微型排桩支护结构在隧道明洞段的应用

为探索微型排桩在高陡边坡明洞段支护结构中的适应性,基于二维杆系荷载-结构模型,提出三排桩支护结构设计计算方法;结合工程案例拟定多种钢管排桩+锚索支护方案,对排桩支护结构的内力及变形特征、不同方案的适应性、钢管桩直径的影响等进行深入研究。结果表明:1)排桩支护中,前排桩、中排桩、后排桩具有几乎相同的内力和变形特征,但前排桩的变形和内力值略大于其他2排桩,前排桩坑底位置是整个支护结构中最不利部位;2)采用增设锚索、预留压脚岩体等方式降低相邻支撑间的竖向间距,可以有效降低支护结构位移和内力,从而使支护结构变形满足相关规范要求;3)随着桩径的增大,钢管桩刚度增大,支护结构水平位移呈指数形式降低;4)增加三排桩直径和仅增加前排桩直径均可以有效降低支护结构变形。支护结构设计中,可以根据开挖高度、施工机械、地形地貌等,选择合适的支撑方式和钢管桩直径,从而实现支护结构快速、机械化施工。

松软破碎厚顶煤大跨度切眼变形破坏特征与控制技术

安阳主焦煤矿大断面切眼常采用被动支架沿顶布置,围岩变形量大、易漏冒,工人劳动强度大。针对上述问题,采用数值模拟方法研究了裂隙发育、位移和应力分布与切眼跨度之间的关系,提出了围岩控制策略和支护方案。结果表明,随着切眼跨度的增大,围岩塑性区范围逐渐增加,顶板以剪切滑移或拉剪破坏为主,两帮以泊松效应膨胀拉伸—剪切破坏为主;顶板下沉量、巷帮内挤和底鼓量均逐渐增大;顶煤、直接顶和基本顶部分岩层逐层渐次移动,顶板部分区域出现较大的裂隙,冒落拱以上深部顶板发生整体移动;巷道顶底板中有害拉伸应力区域范围呈现拱形分布,且逐渐增大。根据切眼围岩变形破坏特征,提出了高强度、高刚度、高预紧力的强力支护和被动单体液压支柱补强的主被动联合支护方法。现场工业性试验表明,切眼围岩得到了有效控制,可为类似裂隙发育托顶煤大断面切眼围岩控制提供参考。

近距离采空区下大断面切眼支护技术应用

以9101采煤工作面为工程实例,该采面切眼跨度为8 m,且上覆为8^(#)煤层采空区及煤柱。切眼拟采用分次掘进方法施工,首先掘进巷道宽度4.5 m,后刷扩3.5 m;在掘进期间,通过探测切眼顶板与上覆8^(#)煤层采空区层间距,再设计切眼顶板支护方案;现场应用后,切眼顶底板、巷帮变形量分别为60 mm、73 mm,实现了近距离采空区下大断面切眼围岩变形有效控制。

顶板支护条件下的切顶工程优化研究及应用

以金厂河ZnV3矿体阶段空场嗣后充填采场顶部切顶条柱稳定性为研究对象,通过分析采场在不同阶段应力状态的分布规律,结合顶板破碎围岩锚固支护的现状,为提升条柱的稳定性,采用理论分析和数值模拟相结合的方法进行研究分析。研究结果表明:切顶联络道两侧交替布置4 m宽凿岩硐室、3 m宽条柱的优化方案,能有效分担应力集中作用对条柱的影响,极大提高了条柱的稳定性;优化方案改变了顶板支护区域,进一步提高了空区后顶板的稳定性。根据研究成果开展了工业试验,验证了优化方案的可行性,对安全生产具有重要意义,可在矿山进行应用。切顶工程的优化,在提高条柱稳定性的情况下,进一步提高了顶板的稳定性,可为类似矿山提供借鉴。

