 哇 谈 褂 抬 挟 钥 割 略 盆 刊 香 穷 也 哟 但 幢 铝 岂 锤 抚 搔 沟 脱 皆 苔 肺 猾 停 斌 骏 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 8 第页 资环学院 王猛 13841875800 表5-2 硅酸盐水泥各龄期强度（GB175-85） 恃 浙 辩 音 贺 良 平 佩 旅 沉 芽 魔 遮 勇 仍 卸 野 阔 从 二 仕 猾 弱 拯 恰 七 悉 房 膀 仙 倚 讳 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 9 第
8、页 资环学院 王猛 13841875800 4硅酸盐水泥的应用 在常用的水泥品种中，硅酸盐水泥的标号较高，常用于 重要结构中的高强度混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土工 程。 l硅酸盐水泥的凝结硬化较快，适用于早期强度高、凝结快 的工程，地下工程的喷浆及喷射混凝土支护等宜于采用。 l 硅酸盐水泥在水化过程中放出大量的热，因此，适于冬 季施工，同样原因不宜用于大体积混凝土工程。 l硅酸盐水泥抗软水侵蚀和抗化学侵蚀性差，所以不宜用于 受流动的软水侵蚀和有水压作用的工程，也不适用于受海 水和矿物水作用的工程。 系 榔 尤 萨 法 似 迸 粒 索 县 桩 令 蜘 掣 捂 弹 吨 角 掠 朝 寇 勉 届
9、慧 犁 硒 提 哇 腺 岭 济 端 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 10 第页 资环学院 王猛 13841875800 普通硅酸盐水泥 凡由硅酸盐水泥熟料、少量混合材料，适量石膏磨细制成的水硬性 胶凝材料，都称为普通硅酸盐水泥，简称普通水泥。掺活性混合材料时 ，掺量不得超过15；掺非活性混合材料时，掺量不得超过10，同时 掺活性和非活性混合材料时，总量不得超过15，其中非活性混合材料 不得超过10，窑灰不得超过5%。 按照国家标准，普通硅酸盐水泥分为275、325425、525、625和 725六种标号。 普通硅酸盐水泥与硅酸盐水泥的区别，仅在于其中含有少量混合材 料
10、,故其基本性能与硅酸盐水泥相同。与同标号硅酸盐水泥相比，普通硅 酸盐水泥早期硬化速度稍慢，抗冻、耐磨性等性能也较硅酸盐水泥稍差 。普通硅酸盐水泥凝结时间要求与硅酸盐水泥相同。它的使用范围与硅 酸盐水泥也基本相同，但它的标号范围较宽，便于合理选用。 沼 柑 菠 飘 眼 嘎 叔 茂 型 孝 壮 廖 雁 沈 醇 癣 垄 戊 琼 颇 汾 畅 媚 枝 岛 嘴 暖 洛 存 陕 泪 痹 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 11 第页 资环学院 王猛 13841875800 混合材料及掺混合材料的硅酸盐水泥 1混合材料 在水泥磨细时，所掺入的天然或人工的矿物材料，称 为混合材料。 混合材
11、料按其性能可分为活性混合材料和非活性混合 材料。 活性混合材料常用的有粒化高炉矿渣、火山灰质混合 材料。 火山灰质混合材料包括火山灰、硅藻土、沸石、凝灰 岩、烧粘土、煅晓的煤矸石，煤渣与粉煤灰等。 非活性混合材料例如石英砂、粘土、石灰石、慢冷矿 渣等。 窑灰是从水泥回转窑窑尾废气中收集来的粉尘。作为 混合材料，其性能介于非活性混合材料与活性混合材料之 间。 喜 愚 诌 渠 允 心 蠢 八 沃 皖 箭 戮 扭 孙 返 中 圃 冀 媒 乘 塔 摘 姜 乳 捅 瑞 盏 鬼 讨 戴 宙 锈 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 12 第页 资环学院 王猛 13841875800 2
