• часть 1
• часть 2
• часть 3
• часть 4
• часть 5
• часть 6
• часть 7
• часть 8
• часть 9

4.27. Перед применением анкеров необходимо проверять свойства закрепляющих составов (методика по ГОСТ 5802—86) и проводить испытания анкеров, установленных на этих растворах.

4.28. Для закрепления в слабоустойчивых грунтах на глубину более 5 м подземных выработок пролетом более 10 м сопряжении выработок, а также откосов котлованов при соответствующем технико-экономическом обосновании следует применять омоноличиваемые в скважине по всей длине или в замковой части предварительно напрягаемые анкеры прядевой или стержневой конструкции (приложение 17)

4.29. Во всех обделках, а также в крепях, устанавливаемых в агрессивных средах или со сроком службы крепей от 1 года и более, анкерные стержни должны иметь покрытие в виде консистентной смазки, резиновой или полиэтиленовой рубашки, песчано-цементного камня и пр., обеспечивающее необходимую антикоррозийную защиту.

Расчет анкеров и составление паспорта

4.30. Параметры анкерной крепи—тип, размеры замка длина анкеров, расстояние между ними, величина натяжения стержней—определяются строением горного массива механическими свойствами грунтов и размерами подземной выработки. Как правило, параметры анкерной крепи следует назначать с учетом опыта ее применения в аналогичных инженерно-геологических условиях.

4.31. Основной эффект от крепления выработок анкерами состоит в том, что окружающие выработку породы, имеющие склонность к расслоению и обрушению, прикрепляются к устойчивым областям горного массива, лежащим за пределами расчетного свода давления, при помощи анкеров. В отдельных случаях кровля выработки, закрепленная анкерами, может рассматриваться как несущая армокаменная конструкция, уменьшающая высоту свода давления грунта.

4.32. Анкеры, применяемые в качестве временной крепи подземных сооружений, рассчитывают по прочности закрепления замков и прочности стержней по аналогии с соответствующими требованиями глав строительных норм и правил на проектирование тоннелей и бетонных (железобетонных) конструкций.

Под прочностью закрепления замка анкера понимают максимальную нагрузку, при приложении которой к стержню установленного анкера осевое перемещение его конца не превышает 10 мм.

4.33. В расчете основных параметров анкерной крепи (рис. 9), исходя из гипотезы “подвешивания” зоны возможного обрушения к ненарушенным грунтам, согласно требованиям к временному креплению, расчет следует производить в следующем порядке:

определить расчетную (рабочую) длину стержня анкера l _р ;

определить длину части анкера, заглубленную в ненарушенный грунт (замковой части) l ₃ ;

определить предельное расстояние между анкерами а по прочности закрепления заглубленной части замка;

выбирать диаметр и материал стержня d _ст.

Рис. 9. Основные параметры анкерной крепи:

1 — анкер; 2 — шайба или подхват; 3— граница зоны возможного обрушения

4.34. Расчетную длину стержня анкера l _р следует назначать равной не менее высоты возможного обрушения , принимаемой на основании опыта строительства в аналогичных инженерно-геологических условиях.

При отсутствии опытных данных расчетную глубину зоны возможного обрушения следует определять по формуле, м:

где К _т —коэффициент учета трещиноватости скальных грунтов, принимаемый здесь равным: для слаботрещииоватых грунтов 1; для трещиноватых 2; для сильнотрещиноватых 2,5.

Если коэффициент крепости грунта f (см. приложение 11) определен с учетом трещиноватости, то К _т =1.

В слабоустойчивых грунтах типа аргиллитов должно удовлетворяться условие

l _р ³ 0,5В (z —1),

где z— относительная величина, принимаемая в зависимости от глубины заложения тоннеля Н и предела прочности грунта на сжатие s _к по номограмме (рис. 10).

Расчетную величину прочности закрепления заглубленной части необходимо корректировать натурными испытаниями согласно пп. 4.40.

4.35. Длину замковой части l ₃ и концевой части l _к , выступающей в выработку, следует назначать конструктивно в зависимости от типа замка и конструкции крепления подхвата. При этом для клинощелевых анкеров длина замковой части должна быть не менее 20 см.

