白马隧道软岩大变形机理及长锚杆变形控制效果评价

针对隧道开挖施工过程中出现的软岩大变形问题,文章以九绵高速公路白马隧道为例,首先结合区域地质概况及隧道监控量测、地应力测试等成果,分析了白马隧道软岩大变形机理,掌握了其变形特征,进而提出了大变形控制要点;其次结合长锚杆在软弱围岩隧道中与围岩的相互作用机理,对设计参数进行了优化,通过监测分析验证了长锚杆措施在白马隧道软弱围岩变形控制中的有效性和实用性,对类似软岩隧道工程设计与施工具有一定的参考价值。

极高地应力软岩隧道贯通段变形控制方案研究——以兰渝铁路木寨岭隧道为例

为了解决极高地应力软岩隧道越岭核心贯通段大变形控制难题,以兰渝铁路木寨岭隧道施工为例,通过现场试验和数据分析,得到如下结论:1)确定了越岭核心贯通段的长度;2)提出了越岭核心贯通段"4层初期支护结构+径向注浆+长锚杆+长锚索"综合变形控制方案;3)得到了贯通段多层初期支护结构变形控制效果;4)说明贯通段施工及变形控制方案可行。

隧道径向锚钉-斜交锚杆复合支护技术研究

基于长短锚杆组合支护理论,提出了一种隧道径向锚钉-斜交锚杆复合支护技术,该技术可提高支护结构的整体抗力,有利于缩小围岩塑性区半径,增加锚杆处于稳定围岩区的长度。为进一步研究锚钉和锚杆的组合长度,将隧道围岩划分为A、B和C三区,并把锚杆作用在围岩体内的剪应力简化为环向边界应力,运用厚壁圆筒弹塑性理论推导了锚钉和锚杆组合长度计算式。实例分析表明,0.8m(锚钉)和3.8m(锚杆)的组合长度可以使隧道塑性区半径降低28%,锚固盲区减小88.8%。可见,在隧道长短锚杆组合支护理论中,该计算方法对围岩锚固体长度参数设计有一定指导意义。

大伙房输水工程特长隧洞TBM选型及施工关键技术研究

大伙房输水工程隧洞长85.32 km,开挖洞径8.03 m,属于深埋特长隧洞。隧洞施工采用以TBM为主、钻爆法为辅的联合施工方式。隧洞穿越区域水文地质条件复杂,开挖中面临的主要工程地质问题有围岩稳定性、隧洞涌水、石英砂岩的掘进效率及岩爆等三大关键技术难题。文章通过对大量文献资料和工程实例的研究,概述了TBM近一个世纪的发展及其在隧道建设中的应用现状和主要问题。通过对大伙房特长隧洞所穿越区域的地质条件以及主要工程地质问题进行分析,并结合国内外已有的TBM施工经验,以及对特长隧洞TBM选型进行分析,决定选用锚喷支护+模筑混凝土复合衬砌结构支护系统代替管片衬砌结构,采用连续皮带机高速度出碴、TBM掘进独头长距离施工通风以及TBM洞内组装和检修等技术,对大伙房输水工程特长隧洞高速度、高标准、高质量的建成发挥了重要的保证作用,也可为今后类似工程提供参考和借鉴。

采场顶板长锚索预锚固技术的研究与应用

阐述了采场顶板长锚索预锚固技术的原理、支护参数及施工工艺。应用表明 ,采场顶板长锚索预锚固技术施工安全 ,成本低 ,支护效果好 ,值得推广应用。

风机预应力锚杆基础长期承载力特性评价方法研究

近年来,预应力锚杆基础以其独有的特点,在风机基础中得到越来越广泛的应用。复杂荷载作用下预应力锚杆基础长期承载性能对风机安全运行和风电场效益的发挥、锚杆预应力设计及维护策略的制定具有十分重要的意义。通过结合风机设计荷载、基础锚杆预应力监测数据及有限元软件建立的三维模型,计算任意时刻锚杆基础承载力,实现了对其长期承载性能的评价。对现场监测风机评价表明,设计预应力下基础两年内承载力均满足相应要求,且还具有一定安全裕度,可以适当延长锚杆预应力复打周期。评价结果与现场风机实际情况较为一致,验证了该评价方法具有一定的适用性。

