浅埋深线圈瞬变电磁场超前探测响应及应用

为有效识别隧道工作面前方采空区、岩溶、导水裂隙带等不良地质情况,预防隧道开挖透水事故,开展浅埋深线圈瞬变电磁理论在隧道超前探测中应用的研究。首先,利用COMSOL软件建立浅埋深线圈超前探测模型,研究工作面前方不同方位电磁场的传播特性和异常响应特征;然后,以青岛地铁13号线嘉陵江路站-香江路站区间隧道工程为例,验证浅埋深线圈瞬变电磁法识别异常体的可行性。结果表明:浅埋深瞬变电磁法可有效识别工作面前方不同位置的低阻异常体;不同方位异常体对于电场响应的影响主要体现在响应强度上;瞬变电磁场可有效区别出空气域和岩体域,但受空气域的影响,电磁场在近地表的高阻围岩中衰减速度加快,导致在反演分析中实际探测工作存在高阻异常。

浅埋暗挖隧道地层变形情况与超前注浆技术分析

为明确深孔注浆技术以及超前小导管注浆对浅埋暗挖隧道底层变形情况的影响,以兰州地铁1号线马滩站—土门墩站浅埋暗挖隧道工程实例为研究背景,依托于实际工程情况,采用数值模拟与分析的方式,对隧道断面开挖注浆后底层的位移、变形情况进行对比。可知注浆前后隧道拱顶最大沉降量分别为22.59 mm、16.65 mm;隧道拱底隆起高程分别为40.00 mm、14.24 mm;隧道拱腰左侧由左向右的位移数值为21.07 mm、18.18 mm;右侧由左向右的位移数值为18.54 mm、10.30 mm。基于实际工况验证了深孔注浆技术以及超前小导管注浆对暗挖浅埋隧道的加固效果。

滨海浅埋深厚软土条件下高等级公路地基处理方案研究

为了解决滨海地区软土地基不稳定及承载力差的问题,以甬台温高速公路某互通至S218省道连接线工程为案例,深入研究了滨海浅埋深厚软土条件下高等级公路地基处理的有效方案。论文深入探讨了就地固化+预应力混凝土管桩处理方案的设计要点,对就地固化强度和深度、管桩桩长和间距的确定、预应力管桩路堤桩基承载力及沉降和稳定计算、提高处理路段稳定性的措施等方面提出了建议。

引洮二期工程八干渠饱和浅埋土塌方洞段处理方案比选

引洮二期工程八干渠后段地质条件较差,施工过程中经常发生掉块、塌方等地质灾害,特别是八干渠22#隧洞。文章对工程实例进行对比研究,得到了切合实际、经济可行的处理方案。文章针对引洮二期工程八干渠后段22#隧洞新增斜井上游浅埋饱和洞段运用对比分析法讨论洞顶浅埋洞段塌方处理的几种方案,通过分析得到适合该地质条件、投资上经济、技术上可行、效果更佳的施工方案。研究结果表明浅埋饱和土塌方洞段适合运用高压旋喷桩方案处理。文章可为今后类似工程的施工提供有效的参考。

浅埋煤层地表隐蔽致灾因素普查技术

浅埋煤层地表各类隐蔽致灾因素制约着煤矿的安全、高效、绿色开采,如何快速、高效查明地表隐蔽致灾因素类型、种属性,并结合矿井生产分析其所处的状态及其致灾危险性,是需要首先解决的问题。以陕北侏罗纪煤田浅埋煤层新民矿区青龙寺煤矿为研究对象,通过卫星遥感、低空无人机、地面地质调查、地质测量、采样测试、综合分析等技术,快速查明地表隐蔽致灾因素时空分布,结合井下涌水量观测、导水裂缝带高度多手段探查、矿压大数据分析、采空区气体监测及分析、数值模拟、相似材料模拟等技术,综合研究地表隐蔽致灾因素与矿井水害、顶板、火灾等关系。结果表明,井田内地表隐蔽致灾因素种类有过深沟开采、薄基岩—风化基岩、地表露天采坑及其积水、露天采坑回填、煤层露头自然发火等,上述隐蔽致灾因素可诱发井下工作面冒顶、工作面过沟开采顶板切落—动载矿压显现、工作面过露天采坑积水及其回填区的溃水溃沙、露头隐蔽高温区的有毒有害气体涌入等矿井灾害。研究成果可以为煤矿各类隐蔽致灾因素调查、分析提供参考,为浅埋煤层地表隐蔽致灾因素精准治理与灾害防治提供依据。

