工作面超前支护预应力注浆锚索技术的研究应用

长平煤业五盘区5308首采工作面采用重型放顶煤工艺开采,由于埋深大、底板直接底为泥岩,单体支柱穿底,两顺槽超前巷道帮鼓、底鼓严重,传统的单体柱配金属梁超前支护形式不能满足安全高效生产需要,急需探讨科学有效的新型超前支护技术。基于此,提出以“预应力注浆锚索补强”为技术核心的回采巷道超前支护技术。结果证明,以“预应力注浆锚索补强”为技术核心的超前支护技术可变被动支护为主动支护,能够提高顶板整体强度,改善巷道围岩条件,创造了安全舒适的作业环境。

深部高应力破碎围岩巷道锚注支护技术研究与应用

为解决深部破碎围岩巷道大变形及难控制的问题,以兖矿能源股份有限公司东滩煤矿43下02综采工作面轨顺联络巷道为研究背景,通过对围岩变形监测、钻孔窥视以及矿物成分分析,揭示了巷道围岩破坏原因,并提出了“注浆短锚索+预应力长锚索+金属网+喷射混凝土”联合支护技术方案,通过数值模拟计算验证了该支护方案的可靠性。现场实践结果表明:采用该支护方案后,巷道顶底板最大移近量为113.9 mm,两帮最大收敛量为92.2mm,最大底鼓量为56.7mm,且巷道顶板1~7m范围内岩层离层量在13.2mm以内,有效控制了巷道围岩的稳定性,有效保障了巷道的稳定性。

旋喷锚索施工中预应力的损失与控制分析

随着城市基础建设速度的加快,旋喷锚索施工技术在工程项目中至关重要。但现阶段基础埋深加深,导致基坑开挖深度加深,对周围建筑产生了一定影响。因此,应严格控制旋喷锚索在软弱地层施工的预应力。基于此,文章以河北南部某实际基坑支护工程为列,分析了其旋喷锚索预应力的损失情况,阐述了预应力损失的原因,并提出了控制办法,确保将基坑变形控制在允许范围之内,以提高基坑支护工程的安全性。

丹江口水库特大桥地锚式桥台CFRP预应力岩锚施工技术

丹江口水库特大桥为主跨760 m双塔双索面部分地锚式混合梁斜拉桥,边中跨比为0.2,边跨端部设置空腔式箱形台身+岩锚的组合式地锚式桥台。为提高地锚式桥台在横桥向不平衡土压力作用下的抗滑稳定性,在1号地锚式桥台台身外侧墙中心线位置布置14组(每组2束)高性能竖向CFRP预应力岩锚结构,该岩锚结构由CFRP预应力锚杆和RPC粘结介质构成,分为地上锚固段、自由段和地下锚固段3段。该岩锚结构采用后安装工艺施工,即CFRP预应力锚杆先在工厂加工制作,整体运输至现场后单根整体安装下放。为验证CFRP预应力岩锚结构的可靠性、注浆工艺的可行性,在CFRP预应力岩锚主体结构施工前进行足尺模型工艺试验。工艺试验结果表明:CFRP预应力岩锚结构具有良好的锚固性能及足够的安全储备,注浆工艺可行。地锚式桥台施工时在墙身位置预埋管道,桥台及上部主梁施工后从梁面顶部通过预埋管道进行地下锚固段孔道钻孔施工,清孔后进行CFRP预应力锚杆整体下放安装,之后进行孔道注浆,最后进行CFRP预应力锚杆张拉、封锚,完成岩锚施工。该桥28束CFRP预应力岩锚已施工完成,且岩锚注浆密实,注浆强度满足设计要求。