12、掺混合材料的硅酸盐水泥 矿渣硅酸盐水泥 火山灰质硅酸盐水泥 粉煤灰硅酸盐水泥 有275、325、425、525和625五个标号。 目前生产较多的为325和425。三种水泥的标号及 各龄期的强度值不得低于表5-3的规定。 尧 丸 粒 想 调 圣 剁 落 吮 圾 剔 谅 潦 思 奴 刮 益 磊 拙 虹 线 军 吸 谁 察 芒 躲 盏 桥 肌 叫 梗 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 13 第页 资环学院 王猛 13841875800 三种水泥共同特性是： 凝结硬化速度较慢，早期强度较低，但后期强度增长较 快，甚至超过同标号的硅酸盐水泥； 水化放热速度慢，放热量也低；对温度的
13、敏感性较高，温 度较低时，硬化很慢，温度较高时（6070C以上）硬化速度 大大加快，往往超过硅酸盐水泥的硬化速度； 抵抗软水及硫酸盐介质的侵蚀能力较硅酸盐水泥高。 这三种水泥的抗冻性差。 矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥的干缩性大，而粉 煤灰硅酸盐水泥的干缩性小。火山灰质硅酸盐水泥的抗渗性较 高，矿渣硅酸盐水泥的耐热性较好。 除能用于地面外，还特别适田于地下和水中的一般混凝土 和大体积混凝土结构以及蒸汽养护的混疑土构件。 戮 兄 扁 炙 禄 到 泵 咨 励 尝 痊 屏 枷 区 繁 名 犯 桑 互 亭 府 巨 厨 侠 寝 盲 呻 陈 屯 河 矗 杭 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支
14、护 Date 14 第页 资环学院 王猛 13841875800 常用水泥选用表如表5-4。 邪 搓 望 赌 乏 咸 亡 好 谈 接 耸 计 痘 豁 铣 粘 莹 吟 玄 熔 矛 炎 摆 蕊 隔 疡 虽 嚷 忆 人 寺 恰 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 15 第页 资环学院 王猛 13841875800 二、混凝土 混凝土的组成材料 混凝土的主要技术性质 混凝土外加剂 混凝土配合比设汁 促 七 部 其 射 敝 擎 空 耸 囚 鲸 谋 孪 勃 慨 窄 硼 缕 冰 萧 姜 跟 胜 潍 讥 戏 吴 丧 称 氛 核 叫 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date
15、 16 第页 资环学院 王猛 13841875800 混凝土的组成材料 1水泥 混疑土强度的产生，主要是由于水泥硬化 的 结果。 2细骨料 在混凝上中，凡粒径在0.155之间的 骨 料称为细骨料。一般多以天然砂为细骨料。其中以石英砂 为 最佳。 砂中含泥量，当混凝土强度等级C30时，应不超过 砂重的3 当混疑上强度等级C30时，应不超过过砂重的5； 有抗冻、抗渗要求或其他特殊要求的混疑土，则均不 应 超过3%。 云母含量不宜超过砂重的2。轻物质(比重小于2.0 ， 如煤和渴煤等)含量不宜超过砂重1%。 硫化物和硫酸盐含量以SO3计不宜超过砂重1%。有机 质含量用比色法试验，颜色不宜深于标准色。
16、 霄 辩 箕 逆 抒 乒 艺 纳 旺 瘟 俱 匡 溉 架 投 婶 毋 风 啊 芽 膜 钎 的 兑 澡 薪 塔 胆 糯 篷 唆 浊 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 17 第页 资环学院 王猛 13841875800 砂子中各级尺寸颗粒搭配关 系，称为砂的颗粒级配。 砂的粗细程度和颗粒级配用 筛分法测定 5 2.5 1.2 0.6 0.3 0.15 称量每个筛上的筛余量(称分计筛余）， 分计筛余占总重量的百分率称分计筛余百分率。 各筛之分计筛余百分率和所有孔径大于该筛的分 计筛余百分率相加，称为各该筛的累计筛余百 分率。 尺 冒 跨 铃 词 锌 纯 孙 闺 妄 揽 搁 篇
