模糊层次分析法在深基坑支护方案优化中的应用

深基坑支护方案的选取受安全可行、经济合理、环境保护、施工便捷等相关指标因素的影响,且这些指标因素皆具有模糊性的特点.采用层次分析法确定各指标因素的权重,降低了专家对各指标因素进行评判时的主观性,运用模糊综合评判法评价支护方案的优劣,计算得到各方案的综合评价值,从而确定最优的支护方案,结合工程实例验证该方法确定的支护方案最优,支护效果很好.

湘河水利枢纽工程导流泄洪洞支护方案优化和施工技术

湘河水利枢纽导流泄洪洞与引水发电洞、溢洪洞共同布置于左岸边坡山体中,导流泄洪洞位于发电洞与溢洪洞之间,导流泄洪洞进出口位置均位于高边坡开挖范围内,需待进出口高边坡下挖完成后才能进行挂口进洞施工;鉴于截流工期紧,在进出口边坡开挖支护过程中,采用了施工支洞提前进洞的方式对导流泄洪洞进行施工,待进出口高边坡下挖完成后,可实现四个工作面同时进行洞室快速施工的效果,以确保截流目标的实现。针对湘河水利枢纽工程水工建筑物的特殊布置,项目实施过程中对施工技术方案进行设计并总结经验,可为今后类似项目施工提供参考和借鉴。

东峰煤矿3号煤层工作面顺槽支护方案优化

针对东峰煤矿3号煤层工作面顺槽过度支护问题,采用相似模拟实验、数值模拟和工程试验等方法,对支护方案进行了研究,确定了单排锚索偏心布置的锚杆锚索联合支护的优化方案。该方案节省了工程量和成本,提高了效率和效益。这对完善支护设计理论和进行支护改革实践具有重要的现实意义。

补连塔煤矿回采巷道锚杆支护方案优化研究

为解决补连塔煤矿大断面回采巷道现有支护方案支护成本高,且不能满足回采巷道快速掘进的问题。以补连塔煤矿12511工作面运输巷作为研究对象,运用现场监测和数值模拟方法,分析现有巷道锚杆支护方案的支护效果,提出适应补连塔煤矿回采巷道安全快速掘进的优化支护方案,并进行技术经济比较。结果表明:现有支护方案巷帮和顶板的变形量分别为48、63 mm,优化后的支护方案巷帮和顶板的变形量分别为54、65 mm,较现有方案分别增加12%和3%,同时区段平巷支护成本降低21.92%。优化支护方案可保证巷道围岩稳定,降低支护成本,同时有利于巷道掘进速度的提高。

邻近既有线深基坑支护方案优化与施工安全研究

苏州火车站I期建设中两个地铁出入口深基坑邻近既有京沪线,原支护方案对现场情况考虑不足,施工效率不高,影响工程进度,需要进行优化。静力计算表明,优化方案可明显减小路基中心、边坡坡顶和邻近路基侧连续墙的变形;通过对边坡潜在滑动面和塑性区的模拟,提出相应的加固和防护措施;通过建立列车—轨道耦合动力学模型分析列车动荷载对基坑边坡的影响,计算结果表明,列车动荷载对路基和基坑位移影响在规定范围之内。工程实施过程中,路基沉降和基坑连续墙变形在规定范围之内。

深井长距离大断面回采巷道支护方案优化

为解决文家坡煤矿4101首采工作面长距离大断面回采巷道顶板下沉量大、钢带变形严重以及帮部破碎扩容显著等围岩失稳带来的支护质量差甚至支护失效现象,采用钻孔窥视仪对巷道进行布孔观测和工程类比法对原支护方案进行优化。结果表明：采用优化方案后,顶板下沉量从600 mm降低到100 mm,并且钢带受剪切变形显著减少;巷道尺寸收敛现象为50~100 mm,低于优化前的300 mm.为避免巷道变形严重,在监测监控基础上增加支护强度是合理可行的。

桦树沟矿区V矿体单独输出项目粗破碎车间北侧边坡稳定性分析及支护方案优化

针对镜铁山矿桦树沟矿区V矿体粗破碎车间北侧边坡的地形地质条件及场地条件,采用极限平衡法对原设计的边坡支护方案进行稳定性分析。由极限平衡法计算结果,验证了原设计的边坡支护方案稳定性不能满足建筑边坡工程技术规范。为此对原设计中的支护方案进行优化设计,将原先的扶壁式挡土墙支护改为预应力锚索桩板墙支护,通过极限平衡法计算,优化后的边坡支护方案可以满足规范要求。现场的应用情况表明,锚索桩板墙支护方案中边坡稳定性更好,工程机械化程度高,开挖、回填量少,环境影响小,施工效率快,施工安全风险小,可供类似工程参考。

