第五章 锚杆与锚索支护结构

矿区锚杆支护技术规范.1 本规范是专门针对潞安矿区现有生产矿井所开采的3#煤层的地质与生产条件而编制的，旨在促进潞安矿区煤巷锚杆支护技术健康发展，为矿井实现安全高效创造良好条件。

1.2 根据《潞安矿区巷道围岩地质力学测试与分类研究报告》和《潞安矿区煤巷锚杆支护成套技术研究》的结论，在潞安矿区的煤巷中可以并应积极推广应用锚杆支护技术。

指导思想是：解放思想，实事求是，因地制宜，积极推广应用。

工作原则是：以科学的理论依据为指导，以严谨的态度抓好设计、施工和管理。

1.3 本规范适用于潞安矿区以锚杆支护作为主要手段的煤巷，包括：(1) 回采巷道（运输巷，回风巷，开切眼，瓦排巷等）；(2) 采区集中巷；(3) 煤层大巷；(4) 各类煤巷交岔点和峒室。

1.4 在进行煤巷锚杆支护设计前，必须有全面、准确、可靠的巷道围岩地质力学参数，包括地应力的大小和方向、围岩强度、围岩结构等。

否则，不能进行锚杆支护设计。

1.5 煤巷锚杆支护设计采用动态信息设计法。

设计是一个动态过程，充分利用每个过程提供的信息。

设计应严格按五个步骤进行，即巷道调查和地质力学评估、初始设计、井下施工与监测、信息反馈分析和修正设计、日常监测。

1.6 煤巷锚杆支护材料的尺寸规格、力学性能与产品质量必须满足锚杆支护设计的要求，并符合煤矿安全有关规定。

否则，不能下井使用。

1.7 煤巷锚杆支护施工应严格按照设计和作业规程要求进行，确保施工质量。

1.8 与煤巷锚杆支护技术有关的各级管理和技术人员，以及操作工人，都应进行锚杆支护技术培训。

1.9 本规范未涉及的煤巷锚杆支护技术问题，应按煤炭行业有关规定执行。

第二章巷道围岩地质力学评估与现场调查2.1 巷道围岩地质力学评估与现场调查是煤巷锚杆支护设计的基础依据和先决条件，必须在进行支护设计之前完成。

2.2 地质力学评估与现场调查首先应确定评估与调查的区域，考虑巷道服务期间影响支护系统的所有因素，随后的锚杆支护设计应该限定在这个区域内。

锚杆支护一、锚杆支护的原理锚杆支护就是以维护和利用围岩的自承能力为基点，及时地进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分。

通过锚入围岩内部的杆体，改变巷道围岩的本身的力学状态，在巷道周围形成一个整体而又稳定的承载环，和围岩共同作用，达到维护巷道的目的。

这一支护形式与传统的棚式支护相比属于主动积极加固巷道围岩的支护形式。

二、锚杆在支护中的作用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、锚杆的组合梁理论在层状岩层的巷道顶板中，通过锚入一系列的锚杆，将锚杆长度以内的薄层岩石锚成岩石组合梁，从而提高其承载力。

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、锚杆锲固作用锚杆的悬吊作用锚杆的组合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。

如图3。

44、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。

如将锚杆沿拱形锚杆的楔固作用p бb p 锚杆的楔固作用-б p (бbp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，由于可视悬吊在老顶上的锚杆为支点，安设了锚杆就相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。

＊*＊***＊＊*＊施工方案重庆市*＊***＊＊＊＊＊工程公司二0一八年六月重庆***＊＊*＊＊基坑及环境边坡支护工程施工方案编写：审核:总工：批准：编制单位：重庆市＊**＊＊***＊公司编制日期:二0一八年六月目录第一章工程概况2一、工程简况2二、设计简介3第二章施工准备3一、组织准备3二、施工现场准备3三、施工资源准备3第三章主要的施工程序和施工方法5一、测量放线5二、削坡施工7三、施工脚手架搭设9四、锚杆（索）施工15五、钢筋砼格构施工21六、截、排水沟施工36七、喷砼及绿化施工39八、抗滑桩施工42九、施工措施55十、信息施工法56第四章工期及施工进度计划56一、工程施工进度计划56二、工期施工措施57第五章工程质量目标及保证措施59一、质量方针、质量目标、质量承诺59二、质量保证体系59三、质量保证措施60四、施工质量控制61第六章安全保证及措施62一、施工安全保证组织机构62二、安全保证措施62三、施工区安全保证措施63第一章工程概况一、工程简况****＊*＊＊***＊＊＊＊*二、设计简介A1~B1段采用7根A型抗滑桩支护; C1～D1段采用6根B型抗滑桩支护; E1～F1段采用9根C型抗滑桩+锚索支护；F1~G1段采用6根C 型抗滑桩+锚索支护； G1～H1段采用10根的、D型抗滑桩+锚索支护，H1～H2段采用6根A型抗滑桩支护。

