锚杆支护施工方案

第一篇：锚杆支护施工方案

锚杆支护施工方案

一、施工工艺(1锚杆的构造要求

1锚杆采用 HRB335级 Φ15钢筋,长度从 3~6米。具体见计算书。2锚杆上下排垂直间距 1m ,水平间距 1m , U 型锚钉作法。3锚杆倾角为 20°。

4锚杆锚固体采用水泥砂浆,其强度等级不宜低于 M10。5钢筋网片 φ14@50X50镀锌钢丝明孔。

6注浆压力为 0.6Mpa ,根据具体情况压力可适当提高。(2 工艺流程 锚杆施工工艺流程:土方开挖→修整边壁→测量、放线→钻机就位→接钻杆 →校正孔位→调整角度→钻孔(接钻杆→钻至设计深度→插锚杆→压力灌浆 养护→裸露主筋除锈→上横梁

2喷射混凝土面层施工工艺流程:立面子整→焊接钢筋网片→干配混凝土料 →依次打开电、风、水开关→进行喷射混凝土作业→混凝土面层养护。(3操作工艺

1边坡开挖

锚杆支护应按设计规定分层、分段开挖,做到随时开挖,随时支护,随时喷混 凝土,在完成上层作业面的喷射混凝土以前,不得进行下一层土的开挖。当用 机械进行开挖时,严禁边壁出现超挖或造成边壁土体松动或挡土结构的破坏。为防止边坡土体发生塌陷,对于易塌的土体可采用以下措施: a 对修整后的边壁立即喷上一层薄的砂浆或混凝土,待凝结后再进行钻孔

b 在水平方向分小段间隔开挖;c 先将开挖的边壁作成斜坡,待钻孔并设置土钉后再清坡;d 开挖时沿开挖面垂直击入钢筋和钢管或注浆加固土体。(4钻孔与锚杆制作

1钻孔时要保证位置正确(上下左右及角度,防止高低参差不齐和相互交 错。2钻进时要比设计深度多钻进 100~200mm ,以防止孔深不够。

3锚杆应由专人制作,接长应采用直螺纹对接,为使锚杆置于钻孔的中心, 应在锚杆上每隔 1500mm 设置定位器一个;钻孔完毕后应立即安插锚杆以防塌 孔。

(5注浆

1注浆管在使用前应检查有无破裂和堵塞,接口处要牢固,防止注浆压力加 大时开裂跑浆;注浆管应随锚杆同时插入,在灌浆过程中看见孔口出浆时再封 闭孔口。

2注浆前要用水引路、润湿输浆管道;灌浆后要及时清洗输浆管道、灌浆设 备;灌浆后自然养护不少于 7d。

(6喷射混凝土

1在喷射混凝土前,面层内的钢筋网片牢固固定在边坡壁上并符合规定的保 护层厚度的要求。钢筋网片可用插入土中的钢筋固定,在混凝土喷射时应不出 现移动。

2钢筋网片焊接而成,网格允许偏差为 10 mm;钢筋网铺设时每边的搭接长度 不小于一个网格的边长。

3为加强支护效果,在喷射混凝土时可加入 3%一 5%的早强剂;在喷射混凝 土初凝 2h 后方可进行下一道工序,此后应连续喷水养护 5-7d。

(7成品保护

1锚杆的非锚固段及锚头部分应及时作防腐处理。2成孔后立即及时安插锚杆,立即注浆, 防止塌孔。

3锚杆施工应合理安排施工顺序,夜间作业应有足够的照明设施,防止砂浆 配合比不准确。

4施工过程中, 应注意保护定位控制桩、水准基点桩,防止碰撞产生位移。

二、工程施工组织

(1建立现场安全生产领导组织:在本项目文明安全施工领导小组的领导下, 成立本工程施工现场领导小组。由经理任组长,对本工程安全生产全面负责。

(2现场设专职安全员,根据工程施工作业进展情况适时增加。 (3各班组长是本班组的兼职安全员,对本班组作业人员的健康和安

全全面 负责。

(4项目安保部负责对本工程安全管理进行指导、监督和检查。 三、施工监测

(1锚杆支护的施工监测应包括下列内容:支护位移、沉降的测量;地表开 裂状态(位置、裂宽 的观察;在支护施工阶段,每天监测不少于 3 次;在支护 施工完成后、变形趋于稳定的情况下每天 1 次。

(2观测点的设置:观测点的总数不宜少于 2个,其设在开挖边坡相对应的五 环路路肩上。观测仪器宜用精密水准仪和精密经纬仪。

(3应特别加强雨天和雨后的监测。 四、安全措施

1、安全规定 1执行标准

严格执行北京市建设工程施工现场安全防护、消防保卫标准和国家、北京 市相关法规要求。坚持“安全第一,预防为主”的方针,认真落实本项目安全 生产各项规章制度,加强现场安全管理,做好安全生产各项工作。

