3.1.3　喷混凝土支护结构

3.1.3　喷混凝土支护结构

喷混凝土支护结构通过局部和整体稳定岩层两个方面起支护作用。

1.局部稳定原理

喷混凝土支护结构通过及时的封闭岩层表面的节理、裂隙，填平或缓和表面的凹凸不平，从而提高节理裂隙间的黏结力、摩擦阻力和抗剪强度，减少应力集中现象出现。防止岩层表面风化、剥落、松动、掉块和坍塌的产生，使岩层稳定下来，发挥岩层体的自承能力。其崩塌的形成往往是因为其中一块危石的掉落，引起邻近的块石相继裂开、错动、脱落，导致全局性的失稳、坍塌，发生恶性连锁反应，喷混凝土只要支护住最先掉落的危石（或称冠石），封闭加固附近的岩体，则洞室就能稳定。而喷混凝土层在危石自重力作用下，可能出现冲切破坏和撕开破坏。喷混凝土若被危石冲切破坏时，其喷层厚度可按下式计算：

式中　G——由危石重量引起的作用力，当危石处于拱顶位置时，

G——危石重量u——危石底面周长；

RL——喷射混凝土的计算抗拉强度。

k——安全系数，可取3～5。

（1）撕开作用计算。

喷层受剪切的同时，它与危石周岩层石之间将产生拉应力，当最大拉应力大于喷层的计算黏结强度时，喷层就会在该结合面处撕开。

简化计算可用下式：

式中　G——危石重量；

RLu——喷层与岩石间的计算黏结强度。

2.整体稳定原理

喷混凝土层与岩层体表面紧密黏结、咬合、使洞室表面岩体形成较平顺的整体，依靠结合面处的抗拉、抗压、抗剪能力，与岩体密贴组成“组合结构”或“整体结构物”共同工作。薄的喷层支护柔性大，变形能力强，它能在与岩层共同承载和变形过程中对岩层提供支护力，使岩层变形得到控制，应力得以调整，从而使岩层体获得稳定。作为“整体结构物”一部分的喷层也同时受到来自岩层的压力，这种压力不是由岩体坍塌的岩块重量引起的，而是由岩层的变形引起的，是喷层支护与岩层共同变形中对喷层支护施加的称为形变压力。