硬质岩浅埋大断面隧道施工技术应用研究

硬质岩浅埋大断面隧道施工因其地质环境的复杂性而面临诸多挑战,如垮塌、围岩变形及衬砌结构裂缝等问题,严重威胁隧道的安全与可靠性。针对硬质岩浅埋大断面隧道的特性,结合具体工程案例,提出了科学合理的施工技术方案。通过预先灌注水泥浆液、加固锚杆处理技术、加固纵向连接技术及弱爆破施工技术等措施,有效提升了隧道围岩的稳定性,保障了施工质量与过程的安全。研究表明,这些技术的应用能够显著改善隧道施工条件,降低施工风险,为类似工程项目提供了宝贵的实践经验与参考借鉴。

浅埋深回采工作面冲击地压发生机理及防治

通过分析新疆某矿一段时间内现场矿压显现情况并结合实测微震和工作面支架压力数据,获得了冲击地压发生机理:坚硬厚层顶板是冲击地压发生的主要力源,采煤工艺影响和支架支护质量低导致顶板压力转移到工作面煤壁上,形成了煤体应力集中和弹性能量积聚,推进速度过快加剧了煤体应力和能量积聚程度,在煤体自身强冲击倾向性作用下导致冲击地压发生。据此提出冲击地压防治原则:避免坚硬厚层顶板的压力转移到煤壁上形成应力集中。具体方法为及时切断坚硬顶板,对煤体进行卸压爆破,并提高工作面支架初撑力。现场实践表明,防治效果明显。

考虑施工过程的浅埋软弱隧道管棚变形预测及参数敏感性分析

目前的隧道管棚计算方法和理论解析存在计算繁杂,计算参数的选择对分析结果的正确性影响较大且无法获得精确的理论解或简化的计算公式等问题。文章基于Winkler弹性地基梁理论,考虑隧道施工过程中围岩扰动特性、支护未封闭不完全承载特性、地层反力系数差异特性及荷载分布不均匀特性,建立了管棚超前预支护变形理论计算模型,并通过求解24阶方程组获得超前管棚预支护理论解析。结果表明:1)解析解与数值解和现场实测值吻合度较高,解析解可用于管棚变形预测;2)管棚直径、开挖进尺、地层反力系数均存在最优参数取值,环向间距与管棚变形呈正比例关系,管棚长度并非越长越好,只需满足管棚远端超前掌子面前方2倍台阶高度即可;3)实际施工过程中,通过调整管棚参数来控制隧道拱顶沉降效果从优到劣的顺序为:开挖进尺、注浆改善地层力学性质、环向间距、直径、长度。

水平软硬交互地层中浅埋偏压隧道围岩压力计算方法

为了探究浅埋偏压隧道软硬交互水平层状围岩压力的分布情况。依托四川省某高速公路建设项目,结合公路隧道设计规范引入软硬互层围岩参数简化方法,改进现有的均质围岩压力计算理论,得到了基于极限平衡法的水平软硬互层隧道围岩压力解析解。并将计算结果与数值模拟结果、规范法计算结果进行对比验证了其正确性。分析了硬岩与软岩层厚比p对隧道围岩压力分布的影响规律,对水平软硬交互围岩浅埋偏压隧道的支护提出了建议。

浅埋深大采高坚硬顶板工作面矿压显现规律研究

基于关岭山煤矿15#煤层埋深浅、采高大、顶板坚硬的实际生产条件,通过现场监测,对关岭山首采工作面的矿压显现规律进行分析研究。结果表明:老顶周期来压呈现明显但不强烈的特点,平均动载系数为1.33,周期来压步距5.62-24.35 m,离散性较大,平均14.19 m,断层影响期间,来压时的影响范围增大,工作面支架阻力处于高位波动,工作面超前支承压力影响范围为14 m左右,支架初撑力控制较好,基本能够满足对顶板控制的要求,支架额定工作阻力选型合适,能够对顶板进行有效控制。