2施工员必须及时下达每项工序的施工安全交底单;并向施工人员将安全施 工交底内容交待清楚。

3施工中必须遵照执行各项管理制度,施工管理人员必须对所有作业人员进 行安全教育、纪律教育,不断加强各级施工人员的安全业务责任心和提高自我 安全防范意识。

4严格执行班、前会制度,班前讲话必须讲安全,做到“无违章、无隐患、无事故”的文明工程。任何人进入施工现场,必须佩带安全帽。

5施工现场应整洁有序,各类材料应分类码放整齐。各班组每天收工前应做 到活完料净脚下清。

6水泥沙等易飞扬的细颗粒散体材料,应安排在仓内存放,若露天存放时应 采取遮盖措施。

7并派专人对边坡开挖进行看护,禁止车辆在开挖边坡上方停车,发现异常 情况,立即停止施工并采取相应的措施。

8如遇到雨天将工作面进行苫盖,避免雨水进入混凝土面与原状路基的接缝。9在护坡对应的五环路路肩内侧,支 15左右米的围挡封闭临

时停车带。10锚杆外端部的连接应牢靠。

11注浆管路应畅通,防止塞管、堵泵,造成爆管。 2、喷射混凝土

1喷射作业时,应专人负责,仔细检查接头喷射机等设备和机具,是否耐损, 接头断开等不良现象,确保各种机具处于良好状态时方可进行。

2进行喷射混凝土作业时,必须佩带防护用品。

3当转移喷射地点时必须关闭喷射机喷头前方不得站人。 4处理管道堵塞时喷头前不准站人,以防消除堵塞后突然喷出物料发生伤人 事故。

5为避免供料、拌合、运输、喷射作业之间的干扰,应有联络信号,喷射作 业应由班组长按规定信号、方法进行指挥,以防因喷射手和机械操作人员联络 不佳造成事故。

6喷射混凝土后应经常注意观察,发现有变形和裂缝,及时支护和加固,必 要时将作业人员撤离到安全地带。

3、施工中机械设备使用要求

1机械设备要定期保养,班前班后要随时检查设备,填写运转记录。 2各种机械设备操作人员和电工、电气焊工应持证上岗,无证不得上岗,每 个工作人员严格按照本工种操作规程进行作业。

3电焊机应二次线漏电保护装置,各种电焊线应绝缘良好。 4各种电器设备、机械设备维修时一定要停机,断电、电闸箱断电后要上锁 挂牌或专人看护。

5供电线路严格执行三相五线制,电闸箱符合安全规范,设置漏电装置。

五、环境保护措施及文明施工措施

1.尽量避免使用高噪声设备。2.现场设置垃圾箱并派人管理，并制定相应的管理制度。3.在比较干燥浮土多的地段，要洒水降尘。4.施工现场细颗粒散体材料装卸运输时，采取遮盖等措施，避免遗洒飞扬。5.现场出土，随挖随清，并对未开挖边坡进行保护。 第二篇：护坡桩加锚杆支护施工

护坡桩加锚杆支护施工

护坡桩支护结构就是在基坑开挖前在基坑边缘施工成排的桩并使其底部深入

基坑底面以下，随着基坑的分层开挖，在排桩表面设置支点，其支点形式可以采用内支衬也可以采用锚杆。

这种支护结构的优点： 这种支护结构产生的水平变形较小，可以有效的保护城区内深基坑的垂直开挖，周边已有的建筑、地下管线的安全。

在实际施工过程中，常用的护坡桩的形式： 钢板桩，钢管桩 钢筋混凝土板桩 H型钢板加挡板 钢筋混凝土灌注桩 钢筋混凝土预制桩

护坡桩加锚杆结构通常称桩锚支护体系，它是由桩，锚梁，腰梁锚杆组成受力体系，由于钢板桩造价高，噪声大，常选用钢筋混凝土灌注桩，其优点有：造价低，噪声低，对周边影响小。

对灌注桩的要求：直经大于600毫米以上，下面详细介绍：钢筋混凝土人工开挖的灌注桩加锚杆支护结构 护坡桩的施工流程如下：

护坡桩的定位放线 护坡桩的成孔

制做钢筋笼，放入钢筋笼 护坡桩混凝土的浇筑 土层锚杆施工 帽梁施工 桩间土支护

护坡桩的定位放线：按护坡桩的图纸放入护坡桩的轴线，用钢尺在轴线上量出桩的中心点，以此为中心点画出桩 的外轮廓线，要求：桩位偏差，轴线和垂直轴线方向偏听偏差不宜超过50毫米，桩经偏差为正负50毫米。

护坡桩人工挖孔的规定:

人工挖孔的直经不小于0.8米,当孔之间的间距小于二倍孔经时,或者小于2.5米时应采用间隔开挖的跳挖法施工,人工挖孔的混凝土护壁厚度不小于100毫米,混凝土的强度等级不低于C25,上下层护壁间应设