余吾煤矿受采动影响巷道支护方案优化

针对余吾煤矿S8104工作面回采巷道受超前支承压力影响,围岩破坏严重难以管理等问题,需对支护方案进行优化。采用数值模拟软件对优化方案进行对比分析,并通过现场实测对优化支护方案的支护效果进行评价。结果表明:相同支护条件下,高应力集中对巷道围岩变形破坏影响显著,应力集中系数K值越大,巷道塑性区范围越大,顶板及两帮位移增加亦显著;锚杆间排距800 mm,顶板施加槽钢联合锚索支护可有效控制超前支护段围岩变形量,降低巷道边角应力集中程度。

综采工作面支护方案优化设计研究

为了降低巷道支护成本,提升经济效益,以台头煤矿2S202-1综采工作面为研究背景,通过现场实测,结合数值模拟对工作面进行支护优化研究。通过分析发现,优化后的支护方案与原有支护方案支护效果差距不大,但支护所需的材料及成本得到了有效降低,通过对工作面顶板及围岩变形情况进行监测发现,优化后的支护方案能够保证巷道的应力环境稳定,同时有效控制顶板的离层情况。

软岩巷道支护方案优化与底鼓防治技术研究

根据红庙煤矿巷道底鼓形式,提出了5种方案对底板进行加固支护。采用底板反拱+注浆+底锚杆联合支护方式巷道的底板变形量仅为21.5mm,底鼓显现得到了控制。

山西常村煤矿S5轨道下山支护方案优化

巷道的有效支护对于确保巷道快速安全掘进意义重大。常村煤矿S5轨道下山原设计采用锚杆、锚索联合支护方案,巷道支护后矿压监测表明:(1)巷道顶板最大下沉量为77 mm,右巷帮最大收敛量为83 mm,左巷帮最大收敛量为55 mm,巷帮收敛呈现不对称发展,巷道变形量超过50 mm的控制要求;(2)巷道顶板锚杆、左帮锚杆、右帮锚杆和锚索的轴力分别为77,95,71,177 k N,锚杆、锚索的支护作用并未得到充分发挥。在充分分析该矿已建巷道成功支护案例的基础上,对S5轨道下山的支护方案进行了优化,即:(1)保持锚杆长度、间排距不变,锚杆均垂直于巷道顶板打设;(2)锚索采用"大五花"布置形式,采用3根锚索支护时,在巷道正中位置布置1根,其余2根锚索分别布置于巷道最外侧锚杆轴线位置处,并倾斜25°打设;(3)采用2根锚索支护时,锚索布置方式与原支护方案一致;(4)将所有锚索的初张拉力提高至350 k N。FLAC3D数值模拟分析表明:支护方案优化后巷道顶板最大下沉量降低至49.2 mm,巷道两帮最大收敛量降低至41.67 mm。现场试验表明:采用支护优化方案后,巷道顶板最大下沉量为42 mm,巷道两帮最大收敛量约为48 mm,可见对该矿S5轨道下山支护方案的优化对于控制该段巷道围岩变形具有显著成效。

邻近地下人行通道基坑支护方案优化分析

以某枢纽大厦为例,进行临近已有地下人行通道的深基坑的支护方案优选研究,在满足变形控制指标的前提下,综合考虑环境影响、地质因素、施工工期、造价等多种因素最终确定了基坑支护方案。

某临近铁路的排水泵站深基坑支护方案优化

通过对临近铁路干线的深基坑支护作业不利的环境及地层地质情况的分析,提出了该基坑的优化和替代方案以及施工工艺优化,支护设计采用《理正深基坑支护》F-SPW6.0版软件计算,适当加大安全系数,确保临近铁路的运行安全,为类似的基坑支护设计、施工提供借鉴。

赵固一矿厚松散层薄基岩巷道支护方案优化与实践

厚松散层薄基岩煤层开采是目前我国煤炭生产面临的难题之一。以赵固一矿16081上顺槽为工程背景,采用有限差分软件模拟了5种支护设计方案,通过应力、位移、塑性区3个指标对模拟结果进行分析,选出了最优支护方案,在此基础上开展了现场支护实践,并进行了巷道变形监测。结果表明,(1)“锚索网+封闭式钢架+底板锚杆+底板注浆”加强支护方案对16081上顺槽围岩的控制效果较好;监测时间为90d时,巷道顶底板的相对移近量约为80mm,两帮相对移近量约为140mm;(2)与未支护巷道相比,最优方案的围岩垂直应力峰值降低,应力峰值向浅部转移,并出现在距离两帮表面约2m处;水平应力峰值区向底板浅部转移,且主要集中在距离巷道底板中心约0.9m处;(3)与未支护巷道相比,最优方案的两帮最大变形量为21 mm,减少了约80.9%;该方案的塑性区体积仅为15.3m3,缩小了约85.6%。