Рис. 10. Номограмма для определения относительных

размеров зоны возможного обрушения z в зависимости

от глубины заложения тоннеля

4.36. Разница между диаметрами шпура и замка клинощелевого анкера не должна превышать 8 мм. Толщину клина в в основании рекомендуется назначать равной диаметру замка анкера, но не менее величины, определяемой из выражения

в _min = 2l + (d _ш – d _а ) + t _п ,

где l — глубина внедрения “усов” анкеров и породу, принимаемая при отсутствии фактических данных но табл. 8; d _ш и d _a — соответственно диаметры шнура и замка анкера; t _п — ширина прорези.

Таблица 8

Длину клина следует назначать конструктивно, но при условии, что его длина не должна превышать половину основания более чем в 12 раз.

4.37. Правильность назначения параметров замка необходимо обязательно проверить путем испытаний прочности за крепления замков в производственных условиях, проводимых в соответствии с указаниями пп. 4.71—4.81 настоящих Норм.

Для конструкций замков, приведенных в пп. 4.13; 4.14 и предназначенных для применения в грунтах с коэффициентом крепости 6—10 (“в куске”), разрешается принимать расчетную прочность закрепления по табл. 9 без предварительных испытаний.

Таблица 9

_________

¹ Расчетная прочность закрепления приведена для фрезерованных поверхностей прорези и боковых граней клина анкера.

4.38. В случаях, когда замки анкеров могут подвергаться воздействию попеременного замораживания и оттаивания, испытания замков на прочность закрепления следует проводить в талом грунте.

4.39. Длину замковой части железобетонных анкеров сначала назначают ориентировочно, как правило, в пределах от 20 до 60 см. При этом прочность N ¹ , МПа, закрепления замка определяют по формуле

,

где — предварительная длина замка, см; d _ст — диаметр армирующего стержня, см; t _сц — удельное сцепление бетона с армирующим стержнем, МПа, принимая по табл. 10.

Таблица 10

Примечания: 1. Удельные сцепления даны для следующих быстротвердеющих растворов:

указанного в п. 4.22 (для набивных анкеров); раствора из глиноземистого цемента марок 400—500 и воды (В/Ц=0,45—0,55) с добавкой 6% хлористого кальция от массы цемента (для нагнетаемых анкеров).

2. Удельное сцепление цементно-песчаных растворов состава 1 : 1 без ускорителей твердения следует принимать равным 4,5 МПа при глиноземистом цементе марок 400—500 в возрасте 48 ч и более; портландцементе марок 400—500 в возрасте 72 ч и более.

Ориентировочно прочность закрепления железобетонных анкеров с замковой частью длиной 50 см при температуре в шпуре не ниже +5°С допускается принимать:

при содержании СаСl₂ 5—6% от массы цемента 50 кН через 6 ч и 100 кН через 24 ч после установки; при содержании CaCI ₂ менее 3% от массы цемента 100 кН через 48 ч после установки.

Прочность закрепления замков железобетонных анкеров должна быть подтверждена результатами испытаний (см. п. 4.37).

4.40. Если результаты проведенных испытаний покажут прочность закрепления замков анкеров ниже расчетной, необходимо изменить конструкцию замка или отдельные параметры (диаметр, толщину клина и т. д.).

Длину замковой части железобетонных анкеров l ₃ , м, на основе результатов испытаний следует откорректировать по соотношению:

,

где N— расчетная прочность закрепления, определяемая в результате испытаний, кН.

4.41. Для крепления тоннельных выработок запрещается применять анкеры длиной менее 1 м, а также анкеры с прочностью закрепления замка менее 40 кН.

4.42. Предельное расстояние между анкерами а, м, следует определять по формуле

,

где g _гр — объемный вес грунта, кН/м³ .

4.43. Чтобы исключить возможность образования вывалов между анкерами, должно быть выполнено условие а £ l _р .

В сильнотрещиноватых породах расстояние между анкерами следует назначать не более 0,5 l _р .

4.44. Расчетная нагрузка Р, кН, на анкер будет

P= 1,5 g a ² l _р

где 1,5— коэффициент перегрузки.

