隧道洞口浅埋偏压段超前支护方案数值模拟

由于山岭隧道洞口段多处于浅埋偏压地形,为保证施工进洞安全,常常需要采取超前支护以控制洞口段围岩变形,保证围岩稳定。以彝良隧道洞口段为工程背景,采用FLAC 3D有限差分软件,分别建立无超前支护、管棚超前支护、超前小导管超前支护和管棚+超前小导管联合超前支护方案进行比选分析。计算结果表明:超前支护可大幅度降低围岩竖向位移、水平位移、竖向应力以及抑制拱顶塑性区发育;从支护效果上看,管棚支护效果最佳,管棚+超前小导管联合支护次之,超前小导管最差;从管棚长度自身以及施工经济合理性考虑,在控制围岩变形效果相当的条件下,采用管棚+超前小导管联合支护较佳。研究可为类似浅埋偏压隧道洞口段超前支护方式的选择提供借鉴。

基于断层带监测的自进式超前管棚可行性研究

依托宜遂高速公路严田隧道断层破碎带段,对严田隧道拱顶沉降和水平收敛进行监测,通过分析现场监测数据,验证严田隧道断层破碎带区域施作的自进式超前管棚可行性。研究结果表明:自进式超前管棚支护可显著控制隧道穿越断层破碎带时的围岩变形,减小发生塌方等灾害的可能性;自进式超前管棚充分发挥了稳固掌子面和加固地层的作用,大幅缩短工期,节省成本,结合缩短进尺等措施进一步保证了施工安全。

膨胀性软破岩层深竖井施工分级支护研究

境外某铜金矿千米深竖井在通过膨胀性软破岩层(泥灰岩)时,围岩遇水膨胀压力极大,先后出现两次井壁垮塌和开裂的情况,对施工进度及施工人员安全产生极大影响。为解决该问题,查找相关文献资料及国内外类似施工案例,对通过膨胀性软破岩层的井壁破裂机理进行分析,针对性地制定井壁破裂修复方案;在此基础上,进一步调查施工地点的工程地质和水文地质情况,通过分析与总结,提出深竖井不良岩层的施工及分级支护方案,对其所穿过的膨胀性软破岩层的围岩制定分级表,根据不同岩体等级分别提出相应的施工及具体支护方案。通过对两次破裂处井壁的修复,较长时间内未出现裂缝及漏水现象,修复效果良好,达到预期;此外,竖井井筒后续施工中在采用分级支护方案后,井筒顺利通过厚度超过500 m的不良岩层,且在工期、质量、安全三个方面都取得良好效果,保障该深竖井工程的施工质量与施工安全。该工程为膨胀性软破岩层中的深竖井掘进施工积累了宝贵经验,对类似工程具有一定的借鉴意义。

浅埋偏压小净距隧道管棚支护参数优化研究

为研究浅埋偏压小净距隧道管棚+超前小导管联合超前支护参数对隧道支护效果的影响,依托彝良隧道洞口段工程,通过FLAC3D建立不同管棚注浆加固区厚度、长度、直径、环向间距和外插角度等参数下的三维模型工况,分析各管棚参数对围岩位移的控制效果。结果表明:增大管棚注浆加固区厚度、直径和长度可降低围岩位移,注浆加固区厚度为3 m、管棚直径为100 mm和长度为40 m较佳;随管棚外插角度和环向间距的增加,围岩位移逐渐增大,管棚外插角度为2°和环向间距为0.3 m较为合适。在管棚合理支护参数选择的基础上,将模拟值与现场监控量测值对比,验证所选支护参数的合理性和可靠性。

某矿巷道穿越高压富水断层破碎带综合防治水技术研究

随着浅部矿产资源的日益减少,深部开采已成为必然趋势,水文地质条件日益复杂,防治水害日益严重,水害威胁制约着矿山整体开发进度,尤其是深部井巷穿越地质条件复杂的含水层和断层裂隙水时治理难度更大。本文介绍某矿山通过采取物探、工作面注浆堵水和超前管棚支护综合治理手段穿越复杂断层破碎带的成功经验,为其他类似矿山井巷水害治理断层破碎带提供借鉴。

软弱破碎围岩条件下大断面钻爆法隧道全断面机械化施工支护结构设计

为提高山岭隧道施工信息化、机械化水平,结合深汕合作区通港大道实际项目情况,研究在软弱破碎围岩条件下,适应大断面山岭隧道全断面机械化施工的支护结构设计。根据数值模拟分析,设计采用超前管棚支护、掌子面玻璃纤维筋加固等技术措施可加强隧道围岩整体稳定性,并有效控制掌子面变形,实现大断面隧道全机械化施工。后续结合实际现场监测数据反演,形成完整隧道机械化施工技术路线,为相关类似工程提供参考。