a～b、b～c、c～d段采用肋板+锚杆支护。

按坡率法放坡的坡面，采用挂网喷射混凝土+锚钉支护。

第二章施工准备一、组织准备公司直接领导下，建立项目经理部，具体布置如下图：二、施工现场准备根据施工平面布置图合理经济布置施工现场，搭设生产、生活临时设施。

三、施工资源准备1、主要机械设备准备根据本工程特点及进度计划安排，有秩序地组织机械设备进场，机械设备除及时运输调回外还应注意之前检查及保养工作,本工程主要施工设备见下表.2、材料准备根据施工设计图纸计算出材料需用量计划，联系所需规格材料.原材料检验：本工程所需的各种材料，水泥、砂、钢筋等均为大厂材料，免检产品。

锚杆支护技术规范第一章总则第一条为科学、规范、有效实施锚杆支护，提高质量，保证安全，促进锚杆支护技术的发展，特制定本规范。

第二条健全锚杆支护管理责任制，明确集团公司部门、矿井、科区、班组各级管理责任，实现全员、全方位、全过程管理。

第三条加强对锚杆支护的过程控制及各环节的管理。

地测、技术、物管、区队等单位要分工负责、协调配合，切实做好地质资料提供、支护设计、施工机具和材料的供应、质量控制、监测监控、后路维护、支护效果分析、缺陷改正等工作。

第四条强化锚杆支护技术培训工作，管技人员及操作工人必须接受培训。

第五条依靠技术进步，推广应用新技术、新装备、新材料、新工艺，不断提高锚杆支护技术水平。

第六条本规范中“锚杆支护”是以“锚、网、索、注”支护为主的各类支护的统称。

第七条本规范未涉及的内容，按国家及上级主管部门的有关法规、规范及规定执行。

集团公司原有技术规定与本规范相抵触的，以本规范为准。

第二章管理职责第八条矿长是安全管理的第一责任人，负责锚杆支护涉及的各部门之间统筹协调，所需材料和装备的投入，重大安全隐患或事故的处理。

第九条矿总工程师负责审批锚杆支护设计及变更设计,组织开展复杂条件巷道锚杆支护技术研究。

第十条掘进矿长负责组织施工单位按支护设计、作业规程和安全技术措施施工，保证施工质量。

第十一条安监处长负责组织锚杆支护巷道安全质量监督检查。

第十二条矿掘进副总工程师负责组织支护设计、作业规程、安全技术措施的会审。

第十三条集团公司机关业务部门负责组织新技术的科研和推广，开展安全质量监督检查和技术业务指导，修订完善锚杆支护技术规范。

第十四条矿生产技术部门负责锚杆支护设计，指导现场落实，掌握施工动态，建立管理台帐，收集、分析矿压观测资料，及时报告施工条件变化，提出处理意见。

第十五条矿地测部门负责向生产技术部门、施工单位提交地质资料；动态掌握施工巷道地质变化情况，提前做好地质预报。

第十六条矿安监部门负责现场安全质量监督检查，支护产品质量抽检，监督落实支护设计、作业规程、安全技术措施和质量标准。

锚杆支护体系1.结构形式锚杆支护体系由挡土墙结构物与土层锚杆系统两部分组成，如下图1所示。

1—锚杆（索）2—自由段3—锚固段4—锚头5—垫块6—挡土结构图2-1 灌浆土层锚杆系统的构造示意图根据挡土结构的不同目前我国常见的锚杆式挡土墙分为肋板式、格构式、排桩式锚杆挡墙。