4.45. Ориентировочно выбранный диаметр стержня анкера необходимо корректировать по формуле

,

где Р= l,5 g _гр а² L, R_a — расчетное сопротивление материала стержня, кПа.

4.46. Для нетрещиноватых, слаботрещиноватых и трещиноватых грунтов с одной или двумя системами трещин, где возможно омоноличивание грунтовых блоков анкерами, крепь рекомендуется рассчитывать по гипотезе образования несущей конструкции из окружающих выработку грунтов (рис. 11). Представляя эту конструкцию в виде породной арки, следует пользоваться соотношением, связывающим длину анкеров l _a и расстояние между ними (межанкерное расстояние) а.

где коэффициент m принимается равным

, для одиночных анкеров;

, при наличии групповой шайбы или подхватов;

s _р — предел прочности породы на растяжение (табл. 11)

;

Таблица 11

Рис. 11. Схема несущей породной конструкции,

образуемой вокруг выработки с помощью анкеров:

1 —анкер; 2 — несущая породная конструкция

4.47. При установке анкеров непосредственно возле забоя сразу после обнажения выработки в стержнях возникают дополнительные усилия, связанные с взаимовлияющим деформированием крепи и породы. Определение этих усилий рекомендуется выполнять по программе для ЭВМ “Анкер-контакт” (см. приложение 10), в которой учтены взаимное влияние анкеров, место и время их установки, ползучесть окружающего выработку грунта.

Технология установки анкерной крепи

4.48. Анкеры следует устанавливать сразу вслед за продвижением забоя. В слаботрещиноватых породах допускается отставание постановки подхватов или сетки (должно быть отражено в паспорте крепления), но не более чем на 20 м от лба забоя. В этом случае для навешивания подхватов или сетки па стальной анкер устанавливают вторую опорную шайбу и гайку.

4.49. Перед установкой крепи следует произвести тщательную оборку кровли и подтянуть ганки на двух последних рядах анкеров способом, указанным в п. 4.55 настоящих Норм.

4.50. Бурение шпуров под анкеры следует производить по размеченной сетке, строго соответствующей паспорту крепления, бурильными машинами с манипуляторами на самоходных шасси или на буровых рамах.

Допускается бурение анкерных шпуров телескопическими или ручными перфораторами с пневмоподатчиками.

4.51. Бурение с промывкой водой разрешается при последующей тщательной продувке шпура сжатым воздухом; в нестойких по отношению к воде грунтах бурение следует производить только всухую при обеспечении пылеулавливания (отсосе пыли).

4.52. Отклонения диаметра и длины шпуров от указанных в паспорте крепления не должны превышать соответственно 1 мм и 5 см.

4.53. Перед установкой необходимо осмотреть детали анкера. Смазка элементов замка должна быть удалена за исключением стержней корневых анкеров, где смазка предусмотрена как защита от коррозии. Запрещается устанавливать анкеры с плохо нарезанной или поврежденной резьбой, гнутым стержнем и прочими механическими дефектами.

4.54. При установке клинового анкера стержень с вставленным в прорезь на 20—30 мм клином вводят в шпур. Для создания предварительной расклинки следует доводить анкер до конца резким движением до упора в дно шпура, после чего анкер следует забивать пневматическим ударным инструментом со специальной насадкой до прекращения заглубления анкерного стержня.

Забивка анкера кувалдой допускается как исключение при установке отдельных анкеров или их малочисленных партий.

После забивки на наружный конец анкера следует установить опорную шайбу, гайку.

4.55. В клинощелевых и распорных анкерах сразу после установки следует произвести натяжение стержня для предотвращения расслоений и частичной релаксации напряжений в горном массиве.

Величина натяжения менее 40 кН (4 тс) при установке анкеров не допускается.

Гайки анкеров должны быть затянуты до отказа ключом длиной 0,7 м, либо пневматическим или электрическим сбалчивателем с крутящим моментом 350 кН · см.

4.56. В набивных железобетонных анкерах нагнетание раствора в шпуры следует производить растворонагнетателями.