复杂地质条件下预应力注浆锚索受力特征及应用研究

为研究预应力全长注浆锚索在围岩加固方面相对于端锚锚索的优势,基于中性点理论,分析锚索轴力、剪应力分布特征,建立全长注浆预应力锚索力学模型,推导巷道围岩任一点在弹性、弹塑性及塑性状态下表面位移解析,研究预应力全长注浆锚索对围岩径向及切向变形的控制作用。以西山煤电晋邦德矿33042巷3号联络巷为工程背景,分析未受采动影响及采动影响下常规锚索及预应力全长注浆锚索支护效果。研究结果表明,采用预应力全长注浆锚索相较于端锚在围岩径向及切向变形控制方面具有明显优势,能够很好地解决复合顶板巷道受剪切作用导致锚索破断的问题。

破碎围岩注浆与高预应力锚索联合加固技术研究

针对华阳集团新景煤矿井下巷道类型繁多、巷道穿越围岩结构复杂、围岩强度低、巷道支护成本高、频繁返修的问题,提出采用注浆和高预应力锚索联合支护技术。经过1 a的观测,顶板下沉量几乎为0,两帮移近量最大为90 mm,底鼓量最大为150 mm,未形成有害形变,巷道围岩趋于稳定。实践表明该方案能够显著降低大巷巷道变形程度,维护巷道顶板安全,减少巷道二次返修工程,缓解采掘衔接紧张局面。

泥质粉砂岩与硅质灰岩地质条件下的护坡锚索施工工艺研究

锚索施工是保留原有合格锚杆(索)框架基础的一种新型施工工艺,可有效避免对原坡的扰动,机械设备简单,对施工现场要求较低,还可以根据工程项目所在区域的地形地质条件灵活布置,进而形成统一的锚固体系。文章以广西柳江红花水利枢纽二线船闸工程土建Ⅲ标工程为例,主要介绍了强风化薄层状泥质粉砂岩与硅质灰岩互层等地质条件下锚索护坡施工过程中遇到的困难、处理方式、质量与安全控制措施。

高速公路边坡施工中预应力锚索技术应用研究

为提高公路边坡的稳定性,文中提出高速公路边坡施工中预应力锚索技术应用研究。采用回转钻进的方式进行,在控制倾角和水平角误差的前提下对边坡进行钻孔施工,并使用泥浆进行循环护孔。使用注浆机将水泥砂浆注入锚孔,并对注浆的压力和速度进行合理控制。在张拉过程中,采取分两次逐级张拉的策略,初次张拉时施加总张拉力的70%。各级张拉力依照25%的倍数关系逐渐递增。测试结果显示,设计预应力锚索技术下,不同拉力作用下的锚索位移稳定在0.0185 m以内。

基坑支护锚索渗漏双液封闭注浆堵漏施工技术

为更好地解决基坑支护预应力锚索深层渗漏水问题,提出采用双液注浆泵将水泥浆、水玻璃混合后快速注入锚索自由端锚固体附近,通过水泥和水玻璃的化学胶凝作用,将锚体的渗漏水通道完全封闭,迅速达到堵漏效果。该技术与传统化学注浆堵漏法相比,处理耗时短,所用材料简单,综合成本低,具有更好的堵漏效果。同时,堵漏过程绿色环保,取得良好的社会效益、经济效益和环保效益。

大松动圈围岩锚注与预应力锚索联合支护技术的机理与实践

文章针对大松动圈围岩变形破坏的特点,以理论分析、实验研究与工程实践相结合,研究了预应力锚索与锚注支护大松动圈围岩的机理,提出用锚注加固松动岩体,用预应力锚索调动深部岩体抗破坏能力并对外部围岩提供“环向约束”,两者结合使用能够形成多重围岩加固圈,从而彻底控制大松动圈围岩的变形破坏。该技术通过工程实践,证明其具有经济和技术优势,在岩土工程中有着广泛的实际意义与推广价值。