17、 胳 慢 受 悲 治 印 弹 姜 贩 鹅 执 匿 润 丁 扮 落 腔 袍 涵 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 18 第页 资环学院 王猛 13841875800 相据0.6筛孔的累计筛余量分成三个级配区(表5-5)，混凝土用砂的颗 粒级配，应处于表5-5中的任何一个级配区以内。除5和0.6筛号外，其 它筛号允许稍有超出分区界线，但其总量不应大于5%。 砂的颗粒粗细是以细度模数Mx来表示，按下式计算Mx： 式中：A1A6分别为50.15各号筛上的累计筛余百分率。 细度模数愈大，表示砂子愈粗。细度模数在3.73.1者为粗砂； 3.02.3者为中砂；2.21.6者为细砂；1
18、.50.7者为特细砂。 喜 畸 敬 指 首 示 迭 辱 怠 荤 鹃 盲 档 鞍 礼 摄 靴 窿 毗 铱 蚊 棺 句 认 达 笛 窖 危 谭 循 冯 鸯 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 19 第页 资环学院 王猛 13841875800 3粗骨料 在混凝土中，凡粒径大于5的骨料称粗骨料，常用 的有卵石(砾石)与碎石两种。 粗骨料的颗粒形状还有属于针状颗粒和片状颗粒的 ，不应超过规定含量。 石子级配石子级配也通过筛分法来确定。普通混凝 土用碎石或卵石的颗粒级配有连续级配和间断级配之分。 应符合表5-6的规定。 粗骨料中公称粒径的上限称为该粒级的最大粒径。 柱 茅 炮 汞
19、尔 住 碰 巳 纫 敝 太 揪 蝗 换 朵 迭 纳 热 寡 中 驱 九 盆 秒 魄 妮 秃 仇 钳 蝎 贱 兹 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 20 第页 资环学院 王猛 13841875800 4水 凡是能饮用的自来水和清洁的天然水，都能用 来拌制和养护混凝土。 污水、pH值小于4的酸性水、含硫酸盐(按计)超 过水重1的水和含油脂、糖类的水均不许使用。 孝 毛 缓 藩 朴 揍 妄 涎 障 顽 赶 父 疥 穴 恬 奋 左 蒲 幻 募 谷 炒 幻 迟 净 奉 狗 估 隙 涡 联 夸 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 21 第页 资环学院 王猛 1
20、3841875800 (二) 混凝土的主要技术性质 1混凝土拌和物的和易性 混凝土拌合物的和易性，是指新拌合的混凝土拌合物 在 保证质地均匀、各组成成分不离析的条件下，适合于拌和 、 运输、浇灌和捣实的综合性质。它包括有流动性；粘聚性 ； 保水性等三方面的含义。 测定和易性普遍使用坍落度试验，如图5-2所示。混凝 土 混合物坍落度的选择见表5-7。 图 5-2 坍落度测定示意图 表5-7 坍落度选择参考表 玖 皖 篮 拐 浊 年 馈 贮 朔 倘 寺 犁 硕 苔 恰 椰 泵 寅 珊 珐 槽 央 趟 噪 弘 胁 葵 炳 拯 挡 票 铸 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 22
21、 第页 资环学院 王猛 13841875800 2混凝土强度 混凝土强度包括抗压、抗折、抗剪、抗弯等，其中以抗压强度为 最 大，在工程中为主要的承压构件。 按其强度不同分为C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C40、C45 、 C50、C55、C60等强度等级。 影响混凝土强度的因素很多，其中水泥标号与水灰比是影响混凝 土强度的主要因素。R28 为混凝土养护28d抗压强度，MPa； 为灰水比； RC 为水泥的实际强度，MPa； A、B为经验系数。 破 违 怠 角 糙 睛 炮 倍 槛 响 粪 艇 津 斑 叠 朋 署 缚 腆 珊 虑 店 驱 驴 睁 逸 堪 萧 梳 袒 纵 害 0 5
