《靜夜思》原文及翻譯賞析
[拼音]:penmao zhihu
[英文]:shotcrete and rock bolt
噴射混凝土和錨杆單獨使用或組合而成的一種支護形式。噴錨支護於20世紀50年代開始採用,隨著巖體力學的發展和水泥速凝劑(見混凝土外加劑)與混凝土噴射機的相繼出現,這種支護形式已在礦山、水利、交通、人防和軍事等各部門的地下工程中廣泛採用,獲得了較好的技術經濟效益。
支護型別
(1)噴射混凝土支護。即以壓縮空氣作動力,通過混凝土噴射機,將摻有速凝劑的混凝土拌合料直接噴射到巖面上,使之迅速凝結硬化而成。噴射混凝土分“幹噴”和“溼噴”兩種。“幹噴”工藝簡單,目前運用較廣,但粉塵大、回彈量多。“溼噴”可減少回彈量和粉塵,但尚處於試用階段。
(2)錨杆支護。在圍巖鑽孔並插入錨杆,用以錨固圍巖。按錨杆的錨固方式,可分為端頭錨固式錨杆和全長錨固式錨杆兩類。端頭錨固式錨杆是通過錨杆端部的錨頭錨固在圍巖中,在杆體的另一端則由墊板同巖面接觸,通過擰緊螺母使墊板與巖面貼緊。常用的有楔縫式錨杆、脹殼式錨杆和倒楔式錨杆等(見圖)。其優點是安裝快,立即起到支護作用;但由於錨杆沒有保護外殼,容易鏽蝕,錨頭容易滑動。這類錨杆常用於施工中的臨時支護或服務年限較短的礦山巷道中。全長錨固式錨杆是用膠結材料(通常用水泥砂漿或樹脂)沿錨杆孔全長膠結杆體,對圍巖起加筋作用,如鋼筋砂漿錨杆和樹脂錨杆等。這類錨杆耐久可靠,支護效果比端頭錨固式好。按是否對錨杆施加預應力,又可分為普通錨杆和預應力錨杆兩類。
(3)噴射混凝土錨杆支護。即錨杆和噴射混凝土聯合使用。
(4)鋼筋網噴射混凝土支護。即在噴射混凝土中設定有鋼筋網,以增強噴層的整體性以及抗彎和抗剪能力。
(5)鋼筋網噴射混凝土錨杆支護。即錨杆和鋼筋網噴射混凝土聯合使用。
作用原理
噴錨支護在洞室開挖後,支護及時,與圍巖密貼,柔性好,有良好的物理力學效能。它能侵入圍巖裂隙,封閉節理,加固結構面和層面,提高圍巖的整體性和自承能力,抑制變形的發展。在支護與圍巖的共同工作中,有效地控制和調整圍巖應力的重分佈,避免圍巖鬆動和坍塌,加強圍巖的穩定性。它不象傳統的模築混凝土襯砌那樣,只是在洞室開挖後被動地承受圍巖壓力,而是主動地加固圍巖。目前,對噴錨支護作用原理的研究還不完善,有待進一步探索和改進。
設計原則和方法
根據巖體的產狀,將圍巖按大類分為整體、塊狀、層狀和軟弱鬆散等幾類。不同結構型別的圍巖,開挖洞室後力學形態的變化過程及其破壞機理各不相同,設計原則也有差別。對於整體狀圍巖,可以只噴上一薄層混凝土,防止圍巖表面風化和消除表面凹凸不平以改善受力條件;僅在區域性出現較大應力區時才加設錨杆。在塊狀圍巖中必須充分利用壓應力作用下巖塊間的鑲嵌和咬合產生的自承作用;噴錨支護能防止因個別危石崩落引起的坍塌。通過利用全空間赤平投影的方法,查詢不穩定岩石在臨空面出現的規律和位置,然後逐個驗算在危石塌落時的力作用下錨杆或噴射混凝土的安全度。在層狀圍巖中,洞室開挖後,圍巖的變形和破壞,除了層面傾角較陡時表現為順層滑動外,主要表現為在垂直層面方向的彎曲破壞,用錨杆加固使圍巖發揮組合樑的作用。軟弱圍巖近似於連續介質中的彈塑性體,採用噴錨支護時,宜將洞室挖成曲牆式,必要時加固底部,使噴層成為封閉環,用錨杆使周圍一定厚度範圍內的巖體形成“承載環”,以提高圍巖自承能力。
材料