建筑工程施工中深基坑支护施工技术应用

深基坑支护施工技术在建筑工程中具有关键意义,也涉及多种方法和结构选择。本文概述了明挖法、复合地下墙支护法和支撑结构加固法等常见技术方法,并简单论述了地质要素、支护结构的选择与优化、地下水位的控制与处理以及监测与智能化应用在施工中发挥的关键作用。得出结论,通过综合运用多种技术和方法,不仅可以提高工程项目的稳定性,还能够有效地降低潜在的风险。

基于薄煤层开切眼的锚网索联合支护研究与应用

为提高薄煤层工作面回撤速度,更加安全高效地实现薄煤层工作面的开采。以平煤二矿己17-23010开切眼为对象,研究该开切眼开采前后顶板的破坏机理,并探索锚网索联合支护下开切眼巷道的支护效果。研究表明,开切眼顶板岩体的失稳源于开采扰动的影响,在轴向力和岩体自重的双重影响下发生失稳破坏;与传统的棚式支护相比,锚网索联合支护能极大提高薄煤层开切眼的安全性并提高开采效率,因此建议在薄煤层开切眼中推广采用该种支护。

地铁明挖区间深浅基坑永临结合支护技术研究

某地铁明挖区间深基坑工程中,轨道正线与出入场线共用基坑,由于两基坑功能不同,其底部存在较大高差。通过在深浅基坑过渡时设计排桩支护,桩顶施作钢筋混凝土冠梁,并在浅坑钢筋混凝土底板内设置横向暗梁,将冠梁与地下连续墙连接锚固,形成框架结构,其中部分支护结构永临结合;同时在深浅坑基底分别设置钻孔灌注桩,并对浅坑基底进行水泥搅拌桩加固,改变土体力学性能,以提高基底强度及结构的抗倾覆能力。监测数据分析结果表明,基坑周围土体各技术参数稳定,变化值在允许范围内,该技术有助于解决深浅基坑支护方面的难题。

明挖车站大跨度无柱弧形顶板模架体系设计及施工技术

郑州机场至许昌市域铁路工程(郑州段)港区北站车站站厅层公共区采用大跨度无柱弧形顶板结构,结构净跨18.3 m,拱高9.0 m,矢高5.05 m。弧形顶板支撑体系设计及施工难度较大,现场施工采用了一种拼装桁架拱模架结构,论文从设计思路、模板支撑设计、模架体系受力验算及模架体系及混凝土施工对此模架支撑体系的设计及施工工艺进行详细介绍。

厚煤层工作面切眼支护设计与应用分析

以古城矿N1306工作面切眼为工程背景进行支护系统研究分析;基于围岩自稳平衡拱理论和悬吊理论分别确定切眼巷道顶板和两帮破坏深度分别为2.28 m和2.39 m,计算确定锚杆和锚索有效支护长度分别2.4 m和10.3 m,并确定支护系统的有效性。得到数值模拟得到,在两帮位置应力较为集中,应力集中系数1.92,底板变形较大,最大变形量为140 mm。设计的支护系统通过工业性试验确定切眼巷道围岩变形快速增长周期为60天,其中两帮变形量和顶板下沉量最大值分别为162 mm和200 mm,说明支护系统能有效控制切眼巷道围岩变形要求。

基坑装配式内支撑高脚螺栓-模袋混凝土固支端及其承载性能

基坑工程内支撑体系中,混凝土支撑因其承载能力高、布置不受限制、端部节点现浇、整体性良好等优势得以在基坑工程中广泛使用,但混凝土支撑在设计与施工中的弊病也十分显著,存在设计截面过大、施工周期长、污染性强、成本高、浪费严重等问题。因而,针对混凝土支撑在基坑工程中表现出的优势与劣势,并结合地铁明挖车站深基坑工程的特点,设计一种装配式组合钢管混凝土内支撑,从提高端部节点刚度和强度、实现端部固定连接等角度出发,提出一种适应于地铁基坑装配式组合钢管混凝土内支撑的高脚螺栓-模袋混凝土固支端。通过阐明固支端的设计方案、构造特点和工作原理,并将其与混凝土支撑现浇节点进行对比分析,论证了由预埋钢板、空心法兰盘、模袋混凝土和高脚螺栓等特殊构件组成的固支端,在支撑体系中发挥了固定支座的作用;为建立固支端设计与验算的理论依据,通过分析固支端的力学机理、破坏模式及其演变规律,得到固支端的抗压与抗弯承载力的解析方法;为验证固支端承载性能的理论解析方法的可行性,结合数值模拟验证分析了理论与数值结果,并对影响固支端承载性能的主要因素进行参数化分析。

