基于变形控制的某深埋软岩水工隧洞初期支护参数的选择与验证

大变形下围岩的稳定控制一直是水利水电、公路、铁路等行业的传统难题,尚未形成一套验证软岩大变形等级下初期支护型式及参数选取的经验方法。依据某深埋水工隧洞工程地质情况,选择典型洞段预测挤压变形风险,利用控制变形估算所需支护力,依据规范和相关工程经验确定支护类型与参数的同时,考虑实际开挖过程利用数值仿真分析验算支护的合理性。结果表明,该隧洞具有极大的大变形风险,采用支护力的方法所确定的支护类型和参数基本合理,可将围岩变形有效控制在规范要求的1.0%~3.0%范围,且锚杆长度及支护应力等均未超过极限强度。

小跨度分段充填法在某破碎铜矿中的应用

针对某铜矿床矿岩破碎、稳固性差的开采技术条件,初步评价了岩体质量,分析了顶板不支护时的允许跨度和暴露面积。综合矿岩稳固性、回采安全和技术经济方面分析了矿山应用分段充填法的可行性,提出了小跨度分段充填法,并对采矿工艺进行了研究。采矿方法通过协调匹配采场结构参数,充分利用矿岩的自稳能力,结合预控顶加强顶板和留矿支撑侧帮的措施,可有效地维持采场稳定。现场应用结果表明:该采矿方法安全程度高、技术和经济指标较好,可在矿山推广应用。

千米深井软岩大巷围岩锚架充协同控制原理、技术及应用

针对煤矿千米深井高应力、软岩大巷围岩强时效大变形难题,以中煤新集口孜东矿软岩大巷为工程背景,根据井下实测数据与支护状况,分析了不同支护方式下巷道围岩大变形、支护构件破坏与失效特征。采用理论计算得出U型钢支架在均布载荷和不同类型集中载荷作用下的垂直反力、水平推力及弯矩,揭示了充填体对提高U型钢支架发挥其承载能力的作用机制;采用数值模拟分析对比了锚网喷、锚网喷+钢管混凝土及锚架充3种支护方式控制围岩变形与破坏的效果,阐明了千米深井软岩大巷锚架充协同控制原理。在引进与自主研发的基础上,形成了包括支护材料与构件、充填材料与系统、自动架棚机、单轨吊巷道锚杆支护平台的锚架充协同控制技术。基于上述研究成果,提出口孜东矿软岩大巷锚架充协同控制方案与参数,并进行了井下试验与推广应用。结果表明,锚架充协同控制技术能够有效控制千米深井软岩大巷围岩大变形,特别是强流变,保持巷道长期稳定。与原支护相比,巷道变形量降低90%以上,同时节约了巷道维护成本,为千米深井软岩大巷围岩控制提供了一条有效的途径。最后,对锚架充协同控制技术下一步研究工作进行了展望。

蒙华铁路路基全风化软质岩填料碾压工艺试验

研究目的:蒙华重载铁路岳阳至吉安段软质岩填料占全线挖方总量近七成,设计采用全风化软质岩作为基床以下路堤填料。为得到全风化软质岩填料现场填筑时的合理含水率、松铺厚度和压实工艺,通过室内土工试验分析其基本物理力学性质,并开展现场填筑试验研究其作为基床以下路堤填料的碾压施工关键控制参数及工艺。研究结论:(1)全风化软质岩填料的矿物成分中含有高达17. 3%的富铁白云母,液限wL=42. 1%≥40%,塑性指数Ip=14. 0,为高液限粉质黏土,属于D组填料;(2)现场填筑时,控制松铺厚度h≤0. 35m、含水率w∈(wopt-3%,wopt),能达到地基系数K30≥80 MPa/m的设计要求,对应的压实系数K≥0. 95;(3)提出了全风化软质岩填料的合理碾压组合方式,即静压2遍+弱振1遍静压1遍+强振1遍静压1遍+静压2遍;(4)试验得出的结论可指导全风化软质岩在我国铁路路基工程中的应用。

软岩巷道掘进中的光面爆破控制参数研究

为避免软岩巷道掘进过程中爆破对围岩产生损伤,采用合理的控制爆破参数和施工技术,能取得良好的爆破效果,提高施工的安全性,降低成本,并带来的良好的经济效益和社会效益。

广州地区软硬复合地层盾构施工技术研究

基于广州地区典型软硬复合地层条件下的盾构掘进工程实践,分析研究了盾构掘进过程中存在的刀盘刀具磨损、姿态难控制、结泥饼和喷涌等施工风险,从盾构选型、刀具配置与管理、掘进参数控制、盾构姿态控制、渣土改良与同步注浆及信息监测与反馈等方面采取应对措施,并以广州地铁二号线越～三区间盾构隧道施工为例进行说明.