小湾拱坝坝体裂缝加固措施研究

针对小湾坝体出现的裂缝,通过建立2种状态的锚索模型模拟锚索张拉和二次灌浆后的应力状态,利用整体网格和局部子模型相结合的方法,研究坝体内部加锚的可行性以及对锚固区域应力状态和裂缝面性能的影响,并分析化灌对裂缝抗剪强度提高的作用。计算结果表明:400 t加锚方案优于100 t加锚方案;400 t加锚方案中,锚索张拉时在内锚段附近最大拉应力约0.2 MPa,与当前应力相叠加形成新的裂纹的可能性较小。加锚及化灌对裂缝面的抗剪性能有一定的提高,随着水位的升高,其作用越明显。在高水位作用下,部分裂缝出现压剪屈服,建议此区域加大吨位或者采取其他措施。

自由段先注浆对预应力锚索抗拔试验结果影响研究

为了解决无法采用已注浆锚索进行抗拔试验问题,基于界面脱黏剪切模型,利用荷载传递和弹性变形理论,考虑锚索锚固段与自由段长度比L_b/L_a的影响,建立了采用自由段已注浆锚索抗拔试验结果评价锚索抗拔性能的方法。结果表明:自由段注浆对锚索抗拔力有较大幅度的提高,尤其是当界面剪切阶段由弹性向脱黏过渡时,提高比例快速增加,并在脱黏后逐渐趋于稳定。其次,锚索自由段与锚固段交界面处剪切位移和轴力最大,并向两端逐渐降低。随着拉拔力的提高,界面剪切位移和轴力都不断增大,同时向锚索两端的衰减速度也加快。此外,弹性阶段时剪应力曲线为山峰型,而脱黏阶段为马鞍型,并随抗拔力的提高,马鞍开口逐渐扩大。最后,锚固段与自由段长度比L_b/L_a对锚索极限抗拔力的影响较小,其极限抗拔力折减系数γ_Q取值介于0.81~0.83之间,且L_b/L_a=2.5时,γ_Q计算值仅比实测结果小6.02%,验证了本文方法的可行性。

在开挖与超载过程中锚固洞室锚索预应力变化特征

通过地质力学模型试验方法,研究洞室在开挖与超载过程中自由式锚索和全长黏结式锚索的预应力变化特征。给出锚固洞室在开挖与超载过程中锚索预应力变化的展开图,并给出锚固洞室中锚索预应力的变化特征:在洞室开挖过程中,两种锚索的预应力都普遍减小,但自由式锚索减小的较少(15%左右),全长黏结式锚索减小的较大(20%左右),减小的幅度平均为15%～22%。不同部位的单根锚索,其预应力减小的数值大小及所对应的部位都具有很强的随机性。在洞室超载过程中,锚索预应力普遍增加,增加较大的部位与侧压系数N有关,在N<1时主要是洞室两侧拱脚部位增加较大,拱顶和地板部位增加较小。无论是开挖过程中锚索预应力的减小,还是超载过程中锚索预应力的增加,都是锚索初始预应力较小的,锚索预应力相对改变量较大;否则则较小。因此,在确定锚索超张拉比值时,对不同吨位的锚索应取不同的比值。对吨位较大的应取较小值,对吨位较小的应取较大值。对锚固工程设计和现场施工具有重要参考价值。

预应力锚索在基础纠偏加固中的应用

预应力锚索加固技术目前广泛应用于水电、公路、铁路、矿山、市政等各类岩土加固工程中,在边坡、洞室、水电坝基、深基坑等加固工程中发挥了显著的经济效益和社会效益,已经成为各类岩土工程加固的主要手段。洛阳市国花园西大门为彩钢结构,总重量约60t,下部地基7～8m深度为回填地层,回填材料以粉质粘土为主,夹杂少量建筑垃圾。由于在建设过程中辗压不密实,导致国花园西大门建成后产生湿陷性不均匀沉降。之后,采用预应力锚索技术成功的进行了纠偏加固。通过该工程,说明预应力锚索技术在基础纠偏中同样可发挥其独特的技术优势,期望对锚索技术在类似工程中的使用有一定的借鉴作用,不断拓宽预应力锚索技术的应用范围。