4.57. Заполнение шпуров раствором производится через шланг с соплом в два приема; первая доза нагнетается при сопле, недоведенном на 20—30 см до дна шпура, вторая при сопле, выдвинутом к устью на 20—30 см.

4.58. Анкерный стержень следует устанавливать в шпур сразу после извлечения сопла и закреплять в устье шпура деревянным клином.

4.59. Зазор между стенками шпура и шлангом при нагнетании раствора и между стержнем и стенками шпура при установке следует перекрывать в устье резиновым или сальниковым уплотнением, препятствующим утечке раствора из шпура до твердения.

4.60. Навешивать сетку или подхват разрешается после достижения раствором 20%, а производить взрывные работы—60% проектной прочности. Сроки достижения этой прочности должны быть оговорены в паспорте крепления подземной выработки.

4.61. При анкерном креплении с жестким подхватом вначале следует установить анкеры в средней трети свода и к ним подвешивать подхват. Шпуры для остальных анкеров пробуривают через отверстия в подхвате, после чего устанавливают анкеры.

4.62. Если анкер установлен не перпендикулярно подхвату, вместо обычных опорных шайб следует устанавливать специальные: сферические, клиновые или из неравнобоких уголков.

4.63. Установку омоноличиваемых преднапрягаемых анкеров (рис. 12) производят после устройства оголовка в такой последовательности:

очистка скважины сжатым воздухом;

промер глубины скважины;

сборка анкера;

установка анкера в сборе в скважину на заданную глубину;

нагнетание раствора в корневой замок до истечения его из воздухоотводной трубки;

глушение нагнетательной и воздухоотводной трубок;

натяжение (после набора песчано-цементным камнем 100% прочности) анкерного стержня с фиксацией его в оголовке.

В анкерах с песчано-цементной изоляцией напрягаемого участка стержня нагнетание раствора в незаполненную часть скважины осуществляется после напряжения стержня.

4.64. При возможности утечки или вымывания раствора из скважины установку анкеров с нагнетаемым корневым замком (см. рис. 12) следует производить только после цементации, глинизации или силикатизации закрепляемой области породного массива.

4.65. Натяжение анкерных стержней следует производить гайкой при помощи динамометрического ключа или гидравлическими домкратами с цанговым или резьбовым захватом. Рекомендуется применять домкраты с цанговым захватом и полым штоком.

Домкраты и маслостанции должны быть укомплектованы тарированными манометрами.

4.66. Операции по установке анкеров с закрепляющим составом в ампул-патронах и жестким стержнем (рис. 13) осуществляются в такой последовательности:

заполнение шпура требуемым количеством ампул-патронов;

заглубление стержня с разрушением оболочек ампул и капсул до упора в дно, вращение стержня до начала схватывания полимерного состава;

натяжение и фиксация стержня после отверждения омоноличивающего состава (в анкерах замкового типа).

При использовании анкеров с канатной тягой операции по установке следует выполнять в следующей последовательности:

заглубление при помощи трубчатого упора анкера в сборе, включая требуемое количество ампул-патронов и уплотнительную диафрагму, до упора анкера в дно шпура;

досылка замковой части анкера трубчатым упором до отказа и вращение анкерного стержня до начала схватывания закрепляющего раствора;

извлечение трубчатого упора из шпура;

натяжение стержня после схватывания (отверждения) до достижения расчетной нагрузки и фиксация наружного конца в оголовке.

Рис. 12. Нагнетаемый корневой многопрядевый анкер:

1 — наконечник; 2— распорки; 3— хомут; 4— арматурная высокопрочная прядь;

5— растворонагнетательная трубка; 6 — разделительная диафрагма; 7— кондуктор; 8— фиксатор натяжения арматурных прядей; 9— железобетонный оголовок; 10— гнездо фиксатора;

11 — металлическая опорная плита; 12— воздухоотводная трубка; 13— корневой замок

467. Установку анкеров с жестким анкерным стержнем с размещением закрепляющего раствора в ампул-патронах рекомендуется осуществлять анкероустановочными модулями, смонтированными на манипуляторах буровых установок и позволяющими с одной позиции выполнить механизированно весь комплекс операций— бурение шпура, подачу в шпур ампул-патронов и установку анкерного стержня.

