隧道大角度上跨既有溶洞时底板安全厚度分析及工程应用

在岩溶发育区的隧道建设中,隧道上跨既有溶洞时隧道底板的厚度是影响施工的重要因素。为了确保岩溶隧道的施工安全,首先将隧道上跨既有溶洞时溶洞与隧道的作用系统简化为模型悬臂岩梁和悬臂岩板并进行分析,然后推导两种模型下的底板厚度计算公式,确定两种模型下隧道底板的最小安全厚度。最后将该计算方法应用于安六城际铁路对门寨隧道岩溶段,对该段隧道底板安全厚度进行分析。最终对隧道安全施工提出指导意见。

岩溶区分岔隧道底板的安全厚度

基于岩石剪切、冲切破坏的Mohr判据和格里菲斯判据,考虑溶洞平面投影边缘处的弯拉破坏和剪切破坏、中隔墙底部岩层的冲切破坏和剪切破坏破坏模式,分别建立这4种破坏模式下岩溶区分岔隧道底板安全厚度预测公式。采用湖南湘西某高速公路岩溶区分岔隧道岩体的物理力学参数、溶洞半径与形状和隧道埋深等9个因素,分析它们对分岔隧道底板安全厚度的敏感性和影响规律。研究结果表明:由所建立的预测公式所得结果与数值计算结果一致,且底板安全厚度预测公式简单,便于工程实用;底板安全厚度的主要影响因素为岩石黏膜聚力、溶洞跨度、岩石内摩擦角和隧道埋深。

大采深矿井断层防隔水煤(岩)柱留设的探讨

峰峰矿区断裂构造发育,在深部开采的一些矿井,由于水压高,在高压水头和矿山压力联合作用下,断层上盘开采或掘进时,可能发生突水事故,须留设防隔水煤(岩)柱,但由于水压高,留设的防隔水煤(岩)柱尺寸较大,影响正常生产,也不利于断层的导(含)水性、断层带胶结程度及断层带附近煤岩层完整性精准探查。因此,在保证巷道掘进安全的前提下,重新探讨矿井深部断层防隔水煤(岩)柱的留设,通过分析计算巷道掘进期间底板安全隔水层厚度、超前距表格及公式等,决定Ts暂取0.10 MPa/m进行计算留设,既能满足巷道掘进期间底板安全隔水层厚度及超前距,又能为断层的导(含)水性、断层带胶结程度及断层带附近煤岩层完整性进行探查与治理创造条件。