拉接钢筋,第一节护壁应高于平面150-200毫米,每节护壁的高度不大于1米,上下节护壁的搭接长度不小于50毫米,并保证混凝土密实,护壁模板应在24小时拆除.并在孔内设置应急绳,安全梯,并定时检查孔内的空气质量,孔深超过5米时,应有向孔内送风的设备,护坡桩的检查应按桩数的10%抽检,并不少于5根,且查桩位,桩经,垂直度等，制作钢筋笼:按设计图纸的要求,选择钢筋的规格,品种,纵向主筋应按规定切割下料,若主筋需要接长采用搭接电焊或者闪光对焊，接设计图纸把主筋点焊在定位内含箍上，纵向箍筋的接头应相互错开，钢筋笼的偏差为主筋间隔正负10毫米，箍筋间隔为20毫米，长度正负50毫米，为加强钢筋笼的强度在钢筋笼内设剪刀撑

钢筋笼安放：一般使用吊装设备安放，钢筋笼下放时的朝向应满足设计要求，下放后就立刻固定，护坡桩混凝土浇筑:混凝土的强度大于C20,其浇筑前应核实设计要求的强度与实际强度是否相附,并检查沙,水泥的合格证,混凝土内的水灰比等等

浇灌混凝土用汽车泵进行浇灌，且连续浇灌，在距平面为6米之内应震动密实浇筑到孔顶时应高于孔顶设计标高用来保证其最终的设计要求，并要求在现场制作试块

土层锚杆施工：根据基坑的深度，周边环境，在进行支护结构设计时沿坚向可以设置一排锚杆也可以多排锚杆，在进行锚杆设计时可以设计成一桩一锚，一桩两锚，二桩一锚，锚杆可以设置在桩的顶部即帽梁的顶部也可以设置在桩身处，但此时应设腰梁，腰梁一般选用糟钢，其截面尺寸根据设计而定，锚杆施工顺序如下：钻孔—安放锚杆—灌浆—养护—安装锚头—张拉锚固锚杆施工应符合下列要求：锚杆水平及垂直方向孔距小于或者等于正负100毫米，钻孔长度小于或者等于正负30毫米，钻孔倾斜度小于或者等于1度，锚杆所用的材料为：钢筋或者钢角线，预应力锚杆大多采用钢角线，在锚杆轴线上每隔1.5-2米设置一个定位支架且固定好并同时固定灌浆管,在锚杆我自由端绑扎塑料薄膜，安放锚杆应缓慢进入，不要用力过猛，以防定位支架脱落，下一步进行灌浆，开始灌浆时应不断抽取灌浆管，抽取速度不宜过快，这样可以把孔内的空气和水排出来，来保证灌浆的质量，

抽取后立即封堵孔口，以防浆体外溢。灌浆液养护一般不少于7天，待锚固段强度大于15兆帕且达到设计强度的75%方可进行张拉，帽梁施工：帽梁尺寸的要求：宽度不小于桩经，高度不小于400毫米帽梁混凝土的强度等级不小于C20，浇灌帽梁的混凝土的强度达到设计强度等级的70%方可进行锚杆的张拉，张拉的顺序应考虑对邻近锚杆的影响，可以隔二拉一的方法，锚杆张拉控制应力不超过锚杆杆体强度标准的0.75倍锚杆宜张拉至设计荷载的0.9-1.0倍后,再安设计要求锁定.桩间土支护:基坑开挖后护坡间的桩间土防护可以用钢丝网混凝土护面也可以砖砌等方法当桩间泄水时应设泄水孔,当基坑面在地下水以上时,且土质较好,暴露时间较短时,可以不对桩间进行防护处理，工程开挖监测的内容：

基坑水平位移的观测：

1）在地表设置水平位移观测点，15-20米设置一个，观测基准点不少于二个，且设置在影响范围之外

2）从基坑边缘以外1-2倍开挖深度范围内的保护物体(周围的建筑物,地下管线等)应布置满足监控要求的监 测点。3）基坑监测项目的监控报警值，应根据监测对象的有关规范及支护结构设计要求确定

4）各项监测的时间间隔可根据建筑的时间进程要求确定，当变形超过有关标准时或者监测结果变化速率较大时应加密观察次数，当有事故征兆时，应连续观察。

5）在监测过程中应间断提交监测报告，工程结束时应提交完整的监测报告，内容包括：工程概况，监测项目，和各测点的平面，立面布置图，采用仪器设备和测量方法，监测数据处理方法和监测过程结果过程曲线，以及结果评价。 第三篇：锚杆支护原理

锚杆支护作用原理、基本规范和质量要求

讲课目的：通过本次讲课，带动管理人员及锚杆支护工认真钻研锚杆支护理论，与实践相结合，提升掘开工作面锚杆支护规范化操作，达到安全、经济支护巷道顶板的目的。

讲课内容：

分两大部分：（1）锚杆支护原理；（2）锚杆支护基本规范和质量要求

一、锚杆支护作用原理

1、悬吊作用：锚杆将软弱的直接顶板吊挂于比较稳定的坚固岩层上；或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的岩体上，使松动岩块不致冒落。