4.68. Операции по установке цельноомоноличиваемых стержневых анкеров типа “Перфо” следует производить в такой последовательности:

приготовление песчано-цементного раствора;

формовка и заполнение раствором перфоцилиндров;

заглубление перфоцилиндров в шпур с последующим внедрением арматурного стержня на заданную глубину, фиксация стержня деревянным клином в устье шпура.

Формовку и заполнение раствором перфоцилиндров производят в шаблоне на верстаке вблизи места установки анкеров партиями не более 8—10 шт. Готовые перфоцилиндры скрепляют проволокой или хомутами через 0,3—0,5 м.

4.69. Забивку в шпур анкерного стержня следует производить пневматическим инструментом (отбойным или чеканочным молотком, перфоратором с насадкой).

Рис. 13. Корневой сталеполимерный анкер:

а — анкер в сборе в процессе установки в шпур; б — анкер после установки: 1 — ампул-патрон;

.2— пластораствор; 3 — капсула с отвердителем; 4— разрушаемое (фибра, резина и т. п.) дно;

5 — разделительное эластичное уплотнение; 6 —анкерный арматурный стержень

4.70. При установке преднапряженных анкеров типа “Перфо” с плунжером на замковом конце анкерного стержня (рис. 14) последовательность операций должна быть такой:

приготовление песчано-цементного раствора;

заполнение раствором и формовка перфоцилиндров в количестве не более 3 шт. при ранее уложенном в перфоцилиндр анкерном стержне;

установка анкера в сборе в скважину до упора в дно;

внедрение плунжера в перфоцилиндр с вытеснением раствора в зазор между перфоцилиндром и стенками скважины;

натяжение анкерного стержня после набора песчано-цементным раствором проектной прочности с фиксацией наружного конца в оголовке.

Внедрение плунжера в перфоцилиндр может производиться двумя способами:

надвижкой вглубь скважины перфоцилиндра трубчатым упором (например, буровым снарядом, подаваемым буровым станком) при зафиксированном в устье скважины рабочем стержне;

вытягиванием анкерного стержня натяжным устройством (домкратом или механизмом подачи бурового станка) при застопоренном в скважине трубчатом упоре или распорном стопоре перфоцилиндра.

Рис. 14. Схема плунжерного корневого анкера типа “Перфо”:

а— анкер в сборе в процессе установки; б— анкер после установки; 1 — плунжер;

2 — перфоцилиндр; 3— песчано-цементный раствор; 4— жесткое дно перфоцилиндра;

5 — разделительная диафрагма-уплотнение; 6— анкерный стержень; 7 — трубчатый упор

Испытания анкеров на прочность закрепления.

Контроль качества при возведении анкерной крепи

4.71. Установку анкеров следует производить только под наблюдением ответственного представителя технического персонала, имеющего необходимый опыт, на которого возложен операционный контроль и обеспечение соответствия конструкции анкеров и шпуров проекту (паспорту крепления), а также контроль за проявлением особенностей инженерно-геологических условий, влияющих на качество и эффективность анкерной крепи.

Выработки, закрепленные анкерной крепью, следует осматривать ежесуточно. Осмотр производится начальником участка или его заместителем и участковым маркшейдером. Начальники смен и сменные маркшейдеры должны осматривать призабойные участки выработок с анкерной крепью ежесменно.

4.72. Все отступления от проекта при установке анкеров подлежат исправлению, либо должны быть обоснованы и согласованы с представителями, компетентными принимать решения по изменению паспорта крепления или его корректировке.

4.73. Определяющие параметры в виде расчетных значений характеристик анкерного крепления, подлежащие выходному контролю, должны быть указаны в паспорте крепления выработки.

Обязательным является включение в число определяющих параметров анкеров, контролируемых с особой тщательностью и ответственностью, расчетных значений несущей способности замков (для клиновых и других анкеров этого типа) или прочности закрепления замковой части анкеров омоноличиваемой конструкции (железобетонных, на пласторастворах и т. д.).

4.74. Для испытания анкеров рекомендуется применять гидравлический домкрат типа СМ-514 с насосной станцией, а также комплект гидроинструмента УВШ-5/15.