洪家渡水电站面板堆石坝填筑质量控制综述

文章结合洪家渡水电站面板堆石坝填筑施工,介绍了大坝填筑的料源、施工参数、干密度检测等施工质量控制情况,并对面板堆石坝填筑层厚、碾压参数和干密度“双控”等问题提出了看法。

抚顺西露天矿软硬岩互层反倾岩体边坡稳定性分析及治理

软硬岩互层反倾岩体边坡具有形成机理复杂、内部节理构造隐蔽性强以及致灾因素多等特点,因此其防治工程难度相对较高。抚顺西露天矿地质灾害风险较大,矿界周边特别是东北部建筑物较多,人口密集,亟需采取强有力的综合治理措施。基于抚顺滑坡历史灾害统计和研究区域精细化工程地质勘查,多角度分析了矿区北帮E1000边坡失稳机理,采用强度折减理论验算刚体极限平衡的反分析方法对现有的滑坡形态进行了反演分析;以反分析获取的泥页岩互层抗剪强度参数为基准,对设计的疏干排水、削坡、充水回填以及综合治理方案的边坡稳定性进行了演算。研究表明:综合治理方案具有投资强度小、安全性高(安全系数为1.506)、治理措施适宜等特点。

基于尖点突变理论的软岩弃渣路堤局部稳定性分析

为充分利用现场材料资源,达到节约成本的目的,文章基于筛分试验、击实试验、承载比试验(CBR试验),分析了软岩弃渣的工程特性;其次,以路基沉降监测为基础,采用尖点突变理论分析路基填筑后的稳定性;再利用粒子群优化极限学习机模型(PSO-ELM)对路基变形进行预测,以评价路基稳定性的发展趋势。研究结果表明:成武高速的软岩弃渣具有较好的级配,且最优含水率条件下的CBR值符合路堤设计要求,说明软岩弃渣作为路基填料的可行性;在现场监测结果中,Ⅰ号监测断面的最大沉降量为71.3 mm,Ⅱ号监测断面的最大沉降量为61.4 mm;在尖点突变理论的整体稳定性分析中,两监测点的突变特征值均大于零,路基处于稳定状态;同时,在分阶段的稳定性分析中,不同阶段的突变特征值也大于零,并随沉降时间的增加,突变特征值具减小趋势,得出路基在不同沉降阶段也处于稳定状态;通过变形预测,得出两监测点均具有较高的预测精度,验证了PSO-ELM模型在路基变形预测中的适用性,并得出路基稳定性的发展趋势趋于稳定,验证了软岩弃渣在路基填筑中具有适用性。

粉喷桩复合地基及软岩填料路堤的沉降控制研究

研究目的:采用土工离心模型试验,验证红层地区粉喷桩复合地基及软岩填料路堤的工后沉降是否满足设计控制标准的要求,以指导设计与施工。研究结论:通过试验段的实验研究表明:红层软岩填料的压实系数应控制在0.93以上,且路堤填完后至少6个月才能铺轨。在此条件下,粉喷桩复合地基路堤顶面的工后总沉降能够满足设计控制标准(沉降15 cm,沉降速率4 cm/年)的要求。验证设计采用粉喷桩(桩间距1.0 m,桩直径50 cm)复合地基及软岩填料填筑路堤是可行的。该成果对设计与施工具有重要的指导意义。

浅埋软弱围岩隧道掌子面锚杆预加固技术

为了获得合理的浅埋软弱围岩隧道掌子面锚杆加固参数,基于理论分析与数值模拟相结合的手段,对黏土地层浅埋隧道掌子面锚杆的加固参数进行研究。结果表明:1)基于相关规范要求,并考虑围岩扰动区及塑性区分布,掌子面锚杆的合理加固长度应取值为18 m;2)考虑掌子面锚杆加固的安全性与经济性,其加固根数为150根(1根/m^(2))时最优;3)采用中部圆形的方案布设掌子面锚杆,其加固效果与全断面加固基本一致,且比全断面加固更具经济性。

风化软岩填料适用性控制参数探讨

以千枚板岩为研究对象,通过对其矿物成分、崩解性、膨胀性与压缩性、软化性等试验分析,并结合软岩填料的强度与击实试验结果,初步得出千枚板岩填筑路基能满足路基沉降稳定的要求及能否作为路用填料主要受填料浸水软化后强度衰减因素控制的结论。