2、组合梁作用：锚杆将层状岩体各层间连结并紧固，锚杆把数层薄的岩层组合成类似铆钉加固的组合梁，提高了岩层的整体抗弯能力。

3、挤压加固拱作用：在预应力作用下，每根锚杆周围形成一个近似于锥形体的压缩区，多根锚杆共同作用锥形体压缩区彼此重叠便在围岩中形成连续压缩带，起到保持自身稳定、承受地压，阻止上部围岩的松动和变形。提高预紧力，增强节理裂隙面或岩块的摩阻力，降低岩块转动和滑移，增大了岩体的粘结力，提高了破碎岩体的强度。

三种作用相互补充综合起作用，在不同的地质条件下某种作用更为明显。

二、锚杆锚索操作基本规范 1、水泥（帮）锚杆操作基本规范

（1）药卷规格：36*220mm，凝结时间为初凝2min，终凝3min。（2）浸泡要求：专用容器、洁净水、时间60s（以中心有0.5--0.7mm干心为佳）。

（3）锚杆锚固：将浸泡好的锚固剂送入眼底，用四磅手锤将锚杆打入眼底，25min后上垫片、螺母，初锚力设计为90N.M。

2、树脂锚杆（顶锚）基本规范

（1）锚固剂配套使用Z2388及K2340（顶端）树脂锚固剂各一卷。（2）搅拌时间为cK10-15s、K型15-20s、Z型30-35s。要求速度均匀，固化时间为1min。

（3）上垫片时间：锚固剂锚固后5min，垫片必须紧贴顶板岩面。（4）初锚力要求：顶锚180N.M。

（5）使用前检查锚固剂颜色和手感柔软程度、柔软为好。如发现结块、发硬、破裂、变质等异常现象严禁使用。

（6）锚杆尾部套上搅拌连接装置，用锚杆杆体将锚固剂送入孔度，然后用搅拌机具顺时针旋转随搅随推进，将杆体迅速推到孔底，搅拌后立即在孔口将杆体楔牢，防止固化前杆体位移。

（7）树脂锚固剂应按一级易燃品管理，专人负责运输，搬运过程中要轻拿轻放，严禁碰撞、摔打、挤压，以防锚固剂破裂失效。

（8）树脂锚固剂应在通风良好，无阳光、无淋水的专用防火仓库贮存，锚固剂应立式存放，以防内管破裂，贮存温度在4-25℃以下。

3、锚索操作基本规范

（1）材料选择：钢绞线15.24*8000mm、钢板300*300* 12、锚固剂Z2388、K2340（顶端）各两卷。

（2）搅拌时间：1分30秒、固化时间（即卸连接器时间）5分钟、锁具安装时间为固化后25分钟、预紧力20MPa、锚固力120KN、锚索外露不大于300MM。

（3）锚索端头必须在砂轮机上打磨，保证顺利安装，不准在井下用断线钳剪切；钢板安装紧贴岩面。

4、其它基本规范

（1）锚杆安装前，由专人检查锚杆，锚固剂与锚杆孔径是否相符。检查锚杆孔深度、位置、方向是否符合设计要求。

（2）锚固力拉力试验：高强锚杆8T、普通锚杆5T、锚索12T。（3）锚孔深度不小于杆体有效长度、不大于杆体有效长度30mm。（4）锚杆杆体有效长度：有垫片留10cm、无垫片留5cm。

三、锚杆支护管理与操作质量要求

1、《煤矿安全规程》第44条对安设锚杆操作的规定（摘）： （1）打锚杆前眼，必须首先敲帮问顶，将活矸处理掉，在确保安全的条件下，方可作业。

（2）使用锚固剂固定锚杆时，应将孔壁冲洗干净。（3）软岩使用锚杆支护时，必须全长锚固。

（4）锚杆必须用机械或力矩扳手拧紧，确保锚杆的托板紧贴巷壁。（5）锚杆必须按规定做拉力试验。煤巷还必须进行顶板离层监测，并有记录牌板显示。

2、“煤矿安全质量标准化标准”规定（摘）

（1）锚索：一般巷道孔距±150mm、孔深0~ +200mm、外露≤350mm；锚喷工程孔距±100mm、孔深0~ +200mm、外露≤100mm（爆破材料库为0）。

（2）锚杆：间排距±100mm、孔深0~ +50mm、角度≤15°、外露一般巷道≤50mm、爆破炸材料峒及锚喷巷道为0。

3、锚杆监测：拉力试验每300根或100m一组3根。

4、入井检验：每一批下井的锚杆、锚索、锚固剂、垫片均要进行材质抽查。

第四篇：锚杆支护参数

锚杆支护参数：

（1）、顶锚杆通过悬吊作用，帮锚杆通过加固帮体作用，达到支护效果的条件，应满足： L≥L1+L2+L3 式中：L—锚杆总长，m；

L1—锚杆外露长度，顶锚杆取0.10m，帮锚杆取0.10m； L2—有效长度(顶锚杆取免压拱高b，帮锚杆取煤帮破碎深度c)m； L3—锚入岩层内深度取1.0m 普氏免压拱高：

b=[B/2+Htan(45°-ω帮/2)]/f顶 式中：

B、H—巷道掘进跨度和高度，B=5.0.m、H=3.8m； f顶—顶板岩石普氏系数，f顶取3； ω帮—两帮围岩的内摩擦角，ω帮取63.43°。依上述公式计算:b=720mm c=570 mm 得出：L顶≥1790mm L帮≥1720mm 所选锚杆长度均能满足计算要求。