管棚超前预支护力学计算的改进梁模型

为防止隧道孔洞坍塌、控制围岩变形、保障掌子面的稳定和施工安全,计算了管棚的真实力学行为。基于掌子面前方扰动岩土的支撑作用和初支变形及其滞后效应,推导了管棚梁计算模型和挠度计算公式,并对比分析了公式推导值、现场实测值和数值模拟值。分析结果表明:与数值模拟值相比,推导的新型梁模型计算值与现场实测值更加接近,表明其具有一定的合理性。综合各方面因素后认为,钢管直径为114 mm+围岩注浆时控制围岩变形的效果最好。由推导的新型梁模型计算的钢管最大挠度值为11 mm,满足施工要求,验证了新型梁模型的可靠性。

湿陷性黄土地区公路隧道工程的超前支护施工分析

为探讨湿陷性黄土地区公路隧道工程的超前支护施工要点,结合武家堡隧道实际情况,立足施工方案的选择,分析了超前支护施工的方法及要点。结果表明,在公路隧道工程施工中经常会遇到湿陷性黄土,其含水量大,风险系数高,容易引起安全事故。需要采取有效的超前支护施工技术加固围岩,以保证围堰结构的稳定性,为隧道开挖、渣土运输、衬砌等提供良好条件。绝大数情况下,仅凭一种超前支护技术可能无法满足施工要求,需要结合不同隧道的地质条件,采取对应的支护技术,才能保证隧道工程施工任务顺利完成,从而打造出高品质的公路隧道工程。

综采工作面过地质构造回采工艺优化

针对长春兴煤矿103工作面回采过断层期间破岩难度大、设备损坏严重以及工作面回采效率低等技术难题,采用深孔预裂爆破回采工艺,并对断层区围岩提出了“超前深孔注浆+超前管棚+JW型锚棚”等联合支护技术。实际应用效果表明,工作面过断层期间回采工艺优化后,工作面回采速度提高至5.4 m/d,设备故障率降低了65%,回采期间未出现顶板大面积破碎、垮落现象,应用成效显著。

地铁车站暗挖工程大管棚超前支护施工技术研究

文章以北京市轨道交通昌平线南延工程为例,分析了大管棚超前支护施工技术在该地铁车站暗挖施工中的应用,研究表明,选择“偏心潜孔锤带入”(单根管棚超过60 m须采用仪器导向),成孔和埋设管棚一次完成,既能有效提升施工效率,又能减少对周围环境造成的扰动,施工效果显著,可为类似工程提供参考和借鉴。

基于现场监控量测的石岩岭隧道施工期围岩稳定性研究

石岩岭隧道不良地质较多,穿越富水地段、两大断层破碎带.针对软弱围岩隧道变形特点,采用超前小导管支护.为研究施工期围岩的稳定性情况,严格开展长期、全面、系统的监控量测,充分监测开挖全过程变形数据,及时反馈指导施工,调整超前管棚支护参数,提出针对性建议.实践表明,监控量测效果较好,围岩结构稳定、完好,为该地段顺利施工提供了重要技术保障.相关经验既可为今后隧道施工设计和参数优化提供调整依据,也能为类似复杂地质条件隧道设计、施工提供一定参考和借鉴.

厚煤层巷道掘进过断层冒落区防治技术研究

5103运输巷在掘进过F1断层影响区时,巷道顶煤出现冒落,给巷道后续掘进及使用带来较大安全威胁。巷道冒落区内顶板控制难度高,原有的锚网索支护方式难以实现围岩有效控制,在对巷道顶板冒落原因及冒落区围岩特征分析基础上,提出采用“注浆加固+人工架棚”方式对冒落区进行治理,并通过超前管棚对巷道顶板进行加固。现场应用后,冒落区围岩得以有效控制,同时冒落区范围内瓦斯浓度未有异常;超前管棚对断层影响区顶板进行加固后,巷道掘进期间顶板始终保持稳定,未有冒落征兆。研究成果为矿井其他巷道过断层影响区顶板控制提供经验借鉴。

综采工作面过断层回采工艺优化应用

盛泰煤矿15211工作面回采过断层应力叠加区时,工作面出现煤壁片帮以及顶板破碎现象,分析了回采存在的技术难题,采取预裂爆破施工、对断层区岩体采取超前管棚注浆支护,对原回采工艺进行优化,降低了断层区破岩量,提高了断层区围岩稳定性,取得了显著应用成效。