灌浆土层锚杆系统由锚杆（索）、自由段、锚固段及锚头、垫块等组成。

2.支护原理锚杆是一种新型的受拉杆件，它的一端与工程结构物或挡土墙联接。

另一端锚固在地基的土层或岩层中，以承受结构物的上托力、拉拔力、侧倾力或挡土墙的土压力、水压力，从而利用地层的锚固力维持结构物的稳定。

3.计算方法3.1墙背土压力及分布（1）墙背土压力的计算：锚杆挡土墙墙面板所受的土压力系由墙后填料及外荷载引起。

为简化计算,一般仍按库仑主动土压力公式计算,然后根据试验资料,乘以增大系数2β（一般为1.0~1.2,）。

但是,锚杆挡土墙后一般为岩体,岩体产生的土压力用库仑公式是不够的,根据现场经验,结合岩体的节理、裂隙、岩层的风化程度等合理选用,有条件时亦可用岩石力学分析方法进行核算。

分级锚杆挡土墙的土压力可按延长墙背法计算。

计算上级各级构件时,视下级墙为稳定结构,可不考虑下级墙对上级墙的影响,墙背摩擦角可用(0.3~0.5)δφ=。

（2）土压力分布：填方锚杆挡土墙和单排锚杆的土层锚杆挡土墙，或挡土墙高度较小，未采用逆作法施工，可近似按库伦土压力理论取为三角形分布；对于岩质边坡以及坚硬、硬塑状粘性土和密实、中密砂土类边坡，当采用逆作法施工的柔性结构的多层锚杆挡墙时，侧压力分布可近似按图2确定，图中hk e 可按式（1）（2）计算：对于岩质边坡：0.9hkhk E e H =（1） 对于土质边坡：0.875hkhk E e H= （2）式中：hk e —侧向岩土压力水平分力标准值；hk E —侧向岩土压力合力水平分力标准值；H—挡墙高度。

图2 锚杆挡墙侧压力分布图3.2 肋柱、锚杆的内力计算岩质边坡以及坚硬、硬塑状粘性土和密实、中密砂土类边坡，锚杆挡墙，立柱和锚杆的水平分力可按下列规定计算：1 立柱可按支撑于刚性锚杆上的连续梁计算内力；当锚杆变形较大时立柱宜按支撑于弹性锚杆上的连续梁计算内力；2 根据立柱下端的嵌岩深度，可按铰接端或固定端考虑；当立柱位于强风化岩层以及坚硬、硬塑状粘性土和密实、中密砂土内时，其嵌岩深度可按等值梁法计算。

锚索支护安全技术操作规程锚索支护是一种常用于煤矿、隧道、地铁等工程中的一种支护技术，其主要作用是增强工程的稳定性和安全性。

锚索支护安全技术操作规程是为了保证锚索支护作业的安全、高效进行而制定的。

以下是一份锚索支护安全技术操作规程的大致内容，供参考：一、一般规定1. 施工单位必须按照国家相关安全法律法规和规定执行，确保施工安全。

2. 施工前必须进行准确可靠的安全技术措施预测，并在施工过程中根据实际情况进行调整。

3. 施工前，必须组织人员进行专业的培训，熟悉锚索支护工作流程和操作规程。

4. 施工过程中，必须严格按照相关规定和要求进行操作。

二、施工准备1. 施工前必须检查锚杆的质量和数量是否符合要求，工具设备是否完善。

2. 施工前必须对现场环境进行检查，确保施工场地平整、无障碍。

3. 施工前必须检查施工人员是否穿着工作服，佩戴好安全帽和防护器具。

三、施工过程中的操作要点1. 施工现场必须有专人负责监测锚杆的垂直度、张拉力度等指标，确保施工过程中参数的准确可靠。

2. 在施工过程中，必须遵守操作规程，严禁超负荷作业，保持施工区域整洁，排出易燃易爆材料。

3. 在施工过程中，必须随时注意安全，严禁违规操作，确保施工人员的人身安全。

4. 每天结束施工后，必须对施工现场进行整理和清理，并及时报告相关负责人。

四、施工后的安全措施1. 施工结束后，必须对锚杆进行检查，确保其质量合格。

2. 施工结束后，必须做好记录和整理，对施工过程进行总结和评估。

3. 施工结束后，必须及时进行安全技术措施的回顾和改进，不断提升施工安全水平。

五、应急措施1. 在施工过程中，如遇突发事故或紧急情况，必须按照应急预案进行处置。

2. 施工现场必须配备必要的急救设备和人员，及时处理施工过程中的伤员。

六、操作人员素质要求1. 施工人员必须具备相关专业操作技能，熟悉锚索支护的施工流程和要求。

2. 施工人员必须具备良好的团队合作精神，能够及时沟通和协调，保障施工过程中的安全和质量。