破碎地层预应力锚索灌浆技术

在破碎地层上进行预应力锚索灌浆是锚索施工过程中的重点和难点。总结归纳了3种在破碎地层的锚索灌浆技术:处理锚索孔破碎带、使用包裹土工布的无粘结钢绞线和变换灌浆方式,并指出其相应的优缺点和适用范围。

在动载作用下钻孔卸压和预应力注浆锚索底臌治理巷道的动态响应研究

利用数值分析方法研究了常村矿井巷在动载作用下原巷道、钻孔卸压、预应力注浆锚索底臌治理巷道的动态响应。研究结果表明:在锚索加固区范围内预应力注浆锚索底臌治理巷道相对于原巷道和卸压孔底臌治理巷道的应力峰值均有所减小;原巷道和卸压孔底臌治理巷道在动载作用下引起的位移增量比较接近,而预应力注浆锚索底臌治理巷道位移增量明显要小于原巷道和卸压孔底膨治理巷道位移增量;每种支护形式的底板是振动最剧烈的地方,注浆锚索底臌治理巷道拱底振动速度和振动加速度峰值最大,其次是卸压孔底臌治理巷道,最小是原巷道。研究结果可为动载作用下矿井巷底臌的治理技术设计提供参考。

预应力全长注浆锚索受力特征及工程应用

为研究预应力全长注浆锚索在围岩加固方面相对于端锚锚索的优势,基于中性点理论,分析锚索轴力、剪应力分布特征;建立全长注浆预应力锚索力学模型,推导巷道围岩任一点在弹性、弹塑性及塑性状态下表面位移解析解;研究预应力全长注浆锚索对围岩径向及切向变形的控制作用;以晋城煤业集团有限公司某矿33042巷9号联络巷为工程背景,分析未受采动影响及采动影响下常规锚索及预应力全长注浆锚索支护效果。研究结果表明:靠近巷道表面围岩,围岩变形大于锚索,锚固体表面剪应力指向巷道自由面,在围岩深部,围岩变形小于锚索,锚固体剪应力指向围岩深处,两侧剪应力相反,锚固体轴向拉力沿锚索长度方向呈曲线变化,且在中性点处最大;在未受采动影响下,普通锚索与预应力全长注浆锚索支护巷道变形趋势相同,巷道开挖初期变形剧烈,之后趋于平缓,锚索受力均匀、工作状态平稳,预应力全长注浆锚索相比端锚锚索能够减少顶底板移近量50%;采动影响期间,预应力全长注浆锚索支护下,顶底板移近量和两帮移近量分别比端锚锚索减少21.1%和22.1%,锚索受力普遍增加,且变动不大,未出现锚索破断现象;预应力全长注浆锚索相较于端锚在围岩径向及切向变形控制方面具有明显优势且能够很好地解决复合顶板巷道受剪切作用导致锚索破断的问题。

高速公路高边坡滑坡成因分析及对策

根据浙江省诸永高速公路深泽乡滑坡的地质勘探报告,分析了高边坡滑坡的形成是由于该地区地质条件较差以及地表水和人工开挖扰动的影响,并对滑坡的稳定性进行了计算,结果表明,该滑坡剩余下滑力大。根据分析计算,提出了以预应力锚索为主,辅以注浆、排水的边坡治理方案,并对防护参数进行了设计。

预应力锚索锚固技术探讨

通过三峡电站永久船闸和上虞—三门高速公路路基抗滑预应力锚索锚固工程实践，从造孔、编索、注浆、预应力张拉等几个方面对预应力锚索锚固技术问题进行探讨。

向家坝水电站尾水渠下游护坡预应力锚索工艺初步试验研究

通过对向家坝水电站尾水渠下游护岸边坡进行的两个阶段预应力锚索工艺试验,初步研究了合适在含较深覆盖层(主要含砂卵砾层、碎石夹泥层、孤石层)地基中进行预应力锚索施工的工艺。试验表明,该施工工艺可以满足设计要求,可在类似工程中推广应用。