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摘 要：现代支护原理是组合支护选型的出发点,通过对单一支护原理的分析,来研究了组合支护作用的基本要求,可为组合支护的选型提供理论依据.
关 键 词：现代支护原理组合支护基本要求
随着岩石力学的发展和锚喷支护技术的广泛应用,逐渐形成了以岩石力学理论为基础的,支护与围岩共同作用的现代支护原理,应用这一原理能充分发挥围岩的自承能力,从而获得极大的经济效益.
1现代支护原理
当前,地下工程建设中采用国际上广泛流行的新奥法,其核心是现代支护原理.归纳起来,现代支护原理包含的主要观点有以下几个方面：
（1）应建立支护与围岩共同作用承载体系.把围岩与支护结构看成是由两种材料组合成的复合体,把围岩通过支护作用转化成为结构的一部分.
（2）充分发挥围岩的自承能力.应降低围岩压力以改善支护的受力性能,一方面不能让围岩进入松动状态,以保持围岩的自承力；另一方面允许围岩进入一定程度的塑性状态,以使围岩自承能力得以最大程度的发挥.因此,一方面要求采用快速支护,预先支护等手段限制围岩进入松动状态；另一方面却要求采用柔性支护手段允许围岩进入一定程度的塑性状态,达到经济支护之目的.
（3）尽量发挥支护材料本身的承载力.柔性薄型支护、分次支护和封闭支护,以及深入到围岩内部进行加固的锚杆支护、注浆支护,都具有充分发挥材料承载力的效用.我国铁道科学院铁建所曾进行过模拟试验,表明双层混凝土支护比同厚度单层支护承载力提高约20%-30%,因而分次支护更能发挥材料承载力.
（4）重视监控量测的反馈指导作用.根据地下工程的特点和当前技术水平,借助现场监控量测手段指导施工,并由此决定最佳支护结构型式、参数和最佳的施工方法及施工时机.
（5）设计计算应反映实际.现代支护原理要求按岩体的不同地质、力学特征,选择不同的支护型式、力学模型和相应的计算方法.
组合支护是由单一支护组合成的,所谓单一支护是指采用工艺相对独立的方法,对围岩进行加固的技术手段.目前,地下工程施工中已运用的单一支护（加固）技术,根据其功能的不同,可归纳为以下几种：发挥构件的弯曲刚度,从而维护围岩稳定的超前支护(如大、小短管棚、水平注浆、超前锚杆等)；改良围岩物性的注浆加固；发挥锚联作用的斜锚杆、正面锚杆、地表锚杆、预应力锚杆加固；封闭稳定掌子面的高强喷混凝土、钢纤维喷混凝土等.应该说,在特定的地质条件下,采用单一支护就能获得较好的加固效果,但地质条件复杂时往往难以奏效.此外,对于支护的选择,应在充分掌握技术工艺特征的基础上考虑施工性、经济性等来进行选择.
2组合支护的基本要求
组合支护结构在地下工程施工中的基本作用在于：保持开挖断面的使用净空；尽量维护围岩的质量,防止恶化；能承受出现的各种荷载；整个组合支护体系应当有足够的安全度.不管支护型式如何组合,都应具有与上述作用相适应的结构构造、力学特性和施工可能性.
根据岩体力学理论及工程实践,较理想的组合支护结构应满足以下基本要求：
（1）组合支护结构必须能与围岩紧密接触,以保证结构与围岩作为一个整体进行工作.由于施工方法和支护型式的不同,结构与围岩的接触状态也是不同的,比如钢支撑、桁架支护是点接触且位置固定；喷锚网支护结构与围岩是全面而牢固的接触；注浆支护是与围岩三维立体接触,相互渗透.组合支护与围岩的紧密接触应不仅能传递径向应力也能传递切向应力,并应将应力均匀的分布到组合支护结构体系.
（2）允许组合支护结构与围岩产生有限的变形.一方面,围岩发生少量变形后,释放了部分围岩内应力,它所需要支护结构提供的支护抗力就减少.另一方面支护结构发生少量变形后,它能提供给围岩的支护阻力就相应增加,如此达到平衡后就能保证围岩和结构体系的稳定.因此,地下工程应采用能与围岩密贴、给围岩提供足够支护阻力并且能随同围岩一起发生有限制变形的组合支护结构.
（3）必须保证组合支护结构加设及时.围岩暴露时间过长,会产生过度的位移,接近围岩的极限平衡,因此组合支护结构应在围岩达到极限平衡前开始发挥作用.地下工程开挖后,应及时加设,以便及早控制围岩的初始位移,但塑性围岩应力释放有一定的过程,因此要逐步控制变形的速度,过早控制围岩的发展反而有害.
（4）组合支护结构要能根据围岩的位移、应力等动态变化及时进行调整和修改,以适应变化的围岩状态.在进行施工时,可采取分批次喷射混凝土、增加锚杆（管棚）的数量、调整参数等方法实现,进行组合时,应考虑单一支护间的相互补充,易于加设等施工条件.
（5）组合支护结构应能发挥围岩的自承载能力.这包括：通过组合支护提高围岩的抗压强度；提高岩石接缝或不连续处的剪切强度；
3结论
总之,对单一支护进行组合使用时应遵循“刚柔结合”的原则,既要有柔性支护也要有刚性加固.设置柔性支护控制围岩变形基本收敛后,刚性支护来控制围岩的残留变形,防止围岩松动而降低承载能力,确保地下结构长期稳定安全.从常见的组合支护型式中也能看出,每种组合既考虑了刚性支撑,也加入了柔性支护,不管哪种组合方式,单一支护在组合支护中要么起到刚性加固,要么起到柔性支护的作用.