支护方式的确定采取工程类比法,选择锚网喷二次支护+锚索联合支护结构,支护工艺为:首先对开挖后的围岩进行锚网喷一次支护,让支护体能够产生一定的变形,使围岩应力得以一定的释放,同时支护体还必须有一定的刚度,待围岩稳定后(约3040d),再进行锚网喷二次支护,二次支护锚杆布置在一次支护的基础上均匀呈五花布置(一次支护锚杆盘压铁丝作为标记并起联网作用),这种支护结构主要是利用锚杆密度增加,来增大锚杆锚固范围内挤压加固梁的厚度,从而提高支护结构的承载能力和稳定性,二次支护同时采用锚索加固顶板及局部围岩薄弱地带,锚杆的锚固端锚入硐室深部稳定的岩层上,并且施加80100kN预应力,对硐室围岩起悬吊作用,从而提高支护强度和支护效果。
锚杆支护参数的选择锚杆的长度和间排距及组合拱厚度满足下列关系:b=(Ltg-a)tg式中:b组合拱厚度m,经验值0.81.3;L锚杆有效长度m;锚杆在岩体中的控制角,一般取4050;a锚杆间排距m锚杆的控制角如按45计算较为安全,因硐室断面大,埋藏深,压力大,b取大值1.3,锚杆选用20mm,长度2.0m,其有效长度1.9m,则a=L-b=1.9-1.3=0.6m,锚杆的密度2.8根m2。该硐室采用二次支护施工工艺,根据计算所得到的支护密度为2.8根m2,该硐室的锚杆间排距为0.85m打两遍,鉴于该硐室断面大,埋深大,为安全起见,选择锚杆间排距为0.7m打两遍,一次支护时锚杆长2.0m,二次支护时锚杆长2.5m,其支护密度为4.1根m2。
结论(1)大断面硐室采用锚网喷支护与锚索加固支护的联合支护形式,具有工序简便、易于操作、施工方便的特点,在技术上是合理的。
(2)可以有效地控制围岩变形,降低变形速度,使围岩形成新的承载结构,将浅部松动岩体与深部稳定岩体融为一体的主动支护,提高了硐室的抗变形能力,从而达到硐室长期使用和降低返修率的目的。
(3)采用锚索加固锚网喷联合支护的二次支护形式具有显著的经济和社会效益。