邻近深埋地铁车站水-土阻隔效应及其对基坑抽水致沉的影响

既有地下结构会阻隔地下水渗流(阻水效应)和其周边土体运动(阻土效应),使得该条件下的基坑抽水致沉规律与无邻近地下阻隔时不同。以实际基坑抽水试验为工程依托,以基坑外既有地铁车站结构的水−土阻隔效应为例,通过建立不同车站位置、车站埋深及基坑抽水强度的系列三维数值仿真模型来研究不同水−土阻隔效应条件下的基坑抽水致沉规律。研究表明:当基坑外存在车站结构时,基坑抽水沉陷被加剧或被限制,这取决于阻水和阻土效应孰强孰弱,而车站与基坑间距D的远近将决定阻水和阻土效应的相对强弱,进而决定基坑抽水沉陷是被加剧还是被限制;车站埋深H只会单一影响阻水或阻土效应的发挥强度,不会决定阻水和阻土效应谁起主导作用。工程中应针对基坑外邻近车站的具体位置和埋深考虑其水−土阻隔效应的影响,从而更准确地评估该条件下的抽水致沉规律。

天津某地铁车站深基坑工程监测数据分析

为了研究深基坑开挖变形规律及变形控制要点,以天津某地铁车站深基坑工程为研究对象,对深基坑施工全过程监测数据进行了分析,重点研究了施工过程中地下连续墙水平位移、支撑轴力、地表沉降、周边建筑物等实测数据随各施工工序和时间的变化规律,并对南侧地下连续墙墙体水平位移和建筑物变形超标的原因进行了详细分析。实测数据表明:地下连续墙施工及降水试验期间地表及建筑物沉降明显;除南侧地下连续墙体水平位移和建筑物变形超标外,其他各项变形数据均小于设计允许值;地下连续墙的施工质量对墙体水平位移有显著影响;建筑物沉降比地表沉降更加敏感;基坑开挖过程中除监测外,还应加强对墙体质量、渗漏水等情况的巡查。

某钨矿露地联采关键地压灾害监测预警研究

某钨矿形成了露地联采的开采局面,面临着井下群采空区与隔离间柱稳定性、露采边坡稳定性、露地相互影响等关键地压灾害问题。设计建设了最先进的66通道微震监测系统、测量机器人与边坡雷达等地压监测预警系统。文章详细介绍了一次典型的岩体失稳垮塌的成功预警案例。上述综合性的地压监测手段将为矿山安全生产提供重要的技术支撑。

大红山铁矿露天——地下联合开采岩移发展规律研究

地下开采产生的地表移动会影响邻近露天采场边坡的稳定性。以大红山铁矿露天—地下联合开采为例,采用微震、地表开裂观测等多种方法进行岩移监测和数据分析,探究了地下开采引起的岩体移动与地表开裂规律。首先,对历史监测数据进行了整理和分析,包括地表塌陷和裂缝的发育情况。其次,针对地下开采过程中的围岩变形特点,开展微震数据分析,获取了岩体损伤破坏信息。同时,结合矿山地质资料,统计数据得出了陷落角的变化范围。结果表明:大红山铁矿露天—地下联合开采,岩体移动发展阶段可划分为:冒落及地表贯通的岩移阶段、陷落区充分发展的岩移阶段、F2断层影响的陷落角非对称发育阶段、废石充填与深部开采下的岩移阶段。西北部陷落角发育范围为75°~81°、东南部陷落角发育范围为65°~82°。研究可为类似地质及工程条件矿山岩移发展规律分析提供一定参考。

露天地下楔形转接过渡诱导冒落控制边坡岩移危害技术研究

露天地下楔形转接过渡模式的安全管控是利用崩落法开采挂帮矿形成的塌陷坑阻止边坡岩移威胁露天采场,但地采扰动下的高陡边坡破坏过程不易控制,因而制约了楔形转接过渡模式在大型深凹露天矿山中的应用。针对上述问题,结合极限平衡分析方法,揭示出崩落法开采扰动下的高陡边坡渐进破坏规律,提出了边坡滑移体体积计算方法,以及通过调控回采顺序控制边坡滑移进程以实现塌陷坑完全承接边坡滑移体的边坡岩移危害控制技术。研究表明:边坡岩体不会随挂帮矿向下开采而发生持续破坏,只有当挂帮矿开采至关键分段时,边坡岩体受力状态超过极限平衡状态才发生滑移破坏,可通过滞后回采关键分段上盘三角矿延缓边坡滑移,以及通过滞后回采关键分段下盘矿体和采用下向阶梯状回采工作面增大塌陷坑容积,最终实现塌陷坑有序承接边坡滑移体。研究成果完善了大型深凹露天矿楔形转接过渡的安全管控方法,提高了楔形转接过渡模式的适用性。