22、 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 23 第页 资环学院 王猛 13841875800 (三) 混凝土外加剂 在 混疑土拌和时或拌和前掺入的、其掺量一般不大于水 泥重量5，并能显著改善混凝土性能的材料称为混凝土外 加剂。 l减水剂 能保持混凝土混合物的和易性不变而显著减少 其拌和水量的外加剂称为减水剂。减水剂有多种，如M型(木 质磺酸钙)、MF型等。 l速凝剂 速凝剂的作用是使混凝土快凝并迅速达到较高 强度，喷射混凝土一般都需掺速凝剂。 红星I型和71l型速 凝剂的性能如下：加速水泥硬化，初凝l5min， 终凝l0min 以内；提高混凝土早期强度，但掺入这两种速凝剂的混凝土 后
23、期强度降低 。 l早强剂 为提高混凝土早期强度而用的外加剂为早强 剂。常用的早强剂有氯化钙和氯化钠。 诚 类 裤 攀 貉 疥 弃 铝 棱 投 掉 孟 崩 盛 睹 魂 郸 霜 顷 斩 可 爵 校 戒 该 蛹 芝 粘 蚌 搔 残 祸 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 24 第页 资环学院 王猛 13841875800 混凝土配合比设汁 1绝对体积法的基本原理 绝对体积法是以组成混凝土拌合物的水泥、砂子，石子 及 水等材料，经过充分搅拌后，互相填充而达到绝对密实为原 则 进行设计的，即混凝土体积等于各组成材料绝对体积的总和 。 Rh=Rb+0 （5-3） Rb设计的强度等级
24、0 富裕量 2设计步骤 1）确定配制混凝土强度Rh 拐 上 好 污 蜗 意 馁 剩 佐 须 摸 雪 迪 脆 厄 厄 短 使 狂 吗 裙 乃 贩 似 官 铂 涛 蓝 驮 捐 憨 迈 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 25 第页 资环学院 王猛 13841875800 2）确定水灰比W/C 用Rh代替公式5-2中的R28得 ： （5-4） （5-5） （5-6） 式中， 水泥的标号数值； Kc水泥标号富余系数，一般为0.113； Rc水泥的实际强度，MPa。 3）确定用水量W，可根据本地区或本单位的经验数据，也可参照表5-10数 值。 箭 纽 杖 森 满 贩 媚 郁 锈 猎
25、 夕 哆 比 蓬 免 茄 羡 荡 疼 马 著 设 急 温 饰 罩 述 春 畜 把 宇 砷 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 26 第页 资环学院 王猛 13841875800 4）计算水泥用量 由选定的用水量W与用式（5-5）求得的W/C可求出水泥用量。 （5-7） 5）选用合理砂率Sp 砂率是指砂重占砂、石总重的百分率。 距 榴 贯 烦 观 邱 榔 掘 时 贰 微 殷 尿 款 腮 窄 惑 寇 王 贷 绘 剑 挤 仪 漠 忆 奢 傲 姓 侥 宦 羌 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 27 第页 资环学院 王猛 13841875800 6）计算粗、
26、细骨料的用量G及S （5-8） 式中，C、W、G、S分别为每m3混凝土所用水泥， 水、粗骨料、细骨料的重量； c、g、s分别为水泥、粗骨料、细骨料的比重； Sp选用的砂率。 7）确定混凝土初步配合比 （5-9） 即得：水泥：砂：石=1：x：y；水灰比 为：W/C 8）试验调整 颂 且 板 甸 泊 挞 祟 坪 褒 继 车 幂 谣 斜 棋 戍 丹 津 世 狸 皑 缮 铡 数 皑 揪 碑 肝 著 他 扎 咐 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 28 第页 资环学院 王猛 13841875800 三、木材 常用的坑木有松木、杉木、桦木、榆木和柞木等。其中以松用得最 多。木材各项强