地埋管技术研究现状与展望

地源热泵技术是利用地热能的重要方式之一,地热能可代替常规能源用于建筑物的制冷和供热,在建筑节能减排中起到积极作用。地埋管是地源热泵系统的重要部件,目前关于地埋管技术研究主要集中在浅层(40~200 m)和中深层(1 500~3 000 m)地埋管,浅层和中深层地埋管技术发展为中浅层(200~600 m)地埋管技术的研究提供参考。中浅层地埋管的单井换热量数倍于浅层地埋管,并且可以承担更大的冷热负荷不平衡率,拓宽了地源热泵的应用范围。文中总结了浅层、中浅层和中深层地埋管的基本原理、理论研究和技术应用,对未来技术发展提出展望。

龙蟠—乔后断裂九河—雄古段几何结构特征:构造地貌表现与物探证据

据野外构造地貌调查、浅层地震物探、钻孔和深埋隧洞施工地质资料,揭示了龙蟠—乔后断裂九河—雄古段的几何结构.九河—雄古段发育有线性山脊、断层槽地及断层陡崖,据构造地貌分析认为在盆地的西、中和东部各有一条断层发育.L1~L44条浅层地震物探剖面揭示出多条断层,与盆地的西侧和中部断层相对应,上断点埋深6~9 m.钻孔和深埋隧洞施工地质均揭露盆地西、中和东部断层的断层角砾岩、碎裂岩等,充分证明地貌推测的3条断层的存在.单条断层破碎带宽60~140 m,与桃源段断层破碎带宽度类似.依据构造地貌推测的断层展布与物探、钻孔、隧洞揭示的具有高度的一致性.

偏压地形下隧道围岩稳定性及支护参数优化研究

针对偏压地形下不同埋深隧道的支护问题,以毛洞水平位移和塑性区对称分布作为判断偏压地形下隧道深浅埋的依据确定了隧道深浅埋分界线,将洞内最大水平收敛值和最大沉降值作为特征点评价不同埋深下隧道的稳定性并进行支护参数优化分析.结果表明:(1)随着隧道埋深的增加,当隧道埋深3D(D为隧道洞跨)时相比埋深1D,最大水平收敛值增大3.1倍,最大沉降值增大5倍;(2)偏压地形下深、浅埋隧道最优超前支护厚度分别为50 cm和30 cm,最优初期支护厚度和开挖进尺分别为20 cm和1 m;(3)提高支护强度对控制深埋隧道围岩变形效果较好,施工时应采用超前支护+初期支护等联合支护措施.

浅埋深煤层采空区自燃危险区判定及防治技术

浅埋深煤层工作面在开采过程中受采动影响更易产生与地面连通的裂隙,从而导致采空区漏风供氧增加、遗煤自然发火隐患增大。为尝试解决这一问题,以李家塔煤矿2号煤层首采1201工作面为研究对象,现场实测了工作面通风参数、采空区内进、回风两侧氧气体积分数的变化规律;CFD仿真模拟了不同供风量下采空区内部自燃危险区域的分布特征;并在此基础上提出了氧化区惰化降温、漏风区域控风堵漏、覆盖遗煤阻隔煤氧化反应“三位一体”的采空区遗煤自燃综合防灭火技术措施。结果表明:1201工作面采空区自燃危险分布范围为:进风侧86~222m,回风侧54~156 m。

城市轨道交通隧道矿山法暗挖侧穿高架桥的施工影响

目的:合肥市轨道交通线路暗挖工程存在多次侧穿高架桥的情况,需研究隧道结构近接侧穿高架桥的施工影响,选用合理的施工方案,以有效提高施工的安全性。方法:以合肥市轨道交通2号线天柱路站附属1号出入口CRD(交叉中隔墙)法暗挖隧道工程为研究对象,采用MIDAS GTS/NX数值模拟软件建立了不同施工工况下的数值模型,对长江西路高架桥的桥梁承台及立柱变形、桥梁桩基变形、高架桥附近地面沉降进行了分析,并将数值模拟结果与现场的实测结果进行对比。结果及结论:监测点地面沉降实测变化曲线与模拟曲线基本一致,验证了模拟计算的准确性。对于侧穿既有高架桥梁的浅埋暗挖隧道施工而言,先开挖远离高架侧施工部的工况优于先开挖靠近高架侧施工部的工况,且CRD法中6 m台阶长度工况优于3 m台阶长度工况。隧道上方地面沉降在CRD工法前3部开挖及拆撑时产生的变化较大,而后趋于稳定;承台边缘地面沉降因桥梁桩体对地层的摩阻力限制有所减小。浅埋暗挖隧道侧穿施工对桥梁承台和桩基水平变形的影响大于其竖向变形的影响,对靠近浅埋暗挖隧道侧承台和桩基的影响大于远浅埋暗挖隧道侧承台和桩基的影响。