基于MatDEM的露天转地下房柱法开采覆岩与边坡失稳规律研究

随着露天矿山转入地下开采,研究二次扰动后覆岩与边坡系统的稳定性显得尤为重要。以江西某大型露天转地下房柱法开采矿山为研究背景,使用MatDEM离散元软件建立了数值模拟模型,计算并分析了房柱法开采扰动下覆岩与露天边坡的位移、应力以及动能等参数的变化规律。结果表明:随着开采空区形成,采场覆岩形成了以开采区域为中心的椭圆形应力降低区,该区域岩层发生了显著的破坏,并且沿着开采推进方向移动。采场顶板的应力变化随开采进程表现出应力集中—应力增大—应力重构—应力平衡4个阶段。地下开采使得采场覆岩以及露天边坡产生了较大位移,覆岩的岩移面积和岩移动能均较边坡的更大,覆岩的变化表现出更加敏感的特性。研究结果可以为相似矿山的开采设计提供借鉴。

考虑管线老化和破损时基坑开挖对邻近管线纵向变形的影响

基于影像源法,结合Pasternak地基模型,提出了一种考虑管线老化和破损的邻近地下管线纵向变形计算方法。收集4个工程案例数据进行对比验证,并对基坑围护结构变形控制参数、管线轴线埋深、管线轴线到基坑围护结构的水平距离、老化和破损程度这5个影响因素进行了分析。研究结果表明:随着基坑围护结构变形增大,其对管线纵向变形影响及影响范围也随之增大,管线最大沉降与围护结构变形呈正相关关系;基坑侧壁与管线轴线距离增加,管线的纵向变形非线性减小;管线沉降与其埋深呈非线性减小关系;管线老化会导致管线整体变形增大,而管线破损则会导致破损位置产生较大变形。基坑施工前有必要对邻近的地下管线使用年限以及破损程度进行调查。

基于数值模拟的露天转地下开采关键参数优化研究

基于某露天铁矿转入地下开采时矿体上下盘围岩需要被保护的特殊情况,结合深部矿体赋存特征,采用FLAC^(3D)对地下回采关键参数进行数值模拟分析。研究发现,地下开采矿体内上盘回采单元采场顶部与上盘边界之间预留的矿柱水平宽度对采场空区及上盘围岩稳定性有较大影响。为实现深部资源高效安全开采,推荐上盘回采单元采场顶部预留的矿柱水平安全宽度为10 m,并采用盘区间隔回采的顺序,开采完成应尽快进行充填作业,以控制采场顶板沉降。

爆破振动对龙首矿露天转地下安全顶柱稳定性影响研究

为了探索爆破振动影响下龙首矿露天转地下开采安全顶柱的稳定性演化规律,结合矿区现状建立了对应的三维数值模型,通过计算获取了安全顶柱最危险截面位置,随后以最上部中段开采为例构建了最危险截面位置的二维数值计算模型。根据爆破参数和等效弹性边界的计算,得到掏槽眼、辅助眼和周边眼传递到开挖轮廓面上的爆破荷载峰值。将爆破荷载等效到开挖面后,开展了针对安全顶柱稳定性的数值计算。结果表明:每段延期爆破都产生了位移和振速峰值,且距离爆破位置最近的安全顶柱内监测点位移最大;以爆破作业位置为中心,振动速度向四周岩体球形扩散。根据爆破振速与岩石损伤判据,安全顶柱总体处于无损伤或轻微损伤状态。此外,最大主应力低于岩体抗拉强度,安全顶柱未形成明显地拉裂破坏塑性区。总体上来说,安全顶柱的设计厚度能够满足露天转地下开采需要。然而与数值模型相比,实际地质条件更为复杂,随着开采继续,仍需观察和监测安全顶柱的变化,从而确保其稳定性。