深圳市某排涝泵站超大深基坑支护方案优化

深圳市某排涝泵站基坑采用了灌注桩加锚索、局部采用钢管支撑的支护方案和降水井降水的抗渗方案。本文用加虚拟拉力的全量方法对基坑不同剖面的支护方案进行了校核,采用平面渗流有限元程序对抗渗方案校核,并提出了该基坑的优化方案。该基坑的优化设计方法可为类似的基坑支护设计提供借鉴。

深部磷矿大断面交叉口软弱围岩稳定性分析及支护方案优化研究

通过对瓮福磷矿磨坊矿1080进风斜坡道3#交叉口时顶板变形进行分析,得出顶板变形的主要原因是围岩所处地带为较破碎的白云岩,围岩稳定性较差且受地下水的影响明显,同时支护体结构不具有针对性,支护体和围岩在刚度、强度、变形上不耦合。为防止后续采动影响此处变形,对原支护方案进行优化,采用“锚杆+钢筋网+钢拱架+预应力锚索”的联合支护方式支护破碎顶板。利用FLAC3D对优化前后的支护方案进行模拟分析,并对优化后的方案进行210 d的现场井下监测。结果表明:支护优化后的围岩顶板沉降位移较原方案减少了95.35%,现场监测其最大值约为2.00 mm;支护优化后的两帮移近量较原方案下降了94.29%,现场监测两帮移近量小于3.00 mm。优化后的支护方案可有效控制围岩变形量,即在原有支护方案的基础上增加预应力锚索对破碎巷道围岩的稳定性有着明显的改善作用。

煤矿回采巷道支护优化实践分析

以泽州天安苇町煤业10^(#)煤层1031003工作面为例,介绍了1种回采巷道支护优化方案,其具体包括主、辅运顺槽优化、主回撤通道优化、切眼支护优化3部分内容。为检验优化方案的实际应用价值,采用数值仿真模拟方法将原方案和优化后的方案进行了对比,并将优化方案应用于工程实践中,最终确认了该方案可以满足工作面巷道的支护要求。

基于数值分析的小净距隧道施工方法及支护加固方案优化分析

小净距隧道的施工方法对围岩及结构的影响较大,为了能够充分发挥围岩自身承载能力,选择合理的施工方案和支护参数十分重要。针对Ⅳ、Ⅴ级围岩情况下,浅埋偏压超大断面小净距山岭隧道进行了研究,开展了采用台阶法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法以及预留核心土法的施工过程数值模拟分析,讨论了小净距情况下,长锚杆、对拉预应力锚杆、注浆3种中夹岩加固方案对围岩稳定性的影响。研究结果表明:在小净距隧道施工方法和初期支护措施方面,建议采用台阶法施工Ⅳ级围岩洞身段,双侧壁导坑法施工Ⅴ级围岩洞身段,同时,数值模拟验证了将Ⅳ级围岩洞身段的开挖进尺增大到4 m可提升施工效率,目前Ⅴ级围岩洞身段采用的初支参数是合理的;在隧道加固措施方面,建议采用“长锚杆+注浆”的联合加固方法对Ⅴ级围岩洞身段中夹岩进行加固,并将注浆加固范围扩大至雁形部,以提高洞身的稳定性和安全性。

山西某矿2^(#)煤层锚网支护参数设计优化研究

为研究山西某矿回采巷道锚网支护参数最优方案,以该矿井田地质条件为工程背景,采用理论计算和数值模拟方法,并基于锚杆、锚索支护理论计算结果,初步提出3种支护参数,通过数值模拟结果从模拟方案中比选出最优支护方案。研究表明,2^(#)煤层巷道选用长度为2.1 m,直径φ20 mm的MG335型左旋螺纹钢锚杆且锚杆间排距定为0.9 m。锚索选用长度为7.3 m的7股钢绞线。同时2^(#)煤层巷道掘进后煤帮最大破坏深度为1.15 m,回风和进风巷顶板最大破坏深度分别为1.52 m和1.71 m,选取的锚杆、锚索理论上满足设计要求。通过支护方案优化,可以有效控制围岩稳定性和巷道安全。

湖区灌区渠堤波浪桩支护的设计及优化研究

文章以汉寿县西湖灌区干渠治理工程为例,综合考虑实际工程地质条件、施工条件及工程投资等因素,选取波浪桩作为渠堤支护措施,并基于极限平衡法在考虑不同设计桩长下对渠堤堤坡抗滑稳定性的影响进行计算和分析,进而优化支护方案。计算结果表明,波浪桩能够有效提高渠堤堤坡的抗滑稳定性,特别是在桩底嵌入潜在滑动面的深度与设计桩长的比值为0.40时,渠堤堤坡的稳定性最佳,不仅能够满足支护安全的要求,还能够节约施工成本,具有较高的经济效益。