基于轨迹交叉理论的软岩浅埋双连拱隧道施工安全风险控制

公路隧道的断面形式非常多,双连拱隧道结构由于复杂的工序控制要求,施工过程中安全隐患多,安全风险控制难度大等问题,在工程实际中应用相对较少。该文以科学城新森隧道为例,结合隧道埋深浅和围岩强度低的特点,根据双连拱隧道的施工方法,采用机械凿岩与控制爆破开挖相结合的工艺技术,严格控制中导洞混凝土墙趾地锚及水平横撑施作,精心管理导坑上下台阶长度和左右洞先后行作业面的距离,以及左右洞先后行开挖支护与二衬之间距离,限制了超挖操作的人为失误轨迹运行,避免了开挖掌子面围岩裸露段无支撑的环境工况轨迹出现过长,有效解决了浅埋隧道软岩掌子面岩石的稳定性问题,确保隧道施工短进尺、控台阶和早封闭,该隧道安全顺利完成对类似隧道项目的施工有重要的参考作用。

西瓦里克地质区域条件下软岩高边坡施工技术

以尼泊尔某水电工程引水隧道TBM始发平台永久边坡工程为依托,介绍西瓦里克地质区域条件下软岩高边坡的设计方案与施工关键技术,通过稳定性计算,采用土钉锚杆+网格梁/喷锚支护+综合排水措施。通过施工监测结合永久监测数据分析,边坡整体稳定,满足设计要求。

广西航运枢纽工程建设中的极软岩研究

广西郁江桂平至上游百色规划有10个千吨级航运枢纽梯级，其中老口、鱼梁、那吉处在南宁、百色第三纪盆地。盆地内泥质岩石属软-极软泥岩，它具有低强度、对环境敏感、弱改造等特性，反映在工程设计中地基承载力不足、地基应力及变形超标，抗剪强度低、抗滑稳定问题突出等方面；在工程施工中体现在岩体工程稳定性差，施工保护要求高等。根据那吉等工程勘探试验研究成果，提出针对软岩工程地质问题评价及基础验收、建基面保护、地基处理等应注意的问题和采取的对策。

高应力下软岩变形机制及防治对策探讨

本文依据高应力下软岩破坏的围压环境及在该环境下的破坏特征，分析了高应力软岩变形机制，建立了描述巷道收敛与围岩破坏区扩展之间关系的微分方程，在此基础上，研究了围岩破坏区扩展规律及围岩压力变化规律，并对高应力软岩变形的防治进行了讨论。

富水软岩环境下斜井稳定性分析

针对软岩含水层地质特征进行固流耦合数值模拟并对此类岩体的遇水弱化机理进行深入分析,研究表明:对于此类抗拉强度极低的含水岩体,其破坏失稳机理、屈服面位移及应力矢量呈非线性、非稳态变化,孔隙水压和矢量方向的改变和剪切变形局部化是导致有效应力变化和塑性区失稳的前提条件;其次通过分析得知采用锚杆、预应力锚索及喷砼综合加固会对维护围岩稳定性起到明显效果.

软岩巷道掘进的支护对策

论述软弱岩体的低强度、膨胀、塑性流变等力学效应，增加了矿山井巷掘进与支护的困难。指出合理支护方式的确立，应建立在对软岩工程力学特性，以及“环境效应”影响等因素分析的基础上。

沙棘“柔性坝”对砒砂岩区生态调控效应试验研究

通过沙棘"柔性坝"野外原型试验,从土壤有机质、含水量、植被种类及覆盖度、动物种类及数量等方面研究了沙棘"柔性坝"对砒砂岩区土壤改良效应和生物群落恢复效应,研究结果表明:沙棘"柔性坝"显著地提高了砒砂岩区土壤肥力,涵养了水源,使得濒临破坏的生态环境得到了较大程度的恢复。