露天转地下开采露天边坡稳定性数值模拟分析及研究

某金属矿山原采用露天开采,随着露天开采资源的逐渐枯竭,现转为地下开采,考虑到地下开采对露天边坡的稳定性必然存在一定的影响。设计在露采最终边坡一侧保留50 m宽度的保安矿柱,以保证露天最终边坡的稳定性。采用数值计算与强度折减相结合的方法,选取具有代表性的3条剖面线,建立边坡计算模型,对边坡原始状态、空场法开采和充填法开采后3种不同工况下的露天边坡模型进行稳定性计算并确定相应工况下边坡的稳定性。最终得出当采用强度不小于1 MPa充填体进行充填法开采计算时,3个典型边坡的安全系数均大于1.15,处于稳定状态。

地采扰动下露天坑地表岩移特征及废石充填方案研究

无底柱分段崩落法常应用于黑色金属露天转地下矿山,该方法易引起露天采场边坡失稳,影响矿区周边建(构)筑物的安全。以地表斜坡坡度较陡且地形切割强烈的李家河铁矿为研究对象,依据地表航拍点云数据和生产平面图建立精细的数值模型,采用数值模拟研究地下持续开采扰动作用下的露天坑地表岩移特征,并结合地势、植被、农作物和公路等因素,对比优选合理可行的地表废石充填方案。结果显示,随着矿体逐步向深部开采,受地形和矿体分布影响,Ⅰ号矿坑呈现局部零星破坏,Ⅱ号矿坑以东北侧区域破坏为主,Ⅰ号矿坑地表沉降变化范围小于Ⅱ号矿坑,最终优选出从侧壁向中间靠拢再向北侧推进的地表废石充填方案。

某金矿露天转地下开采境界顶柱合理厚度研究

某金矿自标高1 385 m以下将由露天开采转为地下开采,拟采用上向进路充填采矿法进行开采,为了避免露天与地下同时开采造成的相互影响,实现矿山生产的平稳过渡,对境界顶柱的合理厚度进行了研究。在相关室内试验的基础上,应用K.B.鲁别涅依特公式、“三带”理论和工程类比法计算出境界顶柱的合理厚度取值范围;采用Flac^(3D)软件对不同境界顶柱厚度进行数值模拟,确定该矿山露天转地下开采境界顶柱的合理厚度。结果表明:矿山原生矿和氧化矿区域进行地下开采时需分别留设20 m和25 m的境界顶柱厚度,此时地下开采对露天边坡的影响最小且采场整体趋于稳定,能满足矿山安全生产的要求。研究结果可为矿山设计提供理论依据。

露天转地下挂帮矿崩落法开采边坡安全防控技术研究

露天转地下过渡期崩落法开采挂帮矿,会引起边坡的岩移和陷落,威胁露天矿的安全生产。以大孤山铁矿为工程背景,分析边坡岩移机理,得出挂帮矿持续冒落跨度为临界冒落跨度的1.25~1.65倍,第一分段进路布置在矿体厚度大于3.3l的位置,能够保证露天开采的安全。研究陷落散体所需的回采体积,得出回采体积先随着保安矿柱宽度的增加而减小,后又随着保安矿柱宽度的增加而增大,当保安矿柱的宽度为88.45 m时,所需回采体积最小。采用散体滑落试验,得出了防护坝设置在露天坑底的上一个台阶,保证了露天开采的安全。研究成果能够实现大孤山铁矿露天转地下过渡期的产能衔接和安全生产,对于矿山的未来发展具有重要意义。

复杂基坑不利点监测及墙体变形预测模型研究

为了探究基坑开挖施工对地下连续墙的作用机理,以杭州市富阳区一深基坑工程为研究背景,沿墙体周边开展了相关监测工作。系统地研究了土体测斜水平位移曲线、地下连续墙最大侧移分布、地下连续墙拐角中心侧移图、地下连续墙最大侧移与基坑开挖深度关系,并运用Gauss分布函数得到了围护结构变形发展的预测模型。结果表明:围护结构变形符合规律,TRD地连墙具有较好的变形协调能力;墙体变形与基坑空间变形规律一致;模型的拟合效果与实际监测数据较为接近。研究成果可为深基坑支护设计和施工提供参考。