不同辅助阳极地床的杂散电流影响特性研究

为评价阴极保护阳极地床对周围金属管道及构筑物的影响,在排除其余杂散电流干扰源影响的基础上采用双参比法对不同阳极地床、不同方向上的地电位梯度进行了测试,定量描述了阳极地床的直流干扰范围和规律,总结了不同阳极地床的应用范围和干扰缓解措施。研究结果表明,深井阳极和立式浅埋阳极的地电位梯度均随距离的增加先增大后减小,在10~20 m的范围内达到峰值;分布式浅埋阳极地床的地电位梯度随距离的增加逐渐减小,峰值出现在阳极地床附近;随着恒电位仪输出电流的增大,不同阳极地床的干扰范围也逐渐增大,深井阳极直流干扰的影响范围是分布式浅埋阳极的2~3倍;分布式浅埋阳极在阳极地床的中点处的地电位梯度最大,其峰值和衰减速度均大于其余两种阳极地床;从减小阳极地床对周围管道或金属构筑物的影响出发,宜优先使用分布式浅埋阳极地床,从施工场地空间布置出发,宜优先采用深井阳极地床。研究结果可为阴极保护系统的区域优化设计提供理论依据。

浅埋深地形河沟下工作面回采安全性评价与防治对策

针对浅埋深地形河沟下工作面存在的涌突水风险问题,以山西华鹿阳坡泉煤矿典型工作面为例,在系统分析工作面水文地质条件、导水通道及水源强度后得出,大气降水及地表水是工作面主要充水水源,受工作面开采后导水裂缝带的沟通,存在涌突水风险。通过对水源强度的计算以及工作面排水能力的评估,工作面及外围的排水能力大于河沟水、降水直接倒灌时预计的出水量,满足工作面排水要求。通过对强降雨水、南石沟水、采空区水采取多方位管控措施,并配合排水系统管控,确保了浅埋深地形河沟下工作面的回采安全,并得到工作面回采验证。分析过程及采取的相关措施,对确保阳坡泉煤矿浅部煤炭资源开采安全至关重要,并可为类似条件下工作面回采提供防治水依据。

浅埋煤层工作面上隅角低氧隐患形成规律及防治技术

为解决沙坪煤业工作面上隅角有害气体积聚及低氧现象频发的问题,综合分析了上隅角低氧隐患形成的原因,通过设置测点取样,检测上覆采空区及本煤层工作面的气体组分变化,从而揭示出采空区气体的分布规律。结果表明,煤层原生赋存及采空区浮煤常温氧化是低氧气体的主要来源,由于地表裂隙供氧,上覆煤层采空区的浮煤氧化生成大量低氧气体,通过裂隙进入8号煤层采空区,再通过工作面的漏风通道涌出到工作面,风流汇集到上隅角,导致低氧现象的发生。提出井上下封堵漏风通道和优化通风管理方面的措施,减少向采空区供氧,阻断低氧气体的运移途径,可有效防止上隅角低氧及有害气体积聚。

隧洞破坏机理及深浅埋分界标准

通过模型试验与数值分析方法将隧洞破裂面与稳定性引入到定量分析,采用有限元强度折减法,求得围岩破裂面的位置及围岩的稳定安全系数.研究表明,浅埋拱形隧洞破坏来自拱顶,深埋隧洞来自侧壁.通过从浅埋到深埋的数值分析,研究隧洞从浅埋到深埋的破坏过程.结果表明:对于矩形隧洞,当埋深小时逐渐形成浅埋压力拱,当到达某一埋深时,浅埋压力拱消失,同时深埋压力拱(普氏压力拱)出现,可以确定深、浅埋的分界线,当埋深增大至某一深度时,破坏从拱顶转向侧壁;对于拱形隧洞,当埋深小时出现浅埋压力拱,但不出现深埋压力拱,当达到一定埋深后,破坏从拱顶转向侧壁,可以确定深、浅埋的分界线.深、浅埋的分界线主要取决于洞跨与洞形,与围岩强度关系不大,浅埋时围岩可以是稳定的.