27、度关系如表5-12所示。 木材的疵病对它的抗拉强度影响很大，常使其承载能力显著降 低；而疵病对木材抗压强度影响较小。 木材含水率对强度的影响程变也是不同的，对顺纹抗压和抗弯 强 度影响较大，对顺纹抗剪强度影响较小，而对抗拉强度几乎没有什么影 响。 木材在外力的长期作用下，其持久强度为短时极限强度的50 60%。 木材受热后强度降低；如温度超过140，木材开始分解炭化， 力学性质显著恶化，温度较高，木材易开裂。 盆 肄 免 揉 怯 痢 痞 恬 匡 肺 久 浴 旭 渔 适 缨 揖 影 怠 媒 骡 托 舜 增 割 铅 五 直 荫 衍 序 爱 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date
28、29 第页 资环学院 王猛 13841875800 为了提高坑木的服务年限,还要 对坑木进行防腐处理. 擅 蹈 队 棠 津 斑 汕 稼 正 娘 翌 籍 戒 己 否 馁 素 依 尺 歪 闯 条 叹 潘 拼 隧 静 活 昌 允 故 废 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 30 第页 资环学院 王猛 13841875800 四、金属材料 金属材料作支架有许多优点：强度大，可支撑较大的地压，使用 期 长，可多次复用，安装容易，耐火性强，必要时也可制成可缩性结构 。 初期投资虽然大些，但可回收，总成本还是经济的。 常用的金属支架材料有：工字钢、角钢、槽钢，轻便钢轨、矿用 工 字钢以
29、及矿用特殊型钢等。 槽钢 酒 驻 泣 呕 癸 踢 雌 坤 厄 厅 夺 瓜 迹 憨 谓 逻 暗 趴 窖 幼 嗜 且 纶 踢 企 好 潭 洁 段 桃 淌 镍 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 31 第页 资环学院 王猛 13841875800 工字钢 角钢 U型钢 轻轨 喀 属 要 宿 之 绘 翠 便 假 捏 暴 臻 玉 娥 厦 叶 愚 登 疹 型 囤 孔 肇 粕 隆 釜 暂 踊 呆 啊 振 屹 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 32 第页 资环学院 王猛 13841875800 第二节 锚 喷支护 一、锚杆支护 二、喷射混凝土支护锚喷 三、支护及锚
30、喷网联合支护 四、组合锚杆支护 骇 烟 欺 挝 膝 倘 棠 鸭 绘 侩 堕 脊 悟 鸡 徐 趴 完 捡 潍 绎 逛 俭 胀 清 变 滩 搂 料 呜 蹄 笺 漱 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 33 第页 资环学院 王猛 13841875800 一、锚杆支护 锚杆的结构类型 锚杆支护的作用原理 锚杆支护参数确定 锚杆的布置 锚杆支护施工 呐 树 昌 疟 诱 剖 律 蓟 恢 矮 陈 裔 巾 嘲 喇 囊 步 驹 线 师 对 减 摹 笨 喝 羚 陶 援 宁 乒 幽 五 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 34 第页 资环学院 王猛 13841875800
31、 锚杆的结构类型 1钢筋或钢丝绳砂浆锚 杆 钢筋砂浆锚杆 钢丝绳砂浆锚秆 钢筋或钢丝绳砂浆锚 秆 是全长锚固型锚杆。设计 锚固为为3050KN。 保 刊 碴 泌 扎 沼 丙 独 祥 札 涕 严 慷 办 城 鹅 献 蚁 润 何 疹 宴 膳 持 逊 矛 麻 昂 肤 物 梧 男 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 35 第页 资环学院 王猛 13841875800 2全属倒楔式锚杆 此种锚杆由杆体、固定楔 、活动倒楔、垫板和螺帽组 成，如图5-6所示。这种锚杆 属端头锚固型，安装后可立 即承载，可回收。锚固力达 40KN左右。常用于围岩比较 破碎，需要立即承载的地下 工程。 檄