软土深基坑施工监测与数值模拟分析

以上海地区某深基坑工程为研究背景,分析了施工过程中围护结构和周边环境的监测数据,为了对基坑围护设计方案进行校核优化,采用FLAC3d软件建立了数值计算模型,对比分析了监测数据和数值模拟结果,研究了地下连续墙的厚度、深度、内支撑截面尺寸等设计参数对围护结构变形和基坑周边土体沉降的影响,可为软土地区深基坑工程的围护结构设计提供经验和依据。

基于轨道雷达在某露天-地下联合开采边坡监测中的应用

为了深入探究轨道雷达在露天-地下联合开采边坡监测中的实际应用效果,选取云南大红山矿业露天采场-哈姆伯祖上废石场为研究区,根据其累计变形量圈出6个重点监测区域,结合矿山边坡雷达2024年2月1日—2024年2月29日的监测数据,对其累计变形量-时间曲线、变形速率-时间曲线、变形加速度-时间曲线变化进行研究。结果表明:地基合成孔径轨道式雷达在露天-地下联合开采边坡监测中起到关键性作用,该结果可为露天-地下联合边坡进行雷达监测工作提供参考。

露天转地下充填法开采护顶矿柱防渗性研究

以攀枝花铁矿露天转地下开采工程为背景,通过采场贮排平衡分析,预测50年一遇暴雨时露天采坑积水最大深度为5 m,采坑积水对护顶矿柱稳定性影响较小。对坑底存在断层条件下积水渗流进行了数值模拟,结果表明,断层破碎带是护顶矿柱的主要导水通道。采取针对性封堵措施可显著减小护顶矿柱的渗漏量。

大型深基坑地下连续墙施工技术的应用研究

以某城市的建筑工程为研究案例,阐述工程概况以及概述深基坑设计,提出采用连续墙施工的应用方案,设计新的连续墙技术的应用方法。在平整土层后确定连续墙的导墙施工位置,根据导墙位置控制槽段开挖顺序,按照槽段施工顺序制备钢筋笼,并将钢筋笼吊装至槽段内,安置完毕后制备混凝土材料,以均匀性方式浇筑混凝土,将连续墙形成一个整体,完成深基坑地下连续墙的施工。试验结果表明:以地下连续墙的深层位移与顶部沉降为测试指标,在新方法的应用下最大位移量与最大沉降量均低于设计要求,符合大型深基坑工程的施工标准,具有应用价值。

砂土地层中地下连续墙的抗震性能研究

为研究武汉市长青区管槽基坑工程地下连续墙在地震工况下的响应规律,采用FLAC2D软件,构建基坑地震响应快速模拟方法。对基坑地下连续墙结构分别进行不同地震波作用位置和地层类型下的响应分析。结果表明地震波越接近于地下连续墙时,墙体弯矩和剪力越大,对墙体的破坏作用越大。在密砂地层中,墙体弯矩明显小于在松砂地层中,但剪力大于松砂地层中的剪力。另外,在地震作用下,地下连续墙的弯矩和剪力分别达到静力分析的2.8倍和2.7倍。横向支撑在地震作用下轴力将增大,极有可能破坏。因此,建议在高地震烈度区,基坑设计应充分考虑地震破坏作用。

某强透水承压含水地层基坑工程降水方案比较分析

通过结合实际工程案例,分析了承压含水层降水后,承压水位的变化趋势,及降水对地面沉降与现状道路沉降的影响。通过数值模拟建立了存在局部深坑的综合基坑的降水方案模型,分析结果表明:通过在局部深坑处设置止水帷幕可将深坑内降水井数目减少一半,坑边地面沉降值减少约53%,现状路面沉降减少约23%;同时,止水帷幕进入坑底以下10 m后,坑底水位方可满足降水要求;但该深度大于10 m后再加深止水帷幕对坑底及坑边承压水位降深影响逐渐减小。因此,推荐降水方案为在局部深坑处设置止水帷幕,帷幕进入坑底以下10 m。