既有车站下超近接区间隧道支护技术

为减小既有车站下超近接区间隧道施工时引起的沉降,利用MIDAS GTS数值模拟软件,对既有车站下超近接区间隧道开挖支护技术展开研究,对比4种工况下的地表沉降、既有车站沉降和既有车站受力状况。结果表明:将超前管棚支护与超前注浆加固结合时,地表沉降与既有车站沉降分别控制在3.0和6.4 mm,既有结构最大拉应力仅为1.35 MPa,实测数据与模拟结果吻合,可为同类型工程提供参考。

黔南清水江组浅层风化板岩中的施工方法探讨

瓮福磨坊矿深部磷矿150万t/年地下采矿工程建设正如火如荼的进行,而在清水江组浅层风化板岩中掘进时,常发生冒顶片帮现象,严重导致施工进度滞后。为保障施工进度、施工质量、施工安全,针对清水江组板岩在不同地质环境下呈现出差异岩性地质特征的难题,通过不断实践,探索出采取控制爆破、超前管棚、无爆破机械凿岩等方法以解决常冒顶片帮问题,同时采用撞楔法、充填注浆法、千斤顶拱架复位法等方法安全通过冒顶区域,确保巷道正常掘进。

软弱地层多洞室仰挖下穿既有线工况超前大管棚施工技术研究

本文结合北京地铁昌平线南延工程六道口站附属换乘通道仰挖下穿既有线超前大管棚施工,详细描述其施工过程,通过开挖后掌子面加固效果揭示及分析相关施工沉降监测数据,总结出相应工况超前大管棚施工的经验,以供后续同类工程施工参考和借鉴。

超前预支护技术在穿河隧道施工中的应用

长沙市湘江大道浏阳河隧道下穿浏阳河,水下暗挖隧道K1+020—K1+110段,覆土厚度最薄处仅14 m,该隧道具有小净距、强风化、浅埋、水下暗挖的特点。以长沙市湘江大道浏阳河隧道暗挖段施工为例,介绍了该工程所采用的长短管棚和小导管相结合的超前支护、玻璃纤维锚杆超前加固、地面垂直注浆和全断面超前帷幕预注浆等复杂地质条件下暗挖段超前综合加固支护施工技术,有效地保障了暗挖段的施工质量和安全。

松散膨胀复合型软岩巷道的管棚超前支护技术研究

沙吉海煤矿轨道石门围岩松散、膨胀,在掘进过程中频繁发生片帮、漏顶的现象,为解决顶板支护难的问题,通过现场工场地质调查,应用软岩工程力学理论具体分析了其破坏机理并有针对性地提出了管棚超前支护+锚网索耦合支护对策。在分析超前管棚的支护作用机理的基础上,借助FLAC3D对轨道石门进行了管棚超前支护的数值模拟研究。结果表明,恒阻大变形锚杆(索)起到了转移围岩的高应力、释放一定变形能的作用。而超前管棚在巷道开挖前就已对松散顶板实行了预加固,增强了围岩的整体性、稳定性,同时也消除了片帮、漏顶现象的发生。最后进行了管棚超前支护+锚网索耦合支护与施工工艺设计,并成功应用于现场。

斜井井筒明槽开挖转暗硐交接处掘进及支护技术

为了保障斜井明槽段开挖转暗硐掘进施工的安全,解决斜井施工过程中明槽开挖转暗硐掘进和支护难题,结合天河煤矿表土层和风化基岩段的地质条件以及以往在斜井施工的成熟经验,混合斜井明槽转暗硐交接处井筒掘进采用管棚法超前支护、"U29型钢棚+钢筋混凝土砌碹"永久支护,短掘短支同时配合超前小井降水。研究了明槽转暗硐施工过程中的明槽开挖、门脸处加固、巷道掘进及架棚支护、混凝土砌碹等技术。结果表明,混合斜井明槽转暗硐交接处井筒的支护参数、支护效果、稳定性和可靠性都达到了设计要求,满足了矿井的安全生产要求。

大管棚在隧道超前支护施工中的应用

针对大管棚超前支护是隧道施工中穿越特殊地质地段的一种有效加固方法,结合厦门杏林大桥嘉禾路隧道的工程实例,介绍了大管棚施工工艺及施工要点,进行了地面沉降观测,从而保证了隧道的建设工期。