4.75. При проведении испытаний металлические анкеры следует устанавливать в кровле или в стенах выработки, но обязательно в тех инженерно-геологических условиях, в которых они будут применяться. Железобетонные анкеры и анкеры на пласторастворах необходимо устанавливать для испытаний только в кровле выработки, причем осуществлять .проверку только прочности закрепления замковой части.

Длина металлических анкеров, отобранных для испытаний, должна соответствовать паспорту крепления.

Для определения прочности закрепления необходимо испытать не менее 10 анкеров.

4.76. Перед началом испытаний необходимо снять с установленных анкеров гайки и опорные шайбы, выровнять поверхность выработки вокруг анкеров и удалить выступы, мешающие опиранию домкратов. На анкер следует надеть сферическую шайбу и навинтить гидравлический домкрат. Нагрузка должна фиксироваться по показателям манометра.

Перемещение конца анкера следует определять, как правило, с помощью теодолита. В скальных грунтах с коэффициентом крепости более 6, R _c ³ 60 МПа, когда есть уверенность, что грунт под сферической шайбой не будет сминаться, допускается измерять перемещение конца анкера с помощью линейки.

4.77. При испытаниях металлических анкеров нагрузку следует прикладывать ступенями через 10 кН, начиная с 40 кН, и при каждой ступени нагрузки фиксировать перемещение. Испытания следует прекратить при достижении перемещения 10 мм. Полученные результаты отмечают в журнале испытаний (приложение 18).

4.78. При испытаниях прочности закрепления замков железобетонных и сталеполимерных анкеров перемещения не измеряют, а фиксируют только максимальное усилие, развиваемое испытательным домкратом, которое резко падает при нарушении сцепления стержня с раствором.

В случаях, когда шаг и длина таких анкеров приняты .конструктивно заведомо больше расчетных значений по несущей способности при испытании их усилием, превосходящим расчетное в 1,5 раза, вырыва анкера может и не произойти В этих случаях дальнейшее нагружение не производят, а несущую способность замка условно принимают равной этому испытательному усилию.

4.79. Результаты натурного определения прочности закрепления замков анкеров следует обрабатывать по форме указанной в табл. 12.

Таблица 12

Разброс результатов испытания оценивают коэффициентом вариации V =S/N _н . Результаты следует считать удовлетворительными, если V £ 0,25. При V >0,25 испытания анкеров необходимо повторить. Разброс результатов можно уменьшить путем повышения качества изготовления анкеров и освоения технологии их установки.

Конечной целью обработки результатов испытаний является определение расчетной прочности закрепления N, вычисляемой по формуле

4.80. Для замков, находящихся в условиях сезонного замораживания и оттаивания, расчетное значение прочности закрепления принимают с понижающим коэффициентом 0,85.

4.81. При определении прочности закрепления замка должна быть исключена возможность пластических деформаций стержня анкера.

Появление пластических деформаций стержня характеризуется наличием перемещений его конца без увеличения давления жидкости в домкрате.

4.82. Натяжение установленных в выработке металлических анкеров с течением времени уменьшается. Снижение напряжения до величины менее 20 кН не допускается. Для контроля за изменением натяжения следует применять предварительно протарированные пружинные шайбы, гипсовые маячки или резиновые динамометры.

Допускается определять натяжение по величине крутящего момента при завинчивании гайки анкера.

Контролю подлежат не менее 2% всех установленных металлических анкеров, но не менее 10 штук.

4.83. По усмотрению главного инженера строительной организации не реже чем 1 раз в два месяца необходимо производить осмотр всех анкеров и в необходимых случаях производить подтягивание гаек. Эти работы должны выполнять квалифицированные крепильщики.

Результаты осмотра анкеров с указанием пикетов и устраненных нарушений, результаты контроля натяжения и выборочных испытаний анкеров, а также допущенные отклонения от паспорта анкерной крепи следует заносить в журнал производства горных работ, предусмотренный главой СНиП на строительство тоннелей.

5. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОМБИНИРОВАННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

5.1. Комбинированные конструкции крепей из сочетании анкеров с набрызгбетоном, арок с набрызгбетоном, анкеров с арками и набрызгбетоном следует рассчитывать на нагрузки, определяемые в соответствии с п. 3.26. При этом необходимую толщину набрызгбетона следует определять в соответствии с пп. 3.29, 3.30.

5.2. Обделки из набрызгбетона и анкеров рекомендуется рассчитывать как многослойные конструкции, внешний слой которых— омоноличенная (набрызгбетоном, анкерами) породная зона (рис. 15). В качестве исходных данных для расчета следует принимать: толщину породобетонного слоя h _о с усредненным модулем деформации Е ₂ ; толщину слоя грунта, омоноличенного анкерами h _a с модулем деформации E ₁ ; толщину набрызгбетонного покрытия h _н с модулем деформации E _н . В результате расчета определяется нормальное давление P _о и сдвигающее усилие Р _с на контакте “обделка — грунт”.

Рис. 15. Конструкция комбинированной анкер-набрызгбетонной крепи (обделки):

1 —анкер: 2— слой грунта, “прошитый” анкерами; 3— породобетонный слой; 4— первичная крепь: 5 — вторичная крепь (обделка)

Толщину h _о бетонопородного слоя (см. рис. 15) следует определять на основании натурных измерений или теоретически.

Для вычисления указанных параметров конструкции рекомендуются следующие выражения:

,

где d _т — ширина трещин, см; К _т — категория трещиноватости;

E ₂ = (0,5 ¸ 0,7) Е + (0,5 ¸ 0,3) Е _н ,

где Е— модуль деформации грунта “в куске”, МПа.

, где

, где ;

g — коэффициент Пуассона грунта.

5.3. Сцепление Р _с на контакте “обделка— порода” необходимо проверять на выполнение условия

,

где Р _о — нормальное давление грунта на обделку, МПа; f *— коэффициент трения по контакту “обделка— порода”; К*— сцепление “ обделка— порода”, МПа.

При невыполнении этого условия возможно проскальзывание покрытия по контакту, в этом случае обделку следует рассматривать как обычное монолитное кольцо.

Анкеры повышают надежность совместной работы набрызгбетонного покрытия с породой. При этом перемещение конца анкера W _p , в см, должно удовлетворять условию

где Q _a — предельная несущая способность анкера, кН.

5.4. При проектировании анкер-набрызгбетонной обделки в грунтах, склонных к ползучести, последнюю следует учитывать, полагая модуль деформации Е и коэффициент Пуассона у грунта функциями времени, определяемыми путем натурных исследований, МПа:

где f _э (t ) — конвергенция экспериментальной выработки, м; Н _з — глубина заложения выработки, м; R _э — радиус экспериментальной выработки, м.

В качестве условия устойчивости выработки в таких грунтах в различные периоды времени рекомендуется пользоваться соотношением:

,

где f (z_y )— функция, учитывающая место установки крепи, допускается принимать f (z_y )=

5.5. При проектировании анкер-набрызгбетонной обделки в сейсмических зонах параметры конструкции, полученные расчетным путем, следует проверять в соответствии с “Инструкцией по учету сейсмических воздействий при проектировании горных транспортных тоннелей” (ВСН 193—81). М., ВПТИтрансстрой, 1982.

Особенность расчета в этом случае состоит в том, что напряжения сжатия от сейсмических волн следует суммировать со статическими напряжениями сжатия в первичной обделке, что может явиться причиной разрушения обделки в то время, как напряжения растяжения от сейсмических волн могут стать опасными для менее нагруженной вторичной обделки.

5.6. Варьируя межанкерное расстояние а, длину анкера l _а и толщину покрытия из набрызгбетона h _н , добиваются устойчивости выработки при минимальных затратах труда и материалов на их возведение. Задача оптимизации комбинированной конструкции в этом случае сводится к определению такого сочетания параметров крепи а, l _а и h _н , при котором будет обеспечено устойчивое состояние выработок и вместе с тем минимизируются функции себестоимости и трудозатрат на возведение крепи (целевая функция).

• часть 1
• часть 2
• часть 3
• часть 4
• часть 5
• часть 6
• часть 7
• часть 8
• часть 9