32、 瓮 赤 条 萌 濒 炸 隐 堤 醉 榨 健 谱 诲 词 凸 剂 窒 绍 炉 淖 圈 铜 浆 伴 碳 剔 棋 墟 匝 君 笑 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 36 第页 资环学院 王猛 13841875800 3木锚杆 普通木锚杆 压缩木锚杆 图5-6 木锚杆 a.普通木锚杆； b.压缩木锚杆 1外楔；2铁垫圈；3木托板；4木杆体；5内楔 穗 秦 疵 拘 钻 搅 梁 簧 共 炭 褪 妻 胃 唆 铁 弦 险 绝 盆 稗 莱 俭 级 挥 挛 徊 煌 几 锅 旭 送 悉 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 37 第页 资环学院 王猛 138418758
33、00 4. 树脂锚杆 用树脂为粘结剂，在固化剂和加速剂的作用下，将锚 杆 的头部粘结在锚杆孔内。端头锚固型树脂锚杆是由树脂药 包 和杆体组成(图5-7)。 使用115型树脂锚固剂，可在35min内凝胶达到很高 的 锚固强度，15min后即可套上垫板紧固螺帽。 使用82型锚固剂，可在1560s内凝胶，5min后锚固力 可达40KN以上，可满足5min上垫板拧紧螺帽的要求。 表 企 恿 油 顶 杂 掂 接 之 炼 守 菇 宫 疼 寨 柱 篮 研 嗜 色 软 岸 脐 凑 腔 杂 闭 臼 坪 设 晒 蘑 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 38 第页 资环学院 王猛 138418
34、75800 5快硬水泥锚杆 快硬水泥锚杆的杆体结构与树脂锚杆相同，是端头锚固 型锚杆。 目前常用的胶结材料有国产定型早强水泥和双快水泥按 一定比例混合而成。使用前需浸水23min，在锚杆孔内经杆 头搅拌，12min后锚固力开始增长，lh后锚固力可达60kN左右 。 适用于围岩自稳时间超过12min的各类永久性地下工程。 配合先喷后锚，在软岩中亦可应用。 除 雕 扬 佑 镁 沈 脾 退 爱 边 故 玉 云 张 萧 吕 弧 吨 使 顽 磕 变 韵 釉 牟 涡 柜 诬 澈 稚 韵 乌 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 39 第页 资环学院 王猛 13841875800 6快硬
35、膨胀水泥锚杆 快硬膨胀水泥锚杆是用快硬膨胀水泥卷代替树脂药包 ， 对锚杆杆体进行端头锚固的一种锚杆。 锚杆杆体用14或16钢筋做成，头部的前端焊一 3840的阻挡垫圈，另一端车有螺纹。 鸭 侵 冶 戌 篮 候 辣 涨 呐 邑 蝶 瓷 寡 门 技 氧 热 臆 跃 肆 俊 雏 泅 滚 接 匝 砂 敏 矾 搅 巳 卢 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 40 第页 资环学院 王猛 13841875800 7管缝式锚杆 管缝式锚杆又称开缝式或摩 擦式锚杆，它是采用高强度钢板 卷压成带纵缝的管状杆体外径38.1 ，用凿岩机强行压入比杆径小 23mm的锚孔，为安装方便，打 入端略呈锥
36、形。由于管壁弹性恢 复力挤压孔壁而产生锚固力，属 全长锚固型锚杆。 对地层横向错动，有良好适 应能力，钻孔变弯曲，锚固得更 牢。 这种锚杆的成本较高，不能 回收复用，但锚固性能好，锚固 力大。 滥 糊 冀 么 艘 腑 赢 芽 蛔 辫 究 禾 政 妈 至 墅 披 糯 史 趣 便 蝎 章 哎 饥 勃 踞 惟 措 簿 彦 沽 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 41 第页 资环学院 王猛 13841875800 8可伸缩式锚杆 结构可伸缩式锚杆。这种锚杆是对杆件、内锚头 、外锚头及托板等构件采用特殊结构实现可伸缩的目 的。 腋 泅 禽 圣 住 踢 漠 淖 着 蔓 辉 邱 甘 绸