明挖隧道延伸工程中的保通改造技术研究与应用

随着城市的发展,既有交通设施已无法满足交通需求,因此,隧道改造工程越来越多。现有的交通设施往往有保通需求,但对于隧道工程的原地改造保通,目前鲜有工程案例。以上海浦东机场南进场路隧道延伸工程为例,采用新建临时隧道绕行的方案满足了保通需求:通过支撑托换的方式,减小了改造后结构的跨度;通过2排支撑托换的逐个转换,实现在隧道内进行翻交;利用有限元分析和现场施工监测等手段,保证了施工过程中顶板沉降和变形满足要求。该改造技术为运行隧道延伸工程的保通需求提供了新的解决方案。

自行式跨钢支撑三步台车在高铁明挖隧道中的应用研究

近些年,高铁明挖隧道设计在平原地区被广泛应用,深基坑结构施工过程受力体系转化可通过设置临时倒撑解决的,但其限制了常规模板台车的使用。通苏嘉甬高铁汾湖隧道出口明挖段设计有1~2道倒撑,实际施工中通过与台车生产厂家联合设计自行式跨钢支撑三步台车,解决了明挖深基坑隧道不能使用台车的局限性。研究结合工程实际情况,从成本、进度、质量、安全、环保等方面综合考虑后,通过应用自行式跨钢支撑三步台车,使施工工序简单、便捷,结构施工功效高,提高了混凝土外观质量,减少了搭设、拆除满堂脚手架时间,减少了周转材料用量,同时也节约了施工成本。经实践证明,该施工技术可行、可靠,并达到了预期的效果,以期为类似工程提供借鉴。

厚煤顶大断面切眼裂隙场演化及围岩稳定性分析

针对厚煤顶大断面切眼宽度日益增大，围岩控制难题日益凸显的窘境，选取山西五家沟煤矿5203切眼为工程背景，采用UDEC数值模拟了切眼宽度6～10m过程中，围岩裂隙场分布特征、拓展趋势及相对演化规律。结果表明：围岩裂隙场分为3个区：裂隙贯通区、裂隙发育区、微裂隙区，均呈“半椭圆”状；切眼宽度的增加，顶板裂隙3区深度与切眼宽度成正比关系；两帮裂隙3区呈“台阶式”增长；底板裂隙贯通区呈“台阶式”增长，其余两区线性增长。同时，加剧了顶板微裂隙区向裂隙发育区的转化和裂隙发育区向裂隙贯通区的转化。由侧压系数1．0时不同切眼宽度等应力轴比分析，可知：顶板塌落区高度与巷高呈正指数增大，两帮塌落区厚度呈负指数减小。认为：性能优越的锚杆可更好的限制裂隙滑移，延缓围岩碎胀变形；双桁架锚索可锚固在肩角无裂隙区和顶板深部预应力叠加区，可封闭顶板中部裂隙贯通区。基于此提出了高强、高预紧力锚带网和双桁架锚索联合控制技术，切眼掘出后10d实现自稳，顶底板相对移近量125mm，两帮相对移近量94mm，顶板累计离层3mm。该研究丰富了大断面切眼围岩控制理论及实践经验。

复合顶板大断面开切眼锚网索支护技术研究

为解决复合顶板大断面开切眼支护难题,根据王家岭煤矿20106工作面大断面开切眼的地质条件,通过物理模拟试验分析了复合顶板大断面开切眼围岩变形破坏特征,结果表明:大断面复合顶板开切眼顶底角及顶板易变形破坏,开切眼扩帮期间围岩变形破坏明显超过掘巷期间围岩变形,提出了具有针对性的围岩控制对策,确定工作面开切眼采用"二次成巷+锚网索+单体液压支柱"联合支护方式,现场工程实践结果显示,开切眼最大离层量为9 mm,最大断面收缩率为6.6%,支护方案较好地控制了大断面开切眼的围岩变形。