隧道深浅埋限界定量划分方法研究

隧道深浅埋限界的准确性直接影响隧道设计作用荷载的确定,是隧道设计最基础的环节。目前隧道设计中深浅埋判定主要依据经验值,与实际工程有一定的出入。文章通过有限元数值模拟计算,得出地表沉降和拱顶上方围岩竖向应力影响系数随隧道埋深的变化规律,分别提出了地表沉降变化法和围岩应力变化法两种深浅埋限界定量判别方法。研究表明:地表沉降变化法得出的深浅埋限界值与相关规范计算结果相差很大,不宜采用;围岩应力变化法得到的深浅埋界值与相关规范的推荐值基本吻合,且能得出定量结果,可作为隧道深浅埋定量划分方法。

浅埋深两硬条件下特厚煤层综放开采技术

针对平朔矿区4号煤层条件,采用理论分析方法研究了浅埋深两硬条件下4号煤层顶煤的冒放性及合理采煤方法。以提高顶煤冒放性为目标,采用数值模拟的方法进行了综放工作面参数及设备选型配套研究。实践表明,浅埋深两硬煤层条件下通过加大综放工作面长度与割煤高度,可以实现安全、高效、高回收率开采。

浅埋坚硬岩层地质下桩基设计

在浅埋坚硬岩层或坚硬黏土层的地质条件下,码头后轨道梁采用打入式钢管桩结构。针对不同地质情况,岩层地基桩尖采用开口形式,坚硬黏土地基采用混凝土封堵的全闭口形式,以适应地质的复杂变化,有效解决设计桩长的选择和沉桩控制等问题。经过静载试验验证效果良好,为类似地层提供借鉴经验。

硬岩大跨暗挖地铁车站施工方案优化分析

结合青岛地铁3号线君峰路暗挖车站工程的设计与施工,通过对比分析硬质地层中采用双侧壁导坑法施工的既有大跨度地铁车站,将开挖方法由原来的双侧壁导坑法改为双侧直壁CRD法施工,从而加快了施工进度。通过MIDAS GTS对两种开挖方法进行三维有限元施工过程模拟,对比分析两种开挖方法引起拱顶沉降、洞内净空收敛值,从施工工序和施工力学上对两种施工方法的优劣进行比较分析,结合实际施工监测值,验证了优化施工方案的安全性和可行性,也为类似工程施工方案的优化提供参考。

兴县矿区斜沟煤矿浅埋深坚硬厚煤层开采方法研究

根据兴县矿区8#煤层赋存条件、生产条件以及矿井产量要求,通过煤岩体物理力学试验、相似矿井开采类比、矿压显现数值模拟研究和专家系统采煤方法评价分析,认为8#煤层埋藏浅、煤质较硬,采用大采高综合机械化开采方法是可行的;确定在实际生产过程中,选用支护阻力较大的大采高液压支架,并在实际生产过程中取得了良好的效果,有利于在兴县矿区进行推广应用,具有一定的现实意义。

浅埋煤层顶板运移及地表沉陷规律

以西部矿区杨家村煤矿浅埋深薄基岩煤层的长臂开采为工程背景,利用二维离散元数值分析软件UDEC,模拟了工作面的回采过程,总结分析了回采过程中煤层上覆顶板运移规律主要表现在顶板破断具有突然性和贯通性,地表沉陷的主要规律则表现为在地表形成锯齿状的沉陷断裂带,该规律与现场实际情况基本相符。在此基础上,该矿采取一系列技术措施有效避免了由此引发的次生灾害和损失。

浅埋坚硬顶板巷道快速掘进支护方案设计

文章针对段王矿15号煤层浅埋深、坚硬直接顶的赋存条件,在FLAC数值模拟的基础上,设计了回采巷道支护方案。使用大直径锚索、超高强锚杆、高刚度金属网和钢带,加大锚杆(索)间排距,形成了"高强度、高刚度、低密度"的支护方案,充分发挥支护结构的支护效能,提高掘进速度,减少耗材,降低支护成本。

硬岩地层中扁平大跨隧道拱盖法施工优化分析

以青岛地铁1号线人民广场站—衡山路站区间站前折返线为例,采用三维数值模拟方法分析了初期支护拱盖法分步开挖过程中地面沉降、拱顶沉降、初期支护受力和围岩应变的变化规律,进一步分析硬岩地层中扁平大跨隧道施工二次衬砌拱盖法优化为初期支护拱盖法的可行性,并通过现场监测结果加以验证。研究结果表明:硬岩地层中扁平大跨隧道采用初期支护拱盖法施工地面沉降、拱顶沉降、初期支护和围岩的应变满足规范要求,二次初砌拱盖法优化为初期支护拱盖法切实可行;拆撑是初期支护拱盖法开挖工序中的重要阶段,确定合理的拆撑长度是该工法成功应用的关键。