软岩堆石高坝土工膜防渗技术

以目前世界上最高、软岩填筑比例最大的老挝南欧江六级水电站的土工膜面板堆石坝工程为依托,研究了土工膜选型、上保护层及下支持层设计、土工膜与周边结构连接设计分析、监测方案等内容,建立了系统的堆石坝土工膜面板防渗设计流程、体系和方法。土工膜防渗在南欧江六级水电站中的成功应用,为100 m级堆石坝工程提供借鉴,为筑坝材料缺乏地区的坝体防渗设计提供了新的选择。

软岩修建混凝土面板堆石坝的坝体变形控制设计

贵州某水库混凝土面板堆石坝坝基为软质岩,且河床覆盖层较厚。坝体结构设计在坝基开挖处理、趾板布置、减少面板约束措施、控制坝体变形和面板裂缝等方面结合地形地质特点,对河床深厚覆盖层的去留进行了研究,选择了可靠而经济的设计方案。筑坝材料采用灰岩,结合现场碾压试验优选级配要求及碾压填筑标准,并采用先进的挤压边墙施工工艺,较好地控制了坝体变形。

软岩巷道钢管混凝土支架结构参数优化

为探究钢管混凝土支架结构参数对支架承载能力的影响规律,通过理论分析和数值模拟对钢管混凝土支架承载能力的影响参数及其规律进行研究,以优选出针对某矿巷道断面的最佳钢管混凝土支架结构参数。结果表明:钢管混凝土支架的承载能力与套箍系数、钢管所用钢材的自身强度、混凝土材料的自身强度、钢管的外径和厚度有关。山东某矿巷道的钢管混凝土支架最佳参数为:钢管外径为150 mm,混凝土强度为50 MPa,钢管壁厚为5 mm,钢材的屈服强度为335 MPa。

黄河沙坡头水利枢纽坝基岩体工程地质特性研究

沙坡头坝基岩体以石炭系泥、页岩为主 ,具有亲水性强 ,遇水软化、崩解 ,失水干裂的特性 ,且具有膨胀性。泥、页岩中微结构面发育 ,力学强度极低 ,属极软岩。系统分析了泥、页岩物理力学特性、水理特性、地球物理特征及基坑变形特征 ,并对参数选取原则和基础处理措施进行了论述。

河口村水库面板堆石坝碾压施工质量控制

根据河口村水库面板堆石坝填筑碾压工程特点,对大坝一、二、三期填筑工程的准备阶段、施工阶段以及完工后观测阶段进行了严格的施工质量控制。对原材料开采加工、运输上坝、加水、坝料摊铺、开仓碾压、取样试验、干密度检测等环节进行全过程监控,通过GPS数字监控系统对碾压过程进行远程动态监控,及时处理施工中出现的填筑层厚、碾压遍数、碾压速度等控制参数不达标情况。碾压填筑后的监测结果表明,大坝填筑实测干密度、孔隙率均满足设计要求,沉降变形满足规范要求。

伊犁矿“三软”围岩巷道支护技术的研究与应用

通过实验室岩石力学参数测试和现场原岩地应力测试研究了新疆伊犁一矿3煤巷道围岩特性,确定岩性为"三软"围岩。通过现场矿压观测的方法研究了巷道围岩的变形特征,分析了"三软"围岩巷道的松软性与不稳定特点。结合"三软"巷道围岩特性和矿压观测分析结果提出了棚索联合支护方案,并进行了现场应用效果检验,确定了棚索联合支护适合典型"三软"围岩巷道支护技术研究方案。

介板沟煤矿软岩大巷变形破坏机理及控制技术研究

为解决介板沟煤矿软岩大巷高应力、围岩自撑能力差、支护难的问题,基于煤岩层地质赋存条件以及北轨道大巷与北运输大巷的维护现状与变形破坏特征,总结分析了大巷的破坏原因,针对支护的弱结构以及不同地质条件下的巷道进行了研究与改革,提出了相应的控制技术,优化之后的支护方案经实践证明具有良好的技术经济效益。

考虑土性相关性的软岩高填方路堤边坡稳定性分析

为研究考虑土性相关性的软岩高填方路堤边坡稳定性分析方法,建立软岩高填方路堤边坡模型,并得到边坡内应力变化与土性参数变化关系。根据Vanmarcke的理论,计算黏聚力和内摩擦角的相关距离,确定软岩土性相关性。使用简化的Bishop法分析边坡稳定的极限平衡,得到软岩高填方路堤边坡稳定性系数的计算式,并明确边坡稳定性判定标准。设计与传统稳定性分析方法的对比试验,证明了考虑土性相关性的软岩高填方路堤边坡稳定性分析方法得到的稳定性系数误差更小,相比传统方法更为优越。