风机基础预应力锚杆长期运行特性研究

风机运行过程中锚杆长期特性对风机安全运行和风电场效益的发挥、锚杆预应力设计及维护策略的制定均具有十分重要的意义。本文通过开展锚杆试件应力松弛试验和风机基础锚杆预应力监测,研究相应加载条件下室内及现场锚杆长期运行特性,结合室内试验、现场监测及相关研究成果,分析了风速、风向、大体积混凝土收缩徐变及温度等外部环境因素对现场锚杆长期运行特性的影响。通过对监测数据拟合,获得表征锚杆长期运行特性的预应力及预应力保留百分比与时间函数关系,并对相应函数的代表性进行了评价。

高应力破碎围岩条件下钻场二次支护技术

为了解决高应力破碎围岩条件下钻场支护问题,对赵固二矿11021上顺槽钻场进行了围岩移动规律研究,结果表明:一次强力支护未能达到良好支护效果。通过对原有支护材料和支护方式分析,认为具有大延伸率的对接长锚杆更能适应围岩变形,据此,提出了采用对接长锚杆的二次支护技术。在赵固二矿钻场的工业性试验也表明,使用二次支护技术后,钻场顶板下沉量和两帮移近量在一次支护期间都被控制在了允许的范围内,二次支护期间围岩进一步趋于平衡,采用对接长锚杆进行钻场二次支护的新技术取得了良好的效果。

挤压性软岩大变形隧道长短锚杆复合群锚技术

在成兰铁路成都至川主寺段隧道修建中,由于复杂多变的高地应力影响,出现软岩大变形问题。为解决这一工程难题,依托成兰线茂县隧道1号斜井,对隧道大变形控制进行系统研究。文章通过施工模拟计算发现锚杆能有效控制围岩变形,使作用在一支上的围岩压力减小,3 m+8 m长短复合群锚方案的最大锚杆轴力小于3 m+6 m和3 m+10 m长短结合锚杆方案的最大锚杆轴力。与加强钢架支护体系和钢架支护+长锚杆的现场试验数据比较,表明长短复合群锚的支护效果更佳,能使洞周各测点的变形值更小,围岩一支的接触压力更小且分布更均匀。

阿舍勒铜矿采场顶板支护试验研究

针对阿舍勒铜矿650m中段采场直接顶板不稳固,矿岩接触带地质条件复杂等问题,开展了长锚索、喷锚网和注浆多技术联合支护的试验研究,取得了良好的效果;同时就采场地压及其支护等相关问题提出了处理办法。

深部巷道围岩变形破坏影响因素及控制技术研究

深部巷道围岩控制的程度严重制约深部煤炭资源的开采,以大佛寺煤矿扩大区北大巷全断面变形破坏为研究对象,通过现场监测,分析了影响扩大区北大巷稳定的因素及机理,认为高地应力、底板未支护、地下水侵蚀是造成北大巷全断面变形破坏的主要原因。针对性的提出了"长环形支架+锚杆锚索注浆"的联合支护技术,设计了详细的支护参数。通过现场监测北大巷围岩变形量,结果表明该项技术能够有效的保证深部巷道围岩稳定。

遂昌金矿降低采矿损失率及矿石贫化率的生产实践

介绍了遂昌金矿倾斜薄矿体开采过程中采用锚杆及自然矿柱、混凝土矿柱护顶 ;控制爆破技术控制采场顶、底板 ;摸索矿岩规律性 ,加强管理降低采矿损失率及矿石贫化率等生产实践。

软弱围岩隧道长锚杆支护作用模拟分析

本文以兰渝线铁路隧道施工为工况背景,以长锚杆作为隧道围岩变形控制的主要手段,介绍了隧道锚固数值模拟过程,简要分析了围岩稳定性,对于软弱围岩隧道,优化的长锚杆设置对围岩的加固效果优于普通锚杆设置。

锚索在大直径深孔采矿法采场顶板加固中应用

阿舍勒铜矿为进行安全高效开采,运用高阶段大直径深孔采矿方法,通过调查围岩岩层特征及潜在冒落形式,采用长锚索对采场顶板进行支护设计。现场试验表明,受地质条件影响顶板存在两种潜在冒落风险,冒落形式为从中部向两侧,从下往上。同时确定了锚索的支护形式并通过经验公式计算了锚索支护参数,其主要参数为长度10~12 m、间排距2 m及钻孔直径约为锚索直径的2~3倍。通过现场工业试验表明使用长锚索对顶板进行加固,不仅能够使采场顶板得到控制,同时大大增加了支护经济效益。