（2）、按锚杆所能悬吊重量校检锚杆的排间距：

每根锚杆悬吊岩体重量G=rL2a²，锚杆锚固力Q应承担G的重量。为了安全起见，再考虑安全系数K。取K=2 KG=Q

a²=√Q/krL2 L2─—巷道顶板岩体破碎带高度，mm； d — 锚杆直径，18mm； qt——锚杆抗拉强度，5.0Mpa； r—岩体容重，2.5KN/m³;a —锚杆排间距，mm； 计算：a=1.1m a＜（Q/KrL2）/2所选锚杆的锚固力Q≥50KN,计算得a＜1.2m，因而排间距参数能满足计算结果。施工时取：a=800mm

第四节 支护工艺

一、支护材料

锚杆为Φ18×2000mm螺纹钢，每根锚杆使用1－2根树脂锚固剂；（累计长度500mm），木托板为600×200×60mm硬杂木。

一、锚杆安装工艺

1、首先要认真执行敲帮问顶制度，及时清理掉帮顶危岩，打眼必须在临时支护下进行，2、合理布置眼位，保证锚杆、锚索眼深度，3、使用锚杆机打眼时要先送水、后送风、停机则反之，4、打完眼后应用压风将孔内积水岩（煤）粉吹净。

二、安装锚杆

1、装药卷前，先用锚杆插入孔内探查锚眼直度和深度是否符合要求，不符合要求应得新补打，2、安装锚杆时，先将药卷装入眼内，随后插入锚杆启动锚杆机，循序推至眼底，搅拌20S停机，20min后上托板，用电煤钻将螺母拧紧，3、锚杆每根使用1－2个树脂锚固剂（500mm/根），锚索每要使用2－3个树脂锚固剂(500mm/根)，4、托板要紧贴岩壁，不平要用木板填平，5、锚杆的锚固力不小于50KN。

四、支护质量要求

1、巷道净宽允许偏差0－100mm，要保证巷高，2、打锚杆要垂直于煤（岩）面，3、锚杆托板要紧贴煤（岩）壁，不松动，要打成直线，4、锚杆必须带帽并拧紧，螺纹外露长度不大于50mm，锚索紧固后，外露过长要用水焊烧掉，外露不大于50mm，5、锚杆锚固力不小于50KN，6、锚索承载力应在230KN以上，张紧拉力不低于120KN。 第五篇：锚杆支护理论

锚杆支护理论

锚杆支护理论研究的目的是弄清楚锚杆、锚索与围岩之间的相互作用关系，从而为锚杆支护设计提供理论基础。

第一节锚杆支护构件的作用

锚杆支护由锚杆杆体、托板和螺母、锚固剂、钢带及金属网等构件组成，锚杆支护的作用是由这些构件共同完成的。

一、锚杆杆体的作用 对于锚杆杆体本身来说，由于杆体长度方向的尺寸远大于其他两个方向的尺寸，所以力学上属于杆体。这种构件

主要可以提供两方面的作用，一是抗拉，二是抗剪。至于杆体的抗弯能力和抗压能力是非常小，可忽略不计。

1、锚杆的抗拉作用

锚杆杆体所能承受的拉断载荷计算： 式中P—锚杆拉断载荷，N；

d—锚杆直径，mm； —锚杆钢材抗拉强度。 2、锚杆的抗剪作用

锚杆杆体所能承受的剪切载荷计算： 式中Q—锚杆剪切载荷，N；

d—锚杆直径，mm； —锚杆钢材剪切强度。 二、锚杆托板的作用

一是通过给螺母施加一定的扭矩使托板压紧巷道表面，给锚杆提供预紧力，并使预紧力扩散到锚杆周围的煤岩体中，从而改善围岩应力状态，抑制围岩离层、结构面滑动和节理裂隙的张开，实现锚杆的主动、及时支护作用； 二是围岩变形使载荷作用于托板上，通过托板将载荷传递到锚杆杆体，增大锚杆的工作阻力，充分发挥锚杆控制围岩变形的作用。

托板力学性能应与锚杆杆体的性能匹配，才能充分发挥锚杆的支护作用。托板强度不足、安装质量差、受较大偏载都会显著降低锚杆的作用。

对于端部锚固锚杆，托板是锚杆尾部接触围岩的构件，通过托板给锚杆施加预紧力，传递围岩载荷至锚杆杆体，托板本身失效，以及托板下方的围岩松散脱落，导致托板与表面不紧贴，都会使锚杆失去支护作用。