从石油人工地震资料分析成都平原地震地质背景的新认识

根据近 2 0余年来四川地震、石油部门积累的四川盆地及邻区的地震地质调查、强震及中强地震震例总结、成都凹陷人工地震勘探普查与详查的工作成果 ,一方面研究了所揭示的成都凹陷及邻区的隐伏构造类型与展布范围 ,尤其是对成都—德阳间是否存在“隐伏断裂”作了详细的厘定 ,资料表明NE向的新津断裂向北消止于双流县彭镇以南 ;另一方面研究了活动断裂与地震活动的成生关系及相应的活动特征 ,其中最重要的是将浅表断裂和深层地腹型断裂加以明确的区分和圈定 ,提出了5种发震断裂类型。综合上述认识 ,划出了成都凹陷强震潜在震源区。研究认为 :成都—德阳一线两侧宽 4 0km、长百余公里的地带 。

姚安、大姚中强震区地震构造初析

对2009年7月9日云南姚安6.0级地震烈度考察和现场流动数字地震观测资料,以及自2000年以来在该地区发生的其它3次6级地震序列空间展布、震源机制、烈度分布资料的分析表明,该地区4次6级地震在震源深度、等震线长轴、序列优势空间分布等方面都具有各自的特点。结合石油部门提供的地震勘探资料综合分析认为,该地区地震构造背景十分复杂,突出表现为多方向地震构造的交织,且可能存在不同深度层次断裂构造的耦合。

松散岩体竖向压力计算方法剖析及隧洞深浅埋划分方法研究

松散岩体中洞室衬砌结构设计时围岩压力的计算主要根据土体理论建立起来的松散介质理论公式,但目前规范中并未明确规定松散岩体对应的围岩等级,使得公式在现有围岩分级下应用计算结果出现负值;同时现有公式应用中的一个重要问题——深浅埋的划分仍无定论,造成在应用上的混乱。以城门洞型洞室为分析对象,将现有计算方法分为浅埋洞室计算法与深埋洞室计算法,针对各公式建立时的不同假定,得出浅埋洞室下几种计算方法的差异在于受力分析方法、抗剪强度理论的应用及两侧楔形体对土柱侧压力的求解方法,进一步分析得出在现有围岩分级下应用太沙基法、谢家烋法及比尔鲍曼法时竖向荷载不出现负值的基本洞型条件。综合分析现有的深浅埋划分方法的优缺点,提出介于普氏法与比尔鲍曼法之间的深浅埋划分界限,以洞跨为基准,考虑岩体力学参数的影响,建立全面考虑洞型影响的埋深修正系数拟合公式。

边坡下伏地下圆形洞室的弹性应力解析

根据洞室与边坡的相对位置,将其分为深埋地下洞室与浅埋地下洞室,并分别建立了计算模型。将浅埋圆形洞室视为分布荷载作用下半无限体表面附近的孔洞的应力分析问题,采取复变函数的保角映射得到了浅埋洞室的应力解析解。将深埋洞室视为一个双向受压无限板孔应力集中问题,得到了边坡下伏深埋圆形洞室的应力解析解。以某填筑边坡下地下圆形洞室为例,计算得到了浅埋圆形洞室周边的径向应力与环向应力分布,计算结果表明洞室圆心水平线上的环向压应力随着与洞周距离的增加逐渐减小,但径向压应力却是首先增加,然后才逐步减小。洞顶圆周出现环向拉应力,随着越来越接近地表,环向应力逐步转变为压应力并且越来越大,而径向应力逐渐变大。洞周环向拉应力在洞顶与洞底数值最大,洞室左右两端洞周环向压应力数值最大;洞周径向应力在洞顶、洞底数值较小,左右两端洞周应力最大。

普氏压力拱理论的局限性

普氏压力拱理论一直是我国隧道与地下工程设计的力学基础,但学界和工程界对此也有一定质疑,文章试图对此做些探索,以便澄清概念。通过应用有限元极限分析中的强度折减法和模型试验方法,分析了普氏压力拱的真实含意和形成条件,研究了洞跨、围岩强度与压力拱自稳的关系,研究了不同埋深条件下隧洞的破坏机理。结果表明:压力拱理论只在矩形和拱顶平缓以及围岩稳定且埋深不大的隧洞中才能成立;拱形隧洞不会形成压力拱;围岩强度太低,隧洞跨度太大,不会形成自稳的压力拱;围岩稳定性好,隧洞不会破坏,也不会形成压力拱;隧洞埋深较大时,两侧首先发生破坏,压力拱理论不起作用。

软土地区紧邻浅埋地铁时桩基施工过程安全监测研究

地铁盾构管片对外围土体的扰动高度敏感,因此选择合理的桩基施工技术十分必要。本文考虑紧邻浅埋地铁隧道施工的高风险性,提出了全套管"静压+旋转+切割"桩基成孔技术,较好地解决了桩基施工对地铁盾构的动态扰动问题。监测表明,地铁隧道各类变形中沉降变形影响最大,收敛变形次之,水平位移最小,但是变形值均小于安全限值。