长锚杆(索)在破碎顶板巷道的应用

为了提高软岩破碎顶板巷道支护效果,减小巷道二次维修量,降低巷道支护成本,实现锚杆"三高一低"的支护要求,对铁峰煤矿408回风巷掘进过程中所受应力进行分析,提出了长锚杆支护技术。通过实际应用发现,大锚杆(索)支护技术实现了顶板连续梁作用,降低了巷帮支撑应力作用,减少巷道二次维修成本费用,取得了显著成效。

京张高铁八达岭长城站耐久性设计方法及措施

为了提高隧道及地下工程的耐久性,降低地下工程运营期维修养护的成本,采用系统分析法研究地下工程的耐久性机理,提出地下工程结构耐久性的计算模型及其定量化设计方法。隧道结构的耐久性取决于初期支护和二衬承载力的衰减,初期支护承载力的衰减将引起二衬荷载的增大,隧道结构耐久性的安全系数可采用二衬承载力与其荷载的比例来表示,当二衬荷载增长曲线与其承载力衰减曲线相交时,隧道结构达到承载力极限状态,此时也即为隧道耐久性的设计使用年限。八达岭长城站支护体系设计中,采用围岩长期自承载的设计理念,利用长寿命初期支护加固围岩,形成持久的围岩自承载拱,长期承担全部围岩荷载,二衬作为安全储备。同时,增加锚杆注浆保护层的厚度和密实度、设置居中定位器来提高锚杆的耐久性,采用分段高压注浆来提高锚索的耐久性,采用中低热水泥、Ⅰ级粉煤灰、多级配整形骨料、控制入模温度、优化配合比、进行保湿保温养护等措施提高二衬混凝土的耐久性,形成长寿命支护结构体系。

切顶卸压沿空留巷在燕家河煤业10103综采工作面的应用实践

为了提高燕家河煤业煤炭回收率并缓解矿井采掘接替紧张局面,以10103工作面为工程实例,提出采用切顶卸压进行沿空留巷,并对超前恒阻锚索补强支护、切顶卸压爆破以及工作面后侧挡矸支护等进行详细设计。现场应用后,巷道顶板、巷帮平均位移量分别为50 mm、60 mm,取得显著的留巷效果,同时留巷段漏风率也满足要求。

长距离锚杆索支护煤巷在线围岩观测系统的应用

锚杆(索)支护掘进巷道一般采用每50 m设置围岩变形观测站和顶板离层观测站的方式进行围岩变形量、顶板离层量矿压观测,观测效率和准确性不高,尤其是长距离巷道人工矿压观测劳动强度大,差错率高。为降低长距离锚杆(索)支护巷道人工矿压观测强度,提高矿压观测效率和准确性,及时发现顶板离层量、离层速率等关键参数变化,防范顶板事故发生。陕西黄陵二号煤矿418工作面胶带巷采用在线围岩观测系统对巷道表面收敛、顶板离层、锚杆(索)受力等情况进行实时在线监测。依据监测数据分析巷道围岩变化情况,及时优化支护参数,采取可靠的顶板加固措施,有效防止了顶板事故发生。

大安山矿+400m水平轴10煤层复合顶板煤巷支护研究

根据大安山矿现场试验,结合巷道地质条件,选择"锚杆+长锚索支护"方式进行工业试验,通过监测支护4个不同巷道位置处围岩表面位移和锚杆、锚索的锚固力,可以发现巷道变形经历25 d基本趋于平稳,锚固力在支护后30 d达到稳定的数值,但未达到设计锚固力值,监测结果验证了支护方案的安全可行性。

特厚煤层回采巷道顶板锚杆-长锚杆协同支护研究

为解决特厚煤层回采巷道顶板下沉大、易冒顶的难题,提出了锚杆-长锚杆协同支护思想,采用实验室试验对比分析了长锚杆和小孔径预应力锚索的力学特性,结合数值模拟方法对比研究了锚杆-锚索联合支护与锚杆-长锚杆协同支护对厚煤层巷道顶板的支护效果,并在南阳坡煤矿4103顺槽进行了工业性对比试验。结果表明,锚杆-长锚杆协同支护技术能够适应巷道顶板大变形,有效防止锚索破断导致的巷道冒顶。