托板对全长锚固锚杆的受力分布有明显的影响。无托板时锚杆轴力在巷道表面处为零，在一定深度达到最大值，剪力在轴力最大处为零；有托板时，由于锚杆施加的预紧力和围岩通过托板作用在锚杆杆体上的力，使得锚杆轴力在巷道表面处达到一定值，而且使锚杆轴力最大的位置向孔口移动，更接近巷道表面。

三、锚固剂的作用

锚固剂的作用是将钻孔孔壁岩石与杆体粘结在一起，使锚杆发挥支护作用。同时锚固剂也具有一定的抗剪与抗拉能力，与锚杆共同加固围岩。

1、锚固剂的粘结作用

在拉拔作用下，杆体锚固段剪应力分布为负指数曲线。 2、锚固剂的抗拉与抗剪作用

我国树脂锚固剂的抗拉强度一般可取11.5MPa，抗剪强度一般可取35MPa。

3、端部锚固与全长锚固的区别

对于端部锚固锚杆，锚固剂的作用在于提供粘结力，使锚杆能承受一定的拉力。对于全长锚固锚杆，锚固剂的作用比较复杂，主要有两方面：将锚杆杆体与钻孔孔壁粘结在一起，使锚杆随着岩层移动承受拉力。当岩层发生错动时，与杆体共同起抗剪作用，阻止岩层发生滑动。对于端部锚固锚杆，杆体各部位的应力和应变相等。在锚固范围内，任何部位岩层的离层都均匀地分散到整个杆体的长度上，导致杆体受力对围岩变形和离层不敏感，支护强度低。对于全长锚固锚杆，这种分散是不可能的，致使应力、应变沿锚杆长度方向分布极不均匀，离层和滑动大的部位锚杆受力很大，杆体受力对围岩变形和离层很敏感，能及时抑制围岩离层滑动，支护强度高。这是端部锚固锚杆与全长锚固锚杆的根本区别。

四、钢带的作用

钢带是锚杆支护系统中的重要构件，对提高锚杆支护整体支护效果、保持围岩的完整性起着关键作用。其作用主要表现在以下3方面：

1、锚杆预紧力和工作阻力扩散作用。 2、支护巷道表面，改善围岩应力状态作用。 3、均衡锚杆受力，提高整体支护作用。 五、网的作用

1、维护锚杆之间的围岩，防止破碎岩块垮落。

2、紧贴巷道表面，提供一定的支护力，一定程度上改善巷道表面岩层受力状态。同时，将锚杆之间岩层的载荷传递给锚杆，形成整体

支护系统。

3、网不仅能有效控制巷道浅部围岩的变形和破坏，而且对深部围岩也有良好的支护作用。有的巷道虽然表面围岩已破坏，但没有松散、垮落，网作为传力介质，使巷道深部围岩仍处于三向应力状态，提高岩体的残余强度，显著减小围岩松散、破碎区范围，同时保证了锚杆的锚固效果。

第二节锚杆支护理论

锚杆支护是一种主动支护形式，它是通过锚杆及其辅助构件与锚固范围的围岩形成锚固结构体，利用锚杆的横向作用提高锚固范围岩体的强度参数，锚杆的轴向作用改变锚固范围岩体的应力状态，从而达到提高巷道稳定性的目的。随着锚杆支护工程实践的不断丰富，锚杆支护的理论计算模型已有许多有价值的成果。这些理论都是以一定的假说为基础的，各自从不同的角度、不同的条件阐述锚杆支护的作用机理，而且力学模型简单，计算方法简便易懂，适用于不同的围岩条件，得到了国内外的承认和应用。

目前，较成熟的理论主要可归纳为三大类：

一、基于锚杆的悬吊作用而提出的悬吊理论、减跨理论。 1、悬吊理论

锚杆上端锚固在围岩内部较坚硬的岩石中，把一层或几层稳定(或不稳定)且比较平而薄的直接顶板通过锚杆下端的托板及螺栓，锚固在比较坚硬的岩层上，从而起到了悬吊作用。锚杆的悬吊作用理论能很好地解释锚杆长度范围内存在稳定岩层的情况，但不能说明松软岩层高度超出锚固范围情况下的锚杆作用机理。只适用于巷道顶板，不适用于帮、底。且开掘巷道的顶板在一定范围内，必须有坚硬稳定的岩层。当跨度较大的软岩巷道中普氏拱高往往超过锚杆长度，或顶板软弱岩层较厚，围岩破碎区范围较大时，无法将锚杆锚固到上面坚硬岩层或者未松动岩层上，悬吊理论就不适用了。

2、减跨理论 包括两方面的内容：一是基于松散介质的自然冒落拱理论提出的锚杆作用原理，其依据是冒落拱高度与跨度成正比关系，认为利用锚杆的悬吊作用可增加顶板岩层的支点，从而减小支点间的