凉水井煤矿浅埋薄煤层坚硬顶板沿空留巷关键技术实践

以凉水井煤矿431301工作面沿空留巷为工程背景,分析了凉水井煤矿浅埋薄煤层坚硬顶板沿空留巷可行性,提出了凉水井煤矿浅埋薄煤层坚硬顶板沿空留巷关键技术:采空区侧向端部坚硬顶板结构承载技术,高水材料快速构筑沿空留巷巷旁支护技术和锚网索联合单体液压支柱或门式支架形成沿空留巷巷内支护技术.矿压监测结果表明:431301工作面胶运巷沿空留巷围岩变形小,达到了预期效果.研究成果可为类似生产地质条件下的沿空留巷无煤柱开采提供技术参考.

浅埋深软岩中厚煤层小煤柱宽度留设及支护技术研究

为进一步提高矿井煤炭资源回收率,改善巷道所处的应力环境,文章采用理论计算和数值模拟的方法,分析确定了沿空掘巷护巷煤柱宽度为5 m,提出了小煤柱沿空掘巷护巷高预应力强力支护技术方案,并进行了现场实践。得出回采过程中顶板最大沉降量为19.7 mm,两帮最大收敛量为26.2 mm的结论,实现了工作面回采期间运输巷围岩的稳定与安全。

硬质岩浅埋大断面高速铁路隧道施工技术要点及应用

在交通运输行业不断发展的过程中,处于道路路线增设需求,我国在高速铁路隧道方面开展了相应的施工计划。针对硬质岩层浅埋、大断面的隧道施工问题,本文结合相关施工技术开展全面分析,并从具体的施工方法包括超前注浆、锚固措施、纵向加固措施以及弱爆破措施等方面展开探讨,促使高速铁路隧道工程的施工质量能够达到相应的建设与设计要求,供相关从业者参考。

硬岩中塔柱式车站合理埋深及结构净距研究

我国地铁在北京、上海以及广州等地以砂土松散地层为主,地铁车站暗挖施工主要采用复合式衬砌结构型式。对于在中-微风化硬岩中修建地铁车站,如何充分利用围岩本身条件,因地制宜十分必要。在不同围岩条件下,对不同埋深、结构净距车站选择合适的支护结构(如锚喷支护)型式,不仅可节约成本,还可节省工期。结合青岛地铁3号线硬岩特点,采用有限差分数值软件,研究在不同埋深以及不同结构净距条件下,地铁车站开挖过程中围岩状态以及塑性区分布规律,结合三维数值模型进行节点检验,提出硬岩中地铁塔柱式车站采用不同支护结构型式的合理埋深和结构净距建议值。

硬岩浅埋非软土区复杂深基坑的施工

基于工程实际,对硬岩浅埋非软土区深基坑施工的技术进行了研究。基于浅埋硬岩的基坑支护体系特点,通过对出土口、支护结构、成槽(成孔)方式、硬岩破碎和抗拔桩进行优化,确保了施工的顺利完成,积累的经验可供类似工程参考。

重庆鲤刘区间地铁隧道浅埋硬岩爆破开挖方案优化

重庆地区地铁九号线鲤-刘区间属于浅埋隧道,穿越围岩以硬岩为主,施工效率低,对围岩和周围构筑物影响较大。为此优选了钻爆参数,计算了安全药量和单孔装药量,基于错相减震机理选择起爆方式、炮孔布置参数及起爆顺序。现场应用结果表明,采用爆破新工艺参数后,比原工艺单孔单响爆破时振动降低了58%。

适用于浅埋硬岩地铁隧道的水磨钻开挖台车设计及应用

本文研发了一款适用于浅埋硬岩地铁隧道的水磨钻开挖台车, 探讨其工作原理, 分析其技术特点, 并将该装备应用于重庆地铁六号线.应用结果表明： 采用新装备, 钻进效率提升了60%, 钻进时间节省了30%-50%.本文的研究成果可为类似的浅埋硬岩地铁隧道施工提供借鉴.