恒温恒湿条件下莫高窟砾岩吸湿特性试验研究

利用自行研制的湿热环境深部软岩吸附气体实验系统对莫高窟砾岩试样进行了恒温恒湿条件下(温度25℃,相对湿度85%)的吸湿试验,获得了吸湿水质量随时间的变化曲线。研究结果表明:砾岩试样的吸湿率随时间变化可用指数函数进行拟合,吸湿速率随时间减小,最后趋于平稳。相同时间内,砾岩试样质量越大,吸收的吸湿水质量越大,但是吸湿率越小。研究结果可为揭示不同环境条件下莫高窟围岩吸湿规律提供参考。

真实水环境下红层软岩蠕变模型辨识与参数确定

采用轴压水压联合作用岩石流变试验系统进行了滇中地区红层软岩室内压缩蠕变试验。研究结果表明:真实水环境下红层软岩在破裂应力水平之前具有黏弹性特征,在破裂应力水平下表现出非线性黏弹塑性特征;Burgers模型和非线性黏弹塑性模型可以准确地描述软岩在真实水环境下三个蠕变阶段的力学特性,模型拟合效果较好;蠕变参数随加载应力不断变化反映出岩石内部损伤不断加剧、累积,力学性能不断劣化的演变过程。

富水软岩大断面交岔点巷道失稳控制实践

为了实现富水软岩大断面交岔点巷道的稳定控制,分析了榆树井煤矿富水软岩大断面交岔点巷道掘进失稳的形成及原因,制定了更为经济有效的支护结构和合理的支护参数,采用了关键部位补强支护+全断面锚注+U29型钢支架拱部、肩部使用固棚锚索支护+底板砌筑钢筋混凝土反底拱等复合型全封闭支护手段实现巷道稳定。实践结果表明:此类复合型支护手段可以有效控制富水软岩大断面交岔点巷道的稳定,通过观测,巷道在修复45 d以后已经呈现稳定趋势,巷道收敛变形速率为0.012 mm/d。

白龙江工程新近系甘肃群成岩环境及物质来源研究

白龙江引水工程位于甘肃省境内,其输水线路陇中段穿越大量新近系甘肃群软岩地层,岩性以棕红色泥质粉砂岩、钙质粉砂岩为主。在X射线衍射及主微量元素试验结果的佐证下,认为该套地层形成于大陆岛弧环境,为干旱-半干旱气候下的淡水陆相沉积盆地。成岩物质来源于上地壳,以弱-中等风化长英质、中性岩石为主,可能混入了一定量地幔物质。甘肃群(N1G)地层为典型的初次旋回沉积物,其成分成熟度较低,为近源快速堆积的产物。岩石整体胶结程度不高,工程性状差,可能对工程安全性产生不利影响。

高压力大流速富水软岩地层冻结技术

高家堡煤矿风井深820m,穿越厚度达380m的高水压、大流速深厚富水软岩含水层,最大涌水量达2 219.63m3/h,采用冻结法施工。为了确保冻结封水效果,采用一次冻全深方案,并采用"三大一小"施工方式,即大直径冻结管、大盐水泵、大装机制冷量、小开孔间距。冻结孔采用外、内圈孔插花加防片帮孔的布置方式。冻结初期,快速降低盐水温度,实现了冻结壁早交圈,井筒早开挖。利用部分冻结孔,对深厚含水层裂隙进行注浆充填加固,减小地下水流速,保证了冻结效果。该井筒冻结施工所取得的成功经验,可为西部富水软岩地层冻结法凿井设计和施工提供借鉴。

高应力环境巷道地压显现特征及其控制

高应力环境巷道地压活动明显,施工困难;并且在施工过程中,不同的围岩条件所呈现的地压特征差异明显,对巷道施工及其稳定性的影响也各不相同,严重威胁矿山建设安全与正常生产。在总结金诚信矿业公司多年来高应力环境巷道施工及其生产等实践的基础上,对高应力环境硬岩巷道、软岩巷道、软硬岩互层巷道地压显现特征、围岩变形形式及地压控制措施等作了系统归纳。

富水软岩大断面巷道支护工艺

新上海一矿北翼轨道大巷为软岩巷道,掘进断面较大,