噴射混凝土是水泥、砂、石加水和少量速凝劑,按一定的配合比混合而成的一種複合材料。要求水泥摻入速凝劑後,凝結快,保水效能好,早期強度增長快,收縮量較小;普通矽酸鹽水泥比較符合這種要求。砂子應選用硬質潔淨的天然或機制的中砂或粗中混合砂。石子應選用堅硬耐久的卵石或碎石,粒徑不宜過大。拌和用水應為不含有影響水泥正常凝結和硬化的潔淨水。加入速凝劑的目的在於使噴射混凝土速凝快硬,防止噴層因重力作用而坍落,提高噴射混凝土在潮溼巖面或輕微含水岩層中使用的適應性,增加一次噴射厚度和縮短兩次噴射的間歇時間。速凝劑有固體的和液體的兩種,其最佳摻量取決於噴射混凝土的最佳凝結時間和設計強度。過量的速凝劑會影響速凝效果和降低噴射混凝土的後期強度。與固體速凝劑相比較,液體速凝劑容易混合均勻,對噴射混凝土的後期強度影響較小。
施工工藝
噴射混凝土支護的施工特點是既不用模板,又將混凝土的輸送、灌築和振搗等合為一道工序,操作簡單,施工速度快。
(1)乾式噴射的工藝較簡單,目前運用較廣,它是先將水泥、砂、石按一定比例(通常為1:2:2)和速凝劑幹拌均勻後裝入專用的噴射機,在壓縮空氣推動下,將幹拌料沿料管連續地輸送至噴槍,再在噴槍的後部與從水管經水環射出的高壓水混合,然後高速噴射到巖面,凝結硬化而成。
(2)溼式噴射的工藝則不同,是將原材料溼拌均勻後裝入噴射機,用液態的速凝劑借壓縮空氣通過另設的管道噴出,在噴槍後部與溼料混合。為了減輕操作噴槍的勞動強度裹a href='http://www.baiven.com/baike/225/315630.html' target='_blank' >透納乒ぷ魈跫延杏糜詿蟆⒅小⑿《廈嫻母髦擲嘈團縞浠炷傈a href='http://www.baiven.com/baike/223/301184.html' target='_blank' >機械手。
速凝劑的摻量為水泥重量的2.5~4%,過多會嚴重影響混凝土的後期強度。在使用前一般應作速凝效果的試驗,以確定最佳摻量;有時可以不加速凝劑。水灰比與普通混凝土不同,一般以在0.4~0.5之間為好。過大則噴射面上會出現流淌或滑移現象;過小則料束分散,回彈增多,噴射面上出現幹斑,影響混凝土的密實性。水灰比適當時,混凝土表面略現光澤且不流淌。
因噴射混凝土的水泥用量較多,凝結硬化速度快,為使混凝土強度均勻增長,防止收縮開裂,必須加強養護工作。在混凝土噴完後2~4小時內,即應開始噴水養護,養護時間不少於10~14天。
用作永久性支護的錨杆,為了防止錨杆鏽蝕和提高加固圍巖的作用,目前中國常用灌漿錨杆,即全長錨固式錨杆,且大多采用灌築水泥砂漿的砂漿錨杆,其施工工藝簡單。
(1)螺紋鋼筋砂漿錨杆。採用先灌後錨的方法。在鑽孔中先灌入砂漿,然後打入一定長度和直徑的螺紋鋼筋即成。灌漿採用風動灌漿器;所用的砂漿配合比即水泥:砂:水為1:(1~1.5):(0.42~0.45)。此外,也有采用將砂漿裝入玻璃管內或用兩個鑽有小孔的半圓形鐵皮內,一起放入鑽孔中,然後打入螺紋鋼筋,砂漿在受擠壓時玻璃管脹裂,或由鐵皮上小孔中擠出,從而使錨杆和孔壁膠結成整體。
(2)楔縫式砂漿錨杆。是利用已起臨時支護作用後的錨杆,經灌入砂漿,再起永久性支護的作用。此時須採用先錨後灌的方法,並須用真空壓力灌漿,由真空泵、灰漿泵和灰漿攪拌機等組成灌漿裝置;所用的砂漿配合比則須控制在1:0.7:(0.42~0.47)較好。
噴射混凝土和錨杆支護,一般應在隧道或洞室開挖後及時施作。在地質條件較好的圍巖中,可先打錨杆或設鋼筋網,再噴射混凝土;在破碎、鬆軟或受水和空氣作用容易蝕變、潮解的岩層中,開挖後應立即噴上混凝土,或先噴一薄層作臨時支護,隨後再加設錨杆或鋼筋網,加噴一定厚度的混凝土,使其成為永久性支護。
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