水利工程施工实验报告

安全生产技术措施

页脚内容

《水利工程施工》地下洞室支护系统锚杆拱效应实验报告 ............................................ 2

一、实验目的 ................................................................................................................. 2

二、实验原理 ................................................................................................................. 2

三～五、实验用品等 ..................................................................................................... 3

六、分析与讨论 ............................................................................................................. 4

《施工导截流沙盘模型试验》实验报告 ............................................................................. 6

一、大溪水库隧洞导流 ................................................................................................. 6

二、三峡工程之分期围堰方案 ..................................................................................... 7

《常态混凝土施工工艺模型实验》混凝土的运输浇筑方案简述 .................................... 9

一、混凝土的原料 ......................................................................................................... 9

二、混凝土的搅拌 ......................................................................................................... 9

三、混凝土的运输 ....................................................................................................... 10

《混凝土拌合楼模型实验》混凝土拌合楼布置及工程温控防裂措施简述 .................. 12

一、混凝土拌合楼布置 ............................................................................................... 12

1、拌和站平面布置 ..................................................................................................... 12

2、骨料仓设置 ............................................................................................................. 13

3、粉料仓设置 ............................................................................................................. 13

4、液体料仓设置 ......................................................................................................... 13

5、原材料的输送 ......................................................................................................... 13

6、混凝土搅拌区 ......................................................................................................... 14

7、拌和站工装设备配置 ............................................................................................. 14

二、水利工程温控防裂措施 ....................................................................................... 15

1、水工混凝土的特点 ................................................................................................. 15

2、裂缝的类型、产生原因及危害 ............................................................................. 15 目录 安全生产技术措施

页脚内容 3、混凝土温度控制及防裂措施 ................................................................................. 17

《水利工程施工》地下洞室支护系统

锚杆拱效应实验报告

一、实验目的

（1）通过地下洞室支护系统锚杆拱效应实验进一步深入与拓展对地下洞室喷锚支护知识的了解；

（2）直观展示地下洞室的系统锚杆支护原理，改善地下工程施工部分内容的实验教学环节的不足；

（3）提高学生的动手能力，培养学生开展工程实验的能力。

二、实验原理

当在地下洞室进行喷锚支护后，洞室顶端山体形成以系统锚杆头和紧固端为顶点的锥形体压缩区，如果将锚杆沿洞室顶拱按一定间距径向排列，在锚杆沿洞室顶拱按一定间距径向排列，在锚固力作用下，每根锚杆周围形成的锥形体压缩区彼此重叠联结，在围岩中形成一连续压缩带，该区域不仅能保持自身的稳定，而且承受上部围岩压力，阻止上部围岩的松动和变形发展。通过锚杆对破碎岩体施加锚固力是形成加固拱地前提。

本次实验在一个拱形石料槽中安设锚杆并填充碎石料来模拟地下洞室支护的系统锚杆加固拱的作用，锚杆的上下两端都采用垫片加螺母来对石料施加锚固力，实验原理如下图1：

（1）先安装石料槽底板，在石料图1 安全生产技术措施

页脚内容 槽内不设置锚杆的情况，将粒径40-60mm的石料装进拱槽内，拆卸装置石料槽底板，观察石料完全塌落情况；

（2）再次安装石料槽底板，再将下端固定好垫片的锚杆安放在底板上；

（3）将粒径40-60mm的石料重新装入拱形石料槽，保证锚杆位置无过大变动；（4）石料装满石料槽后，旋钮锚杆顶部的碟形螺母，在垫片的作用下对石料施加足够的锚固力；

（5）拆卸装置的石料槽底板，观察石料的锚固情况，若石料不完全掉落，呈连续拱形，则实验成功，系统锚杆的拱效应得到验证。

三、实验用品

拱形石料槽、集中锚固锚杆40支、工具箱（手套、老虎钳、锤子）、铁锹、斗车、

石料（粒径40-60mm）。

四、实验步骤

（1）将锚杆锚固端的垫片和螺栓拆开放好；

（2）分区域将拆好的锚杆插入石料槽的底板的孔洞中，并倒入第一层石料；

（3）直至所有锚杆都立在石料槽对应的孔洞中，并倒入第一层石料将锚杆固定，图2；

（4）用锤子轻轻锤石料，压实第一层石料；

（5）待第一层石料压实之后，再进行第二层石料下料；

（6）分层下料，分层压实，直至下料高度距离锚杆端部10cm左右；

（7）压实结束后，装上垫片并调整至水平，旋钮锚杆顶部的蝶形螺母，在垫片的作用下对石料施加足够的锚固力；

（8）待螺栓全部拧紧之后，拆卸装置的石料槽底板，观察石料的锚固情况，石料不完全掉落，且呈连续拱形。如图3；

五、实验结果 图2

图3 安全生产技术措施

页脚内容 石料不完全掉落，呈连续拱形，实验成功，系统锚杆的拱效应的到验证。

六、分析与讨论

（1）锚杆的悬吊作用

悬吊作用是指用锚杆将软弱的直接顶板吊挂在其上的坚固老顶之上。

如图1所示，或者是用锚杆将因巷道开挖而引起松动的岩块连接在松动区外的完整坚固岩石上，使松动岩块不至冒落。

（2)锚杆的组合梁理论

利用锚杆的拉力将层状岩层组合起来形成组合梁结构进行支护，这就是锚杆组合梁作用。组合梁作用的本质在于通过锚杆的预拉应力将原视为叠合梁的岩层挤紧，增大岩层间的摩擦力；同时，锚杆本身也提供一定的抗剪能力，阻止其层间错动。锚杆把数层薄的岩层组合成类似铆钉加固的组合梁，这时被锚固的岩层便可看成组合梁，全部锚固层能保持同步变形，顶板岩层抗弯刚度得以大大提高。

（3）锚杆锲固作用

是指在围岩中存在一组或多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。

（4）挤压加固拱作用

形成以锚杆头和紧固端为顶点的锥形体压缩区。如将锚杆沿拱形巷道周边按一定间距径向排列，在预应力作用下，每根锚杆周围形成的锥形体压缩区彼此重叠联结，在围岩中形成一连续压缩带。它不仅能保持自身的稳定，而且能承受地压，组织上部围岩的松动和变形。显然，对锚杆施加预紧力是形成加固拱的前提。

（5）锚杆的减跨作用

如果把不稳定的顶板岩层看成是支撑在两帮的叠合梁，由于可视悬吊在当于在该处打了点柱增加了支点而减少了顶板的跨度，从而降低了顶板岩层的弯曲应力和挠度，维持了顶板与岩石的稳定性，使岩石不易变形和破坏。这就是锚杆的“减跨”作用，它实际上来源于锚杆的悬吊作用。