锚网索联合支护在大断面托顶煤切眼中的应用

在介绍锚网索联合支护机理的基础上,综合分析综放大断面切眼围岩破坏的机理及其主要特征,并阐述了其支护重点。同时结合锚网索联合支护在龙固矿井首采1301N工作面切眼支护中的成功实践,论证了锚网索联合支护在综放大断面切眼支护中应用的可靠性,为同等条件下的应用推广提供借鉴。

深井大采高综采工作面切眼联合支护技术

针对深井大采高综采工作面切眼断面大、深埋层、支护难的实际情况,对传统的支护方式进行了论证研究。结果表明,相对于传统的锚网索支护或棚式支护,"锚网索加挑棚和木垛联合支护"方式能够较好地控制大跨度、大高度条件下的切眼顶板及两帮围岩的变形。介绍了该支护方式的具体支护参数及施工工艺,并成功应用于潘集第一煤矿2141(3)工作面。

特大断面开切眼分次掘进支护参数优化

随着越来越多的5～7 m煤层逐步采用一次采全高工艺开采,特大断面开切眼在煤矿中逐步被采用,因此研究特大断面开切眼支护及掘进技术是成功实施该项工艺技术的关键之一。结合潞安集团某矿实际工作面特大断面开切眼的实际生产地质情况,提出了采用锚网索加挑棚和木垛联合支护的方案,并应用三维数值计算方法对特大断面锚杆支护参数进行优化设计,通过现场实际监测验证支护方案的合理性。结果表明,该支护方案是合理可靠的,可以完全满足安全生产的需要,为类似条件下的大断面巷道支护提供了借鉴和参考。

浅埋深薄基岩大采高综采工作面开切眼支护技术

为了解决浅埋深薄基岩大采高综采面开切眼支护参数不合理,支护系统效能不足的问题,以红柳林矿25206工作面开切眼为工程背景,采用现场监测、数值模拟、理论分析、现场实践等手段对开切眼支护系统进行研究。研究表明:开切眼原支护参数能够较好控制围岩变形,但存在支护强度过高,锚杆(索)未能达到其额定支护阻力的问题;基于锚杆(索)协同支护方法,建立锚杆基础支护,锚索补强支护协同支护系统,计算合理支护参数,并利用数值分析进行锚杆和锚索方案的合理性和可靠性验证,确定在预紧力取50 kN时,顶板锚杆长度2.6 m,间排距1200 mm×1200 mm,帮锚杆长度2.2 m,间排距1200 mm×1200 mm,锚索直径17.8 mm,长度6.0 m,能够较好控制巷道围岩变形;优化支护方案后,顶部锚杆最大支护阻力稳定值78 kN,帮部锚杆为65 k N,顶部锚索为118 k N,锚杆(索)支护阻力显著提升,支护效能明显提高。通过矿井支护优化研究,形成了一套较完善的支护体系。

特厚煤层大断面开切眼支护技术研究

针对某煤矿特厚煤层大断面开切眼支护效果差的问题,运用现场实测、数值模拟和理论分析相结合的方法,研究了特厚煤层大断面开切眼在不同支护方式下围岩的变形情况,提出了特厚煤层大断面开切眼合理支护的优化设计方案,并对联合支护方案中锚杆锚索的支护参数进行了优化设计。

开切眼支护解除条件下围巷稳定性数值模拟研究

以漳村煤矿2302综采工作面为工程背景,利用FLAC数值模拟软件,对开切眼支护解除条件下围巷稳定性进行数值模拟研究,得到了切眼附近巷道的位移变化曲线及工作面动压超前和滞后影响范围。研究结果表明,开切眼支护解除有利于矿压控制,提高了煤矿的经济效益。