锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB50086-2001）

UDC中华人民共和国国家标准PGB50086-2001锚杆喷射混凝土支护技术规范specificationsforbolt-shotcretesupport2001-07-20发布2001-10-01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建设部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Specificationsforbolt-shotcretesupportGB50086-2001主编部门原国家冶金工业局批准部门中华人民共和国建设部施行日期2001年10月1日2001北京关于发布国家标准锚杆喷射混凝土支护技术规范的通知建标[2001]158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[1994]240号)的要求由原国家冶金工业局会同有关部门共同修订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GB50086-2001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二一年七月二十日前言本规范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[1994]240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昀后于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: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邹贵文何益寿赵慧文丁恩保盛谦目次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)5.2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1.0.1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1.0.2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1.0.3锚喷支护的设计与施工必须做好工程的地质勘察工作因地制宜正确有效地加固围岩合理利用围岩的自承能力1.0.4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术语符号2.1术语2.1.1初期支护initialsupport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2.1.2后期支护Finalsupport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昀后施工的支护称为后期支护2.1.3拱腰haunch隧洞拱顶至拱脚弧长的中点称为拱腰2.1.4隧洞周边位移convergenceoftunnelinnerperimeter隧洞周边相对应两点间距离的变化称为隧洞周边位移2.1.5锚固力anchoringforce锚杆对围岩所产生的约束力称为锚固力2.1.6抗拔力anti-puHforce阻止锚杆从岩体中拔出的力称为抗拔力2.1.7润周wettedperimeter水土隧洞过水断面的周长称为润周2.1.8点荷载强度指数point-loadingstrengthindex直径50mm圆柱形标准试件径向加压时的点荷载强度2.1.9系统锚杆systembolt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2.1.10预应力锚杆prestressanchor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2.1.11缝管锚杆splitset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2.1.12水胀锚杆swellexbolt将用薄壁钢管加工成的异形空腔杆体送入钻孔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2.1.13自钻式锚杆self-drillingbolt将钻孔注浆与锚固合为一体中空钻杆即作为杆体的锚杆2.1.14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2.1.15水泥裹砂喷射混凝土sendenvelopedbycement(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2.1.16格栅钢架reinforcing-bartruss用钢筋焊接加工而成的桁架式支架第3页2.2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n组试块抗压强度的昀低值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2.2.2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2.2.3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2.2.4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3.0.1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围岩级别的划分应根据岩石坚硬性岩体完整性结构面特征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=prpmvVVK3.0.3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3.0.3确定Kv值表303Jv与Kv对照表Jv(条m3)33101020202525Kv0750750550550350350150153.0.4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:1σrvmfKS=(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302围岩分级主要工程地质特征岩石强度指标岩体声波指标围岩级别岩体结构构造影响程度结构面发育情况和组合状态单轴饱和抗压强度MPa点荷载强度MPa岩体纵波速度km/s岩体完整性指标岩体强度应力比毛洞稳定情况整体状及层间结合良好的厚层状结构构造影响轻微偶有小断层结构面不发育仅有2~3组平均间距大于08m以原生和构造节理为主多数闭合无泥质充填不贯通层间结合良好一般不出现不稳定块体60255075毛洞跨度5~10m时长期稳定无碎块掉落同级围岩结构同I级围岩特征30~60125~253.7~52075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有少量断层结构面发育一船为3组平均间距04~08m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602537~5205毛洞跨度5~10m时围岩能较长时间(数月至数年)维持稳定仅出现局部小块掉落第7页续表302主要工程地质特征岩石强度指标岩体声波指标围岩级别岩体结构构造影响程度结构面发育情况和组合状态单轴饱和抗压强度(MPa)点荷载强度(Mpa)岩体纵波速度(km/s)岩体完整性指标岩体强度应力比毛洞稳定情况同I级围岩结构同I级围岩特征20~30085~12530~450752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30~60125~