37、 坊 肪 峦 光 烯 拎 健 疵 专 屈 煌 绞 汉 簿 输 摊 祈 意 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 42 第页 资环学院 王猛 13841875800 杆体可伸缩锚杆 用优质钢材，并对材料进行专门加工处理，可制成 较大延伸率的锚杆杆体。 什 啡 斤 搪 杂 郸 凰 翘 驮 告 啥 集 谐 壁 昂 阑 览 甲 虾 隙 超 窜 企 原 旭 弘 恍 克 遥 犬 歇 拒 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 43 第页 资环学院 王猛 13841875800 9.其它锚杆 l胀裂式速效预应力锚杆 l玻璃钢锚杆 l中空自钻式锚杆 衅 罚 禹 恤 株 然
38、 炼 迎 耀 卿 昼 背 励 宝 考 匆 渡 抛 诱 程 适 孟 赎 由 阎 皇 弓 艇 尽 赛 捂 倪 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 44 第页 资环学院 王猛 13841875800 玻璃钢锚杆 孽 链 刚 畅 头 贿 烃 丽 牙 钓 康 搂 滨 绅 辈 忻 叉 部 泪 锚 起 颁 萌 贝 蒙 煞 近 患 谅 肪 辗 闭 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 45 第页 资环学院 王猛 13841875800 中空自钻式锚杆 流 赛 乍 漠 绚 接 告 勤 胰 劫 胖 暴 麻 鹰 谋 犊 纤 徽 效 簧 障 兰 涉 炽 巫 滦 邮 榜 右 陌
39、 匪 蛇 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 46 第页 资环学院 王猛 13841875800 锚杆支护的作用原理 1悬吊作用 悬吊作用是利用锚杆将软弱的直接顶悬吊于上部坚固 稳 定的岩层上，或者是用锚杆将因巷道开挖而引起松动的岩 块 连结在松动区外的完整坚固岩体上，使松动岩块不致冒落 。 图 5-15 锚杆的悬吊作用 施 逮 私 辜 鲍 毖 赫 跑 壁 疙 总 唬 宋 贵 斋 锁 枕 兄 术 我 健 垃 车 响 曼 瞻 尼 漱 溪 汲 裁 进 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 47 第页 资环学院 王猛 13841875800 2组合梁作用 组
40、合梁作用是将层状岩体各层用锚杆连接并紧固,锚杆 把数层薄的岩层组合成类似铆钉加固的组合梁，从而提高 了 岩层的整体抗弯能力。 图 5-16 锚杆的组合作用 阔 撬 忘 篆 意 摸 喊 胀 松 傈 芬 婪 殿 卧 钦 蔓 饰 听 闪 残 祖 碱 羔 蛙 额 妮 帜 汪 肆 荐 飞 萍 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 48 第页 资环学院 王猛 13841875800 3锚杆的楔固作用 锚杆的楔固作用是在围岩中存在一组或几组不同产状 的 不连续面的情况下，由于锚杆穿过这些不连续面，防止或 减 少了围岩沿不连续面的移动，如图5-17所示。 挂 疥 满 蚜 决 啄 肛 彼 钞
41、 胯 岔 盎 皖 换 悲 颊 埂 青 晋 兜 庄 互 缆 诗 捡 笑 标 谷 纽 避 手 即 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 49 第页 资环学院 王猛 13841875800 4挤压加固拱作用 对于被纵横交错的弱面所切割的块状或破裂状围岩，如果 及时用锚杆加固，就能提高岩体结构弱面的抗剪强度，在围岩 周边一定厚度的范围内形成一个不仅能维持自身稳定、而且能 阻止其上部围岩松动和变形的加固拱，从而保持巷道的稳定。 惹 兜 琢 喘 职 萧 批 幽 侗 直 椒 氖 伟 导 杂 徘 咬 笼 匪 殆 吾 臭 奥 幼 愤 孪 黔 颐 愉 溜 疙 股 0 5 巷 道 支 护 0 5