跨距，进而达到降低冒落拱高度、减小所需支护强度的目的；二是基于梁的理论而提出的锚杆作用原理，即当巷道顶板为层状岩层时，其变形特性近似于梁的性质，此时锚杆的作用是缩短梁的跨距，以减小其中的横向应力产生的弯矩及弯矩产生的弯曲应力，尤其是弯曲拉应力，从而提高顶板的稳定性。从以上两种情况可以看出，减跨理论中的锚杆作用机理以及适用条件与悬吊理论等同，即需要以稳定岩层或稳定岩层结构为依托。

二、基于锚杆的挤压加固作用而提出的组合梁理论、加固拱理论以及楔固理论。

1、组合梁理论

通过锚杆的轴向作用力将顶板各分层压紧，以增强各分层间的摩擦作用，并借助锚杆自身的横向承载能力提高顶板各分层间的抗剪切强度以及层间粘结程度，使各分层在弯矩作用下发生整体弯曲变形，呈现出组合梁的弯曲变形特征，从而提高了顶板的抗弯强度。适用于顶板由多层厚度小的连续性岩层组成的巷道支护。巷道帮、底不能应用。

2、加固拱理论(挤压加固理论)通过系统的布置锚杆，使巷道拱顶节理发育的岩体串联在一起，沿巷道的断面形成一个连续的具有自承受能力的拱形压缩带，使岩层得到补强，成为一个整体结构，支承其自身重量和上部的顶板压力。对于平顶巷道的层状连续性顶板而言，挤压加固理论等同于组合梁理论，此时，锚杆的挤压加固作用既可使层状顶板形成组合梁结构，从而提高了其抗弯强度，又可改善岩层的应力状态，使岩层沿平行于岩层层理方向的抗压强度得到提高。本理论适用性较强，几乎适用于所有的围岩条件。

3、楔固理论

主要是针对巷道围岩中的围岩有时会沿其中的弱面滑移而提出的围岩加固理论。当巷道围岩中的部分岩体被其中的弱面切割为块体时，其稳定性状况一定程度上将取决于对关键块体的维护情况，因为这种条件下围岩的失稳大多起因于关键块体的失稳。对此可将锚杆沿与弱面相交的方向布置，并借助锚杆的抗拉、抗剪、抗弯等作用防止围岩

发生滑动甚至脱离岩层而冒落，从而保持巷道围岩的整体稳定性。

三、综合锚杆的各种作用或基于特殊条件而提出的最大水平应力理论、围岩松动圈理论、围岩强度强化理论、锚杆桁架支护理论、锚固平衡拱支护理论、锚注支护理论。

1、最大水平应力理论

巷道围岩的水平应力有时会大于垂直应力，此时，巷道顶、底板的稳定性主要受水平应力的影响；水平应力具有明显的方向性，巷道轴向与最大水平应力之间的夹角不同，水平应力对顶、底板稳定性的影响程度也会有所差异：

①与最大水平应力方向平行的巷道受其影响最小，顶、底板稳定性最好；

②与最大水平应力方向成锐角的巷道的顶、底板变形破坏偏向巷道的某一帮； ③与最大水平应力方向垂直的巷道受其影响最大，顶、底板稳定性最差。

基于该理论，英国学者研究发现，在深部开采的高应力环境下，最大水平应力的作用使顶、底板岩层发生剪切破坏而出现错动和膨胀，造成围岩变形，随着变形的发展，顶板对支护的载荷迅速增长，并使支护系统发生破坏。在这种作用下，锚杆的作用应当是在顶板变形的早期阶段提高其稳定性，以控制顶板后期变形的严重程度。即锚杆的加固应在顶板岩层发生松动膨胀变形之前进行，而不是等顶板已经松动破坏、几乎丧失自承能力后才被动地承受围岩压力。同时，应充分重视垂直应力对两帮的影响：顶板锚固后，两帮垂直应力集中区更靠近巷帮表面，控制两帮破坏，防止顶板有效跨度超过顶板锚杆的有效支护范围，对围岩稳定极为重要。

2、围岩松动圈支护理论 基于巷道围岩状态特征的研究，董方庭教授等提出了松动圈支护理沦，并提出了关于锚杆作用机理的动态解释。认为在矩形巷道围岩中，锚杆除了可以发挥悬吊作用以外，形成组合拱是其主要的支护作用，即破裂顶板在锚杆锚固力作用下可以形成具有一定强度和厚度的锚固层，随着顶板的下沉变形，锚固层将达到新的平衡状态，形成压力拱或称之为裂隙体梁式的平衡结构。

3、围岩强度强化理论

通过对处于不同物性状态岩体加锚前后的力学性质的研究，侯朝炯教授等提出了巷道锚杆支护围岩强度强化理论。巷道锚杆支护的实质是锚杆和锚固区域岩体相互作用，并形成统一的承载结构；锚杆支护可以提高锚固体强度破坏前、后的力学参数，改善锚固体的力学性能；锚杆作用可以提高围岩各状态下的强度值，使巷道围岩强度得到强化。通过对巷道底臌机理的深入研究，侯朝炯教授提出了加固巷道帮、角控制底臌的理论及方法，为巷道底臌的防治提供了一条有效、实用的途径。

