巷道锚杆支护计算实例

2.3 支护参数计算

根据锚杆加固作用原理,确定如下参数:

2.3.1锚杆长度

L L1 L2 L3=0.15+1.5+0.4=2.05m

式中，

L1—锚杆外露长度,其值主要取决于锚杆类型及锚固方式，一般取0.15m，

对于端锚锚杆，L1=垫板厚度+螺母厚度+（0.03~0.05），对于全长锚固锚杆，还

有加上穹形球体的厚度;

L2—锚杆的有效长度，即围岩松动圈的范围，通过查规范知一般取1.5m;

L3—锚杆锚固段长度亦即锚杆锚入坚硬岩石的长度,一般L3=0.3~0.4，由拉

拔实验确定，当围岩松软时，L3还要加大，取L3为0.4m。

为安全施工，取锚杆长度L=2100mm长满足要求。

围岩内外围层结构的稳定性分析

巷道围岩范围内各部分岩体，由于其距巷道周边的距离和岩性的不同，对巷

道稳定性的影响作用是有显著差别的。根据这种作用的大小以及一般巷道支护控

制作用的范围，可将巷道围岩分为内层围岩和外层围岩两部分，然后研究内外层

围岩的结构类型及其与围岩稳定性之间的关系，并提出相应的围岩控制原则。

(1)内层围岩。内层围岩是指距巷道周边较近的那部分岩体，其范围与通常

意义上的松动圈范围相当。如图所示，内层围岩的结构与性质对巷道稳定性影响

最大。这部分岩体受开挖及风化等影响严重，最易出现破坏和冒落，围岩变形的

绝大部分是由这部分岩体产生的，锚杆支护、注浆加固及人为卸压等措施大致上

也是在该范围岩体中进行的。可见，内层围岩既是影响巷道稳定性的最关键部分，

也是人为控制措施的主要的和直接的作用对象。

(2)外层围岩。外层围岩是围岩中距巷道周边较远的那部分岩体。与内层围

岩相比，外层围岩受开挖及风化等影响较小，受支护控制作用的影响也较小；总

的围岩变形中，外层围岩所占比例很小，对巷道稳定性的影响也较小。

(3)内外层围岩之间的关系。根据上述定义可知．内层围岩的结构与性质是

影响巷道稳定性的决定因索，外层围岩的结构与性质对巷道稳定性的影响要通过

内层围岩来实现；支护控制的主要对象是内层围岩。内层围岩往往与支护形成整

体承裁结构，外层围岩则是上覆岩层压力向内层围岩和支护传递的中介。

巷道围岩内外层结构

2.3.2 锚杆直径：

锚杆采用20MnSiⅡ级建筑用螺纹钢系列，锚杆的直径根据杆体承载力与锚

固力等强度原则确定，即

d 35.52 20.5mm

式中，

D—锚杆杆体直径，mm

Q—锚固力，由拉拔实验及查表6.17确定为114KN.

t—杆体材料的抗拉强度，查表6.15知 t为340Mpa，常用的锚杆直径规

格为14、 16 、18、 20 、22mm现取锚杆直径为20mm。

2.3.3 锚杆间、排距

锚杆间排距根据每根锚杆悬吊的岩石重量确定，即锚杆悬吊的岩石重量等于

锚杆的锚固力，通常按锚杆的等间等排距排列，根据设计规范知，锚杆间距

D

式中，

D—锚杆间距；

L—锚杆长度；

安全起见D取0.8m<1.050m满足要求，排距L0=D=0.8m。 11l 2100 1050mm 22

2.3.4 支护形式

岩巷段采用锚、喷、网联合支护，锚杆采用Φ20mm×2100mm20MnSiⅡ级建筑用螺纹钢，间排距800mm×800mm，每孔2卷Z2335树脂药，网采用Φ6mm钢筋焊接而成， 规格850mm×2000mm，网格80mm×80mm，网搭接100mm，喷浆厚度 T=100mm；不小于100mm；

2.3.5 每米巷道支护材料消耗量

由前面的巷道断面尺寸设计知

断面拱高：

h0 B1 4300 2150mm 22

巷道半径：

R 11B 4300 2150mm 22

巷道设计掘进断面积：

(0.3B91 h3 ) S1 B1152.m 1 0

式中，B1 B T—巷道设计掘进宽度。h3—从底板起巷道的壁高，取1600mm；

T—锚喷厚度，取100mm。

巷道净断面积：

(0.3B9 S B2h )

式中，B—巷道净宽,此时B=4300mm；

2.3.6 每米巷道锚杆消耗量

N P1 0.5D DL0

式中，

N—每米巷道锚杆消耗；

P1—为计算锚杆消耗周长；P1 =1.57B2+2h3=1.57 4.65+2 1.6=10.5（m）

D— 锚杆间距,取0.8m；

L0—锚杆排距，取0.8m

故 N 10. 50. 50.8 15.7 80.8 0.8根6 1

2.3.7 每米巷道金属网消耗

N2 1.57B2 1.57 4.65 7.3 m2

2.3.8锚杆的布置方式

按设计要求锚杆采用三花形布置方式，间排距800mm×800mm从顶开始，依次由腮部至帮，巷道断面每排

2.3.9 锚固剂

锚杆锚固为树脂药卷锚固，每根锚杆均用直径为φ20mm，规格为中速Z2335的树脂药卷，每孔2卷药。药卷凝胶时间3~4分钟，固化时间15公钟。 P10.5 13.125 13 根 ，取13根。 D0.8

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