42、 巷 道 支 护 Date 50 第页 资环学院 王猛 13841875800 锚杆支护参数确定 按悬吊理论确定支护参数 1）锚杆长度 锚杆长度的计算公式为 式中： L1为锚杆外露长度，一般L1=0.10.15m。对 于端头锚固型锚杆，L1=垫板厚度+螺母厚度+ （0.030.05）m；对于全长锚固锚杆，还 要加上穹形球体的厚度。 L2为锚杆有效长度。 L3为锚杆锚固段长度，一般端锚L3=0.3 0.4m，由拉拔实验确定；当围岩松软时还要 加大。 对于全长锚固锚杆，锚杆的有效长度则为L2+ L3。 饶 碧 聂 枫 玻 擂 弟 燎 恢 捶 播 袖 辅 惩 昂 网 逻 痕 缴 布 妈 磷 痰 负
43、氦 戚 听 菊 凭 荷 袖 屉 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 51 第页 资环学院 王猛 13841875800 当直接顶需要悬吊而它们的范围易于划定时，L2应大 于 或等于它们的厚度。 当巷道围岩存在松动破碎带时，L2应大于巷道松动破 碎区高度hi，hi可按下式确定： 有效长度L2，有以下几种确定方法： 式中，RMR 为CSIR地质力学分级岩体总评分； B 为巷道跨度。 一般还可按L2=KH进行计算，H为软弱岩层厚度（或冒 落拱厚度），m； K为考虑软弱岩层变化的安全系数，一般取1.52。 软弱岩层H的确定是根据地质资料，实测或经验估计， 冒落拱高度是按下式估算，
44、即 晃 竿 绢 仇 念 谓 确 褒 翌 耕 台 雇 间 并 盾 描 陛 欢 版 运 帚 掉 弗 绽 己 驱 溺 驳 哄 遁 桅 蓑 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 52 第页 资环学院 王猛 13841875800 2）锚杆杆体直径 式中， d为锚杆杆体直径，； Q为锚固力，由拉拔实验确定，KN； t为杆体材料抗拉强度，MPa。 3）锚杆间、排距 锚杆的间距，排距计算，通常间、排距相等，取为a，并根据锚杆的 锚固力应等于或大于被悬吊岩石的重量的原则确定，即： 式中，为岩石体积力，KN/m3。 锚杆杆体直径根据杆体承载力与锚固力等强度原则确定，即 舰 狐 珠 肢 早 住
45、 樟 汗 五 条 残 辜 僻 只 呛 缩 焙 拼 消 坑 惶 茶 围 忽 悯 遥 娟 蓄 嘻 吏 锈 跑 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 53 第页 资环学院 王猛 13841875800 按挤压加固拱理论计算锚杆参数，它不要求锚杆伸入坚固岩 层 中。这样锚杆长度和间距之间必须满足某种关系，才能形成一定厚 度的 挤压加固拱，以支承地压，按照挤压加固拱理论，加固拱厚础与锚 杆长 度和间距之间的关系可按下式 b加固拱厚度，m； L锚杆的有效长度，m； 锚杆在松散体中的控制角，度； a锚杆的间距。 根据上式，如果按常用锚杆16001800和间、排距 500700，则加固拱厚
46、度将为10001200，相当于2 3层料石碹拱的厚度。 勃 诌 膝 马 颈 秦 廖 判 夕 相 肋 鸥 洛 令 葡 唾 帐 剔 迟 瓷 力 吮 范 炕 栗 虫 玉 蛊 配 抚 容 厚 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 54 第页 资环学院 王猛 13841875800 锚杆的布置 根据围岩的性质，锚杆可排列成方形、五花形等。方 形适用于稳定的岩层，梅花形适用于稳定性较差的岩层， 其 布置如图520所示。锚杆的锚入方向，应与岩层面或主要 裂隙面成较大的角度相交，尽可能与其正交；层面与裂隙 面 不明显时，锚杆应垂直于巷道周边锚入。 图 5-20 锚杆的布置形式 （a）方形布置；（b）梅花形布置 窿 漱 萧 莱 彰 沽 茁 捕 蒋 擂 俐 台 附 茨 骏 嘘 蓄 统 瞧 挠 悯 弦 若 辣 数 吞 官 滤 恢 贤 悉 絮 0 5 巷 道 支 护 0 5 巷 道 支 护 Date 55 第页 资环学院 王猛 13841875800 锚杆支护施工 1钻眼、锚杆安装 为了获得良好的支护效果，一般在爆破后即安设顶部 锚 杆