4、锚杆桁架支护理论 出现于20世纪60年代，人们通过对其支护机理的研究认为桁架锚杆的作用原理属于挤压加固一类，锚杆桁架对巷道围岩的加固作用主要表现在以下三个方面：

①改变巷道顶板的应力状态。即随着锚杆桁架预紧力的增加，顶板中部的拉应力将减小，甚至出现压应力，使顶板不受拉应力，从而弥补岩体抗拉强度较小的弱点； ②促进顶板裂隙体梁的形成。当巷道开挖在层状岩体中时，顶板的破坏和变形可以用“岩梁”理论来分析，它的稳定性取决于裂隙体梁的成拱作用； ③提高顶板裂隙体梁拱座处的抗滑动性能。根据静力平衡原理，当岩梁拱座处的抗剪切能力过低时，顶板将发生整体剪切滑动。桁架预紧力引起的主动作用将与拱座处的水平推力叠加，增大了该危险部位岩石或不连续面的摩擦阻力，从而提高顶板裂隙体梁在拱座处的剪切强度。

5、锚固平衡拱支护理论

根据困难条件下锚杆支护成拱的重要作用，煤炭科学院北京开采研究所的林崇德高工提出了锚固平衡拱支护理论。其主要内容包括：①煤巷软弱顶板岩层在矿山压力作用下经历压缩变形的过程；②锚固岩层没有整体达到塑性破坏之前，顶板岩层仍可视为岩梁；③锚固岩层整体进入破坏阶段后，岩层已经不是一个连续体；④锚固支架是否具有较大的承载能力和变形能力，取决于顶板岩层的力学性质和锚杆的成拱作用大小；⑤锚固支架形成锚固平衡拱的关键是通过锚杆的作用保持锚固岩层的整体性。

6、锚注支护理论

通过对软岩巷道围岩控制方法的研究，陆士良教授提出了外锚内注式的支护方法。认为软岩巷道围岩的破裂范围及变形量都很大，传统的刚性支护难以适应，而单纯的锚杆支护或组合锚杆支护欲使破裂岩体处于挤紧状态，从而形成平衡拱也难以实现。对于节理裂隙发育的软岩，采用注浆的方法可以改变其松散结构，提高粘结力和内摩擦角，提高围岩的整体性和强度系数，从而形成一个注浆加固圈，为锚杆提供可靠的着力基础，使其能够充分发挥悬吊、组合等基本功能，对注浆加固圈以下的松碎岩石起到支护的作用。这种支护方式的提出极大地拓宽了锚杆支护技术的应用范围。第三节锚杆支护机理要点

1、锚杆支护的主要作用在于控制锚固区围岩的离层、滑动、裂隙张开、新裂纹产生等扩容变形与破坏，使围岩处于受压状态，抑制围岩弯曲变形、拉伸与剪切破坏的出现，最大限度地保持锚固区围岩的完整性，减小锚固区围岩强度的降低，使围岩成为承载的主体。在锚固区内形成刚度较大的预应力承载结构，阻止锚固区外岩层产生离层，同时改变围岩深部的应力分布状态。锚杆支护对岩石的弹性变形、峰值强度之前的塑性变形控制作用不明显，要求支护系统应具有一定的延伸性，使围岩的弹性变形、产生明显扩容变形之前的塑性变形得以释放。

2、锚杆支护系统的刚度十分重要，锚杆预紧力及其扩散起着决定性作用。根据巷道条件确定合理的预紧力，并使预紧力实现有效扩散是支护设计的关键。单根锚索预紧力的作用范围是很有限的，必须通过托板、刚度和金属网等构件将锚杆预紧力扩散到离锚杆更远的围岩中。特别是对于巷道表面，即使施加很小的支护力，也会明显抑制围岩的变形与破坏，保持顶板的完整。护表构件在预应力支护系统中发挥极其重要的作用。

3、锚杆支护系统存在临界支护刚度，即使锚固区不产生明显离层和拉应力区所需要支护系统提供的刚度。支护系统刚度小于临界支护刚度，围岩将长期处于变形和不稳定状态；相反，支护系统的刚度达到或超过临界支护刚度，围岩变形得到有效抑制，巷道处于长期稳定

状态。支护刚度的关键影响因素是锚杆锚杆预紧力，因此存在锚杆临界预紧力值。当锚杆预紧力达到一定数值后，可以有效控制围岩变形和离层，而且锚杆受力变化不大。

4、锚索的作用主要有两方面：其一是将锚杆支护形成的预应力承载结构与深部围岩相连，提高预应力承载结构的稳定性，同时充分调动深部围岩的承载能力，使更大范围内的岩体共同承载；其二是锚索施加较大的预紧力，给围岩提供压力，使锚杆形成才压力区组合成骨架网状结构，主动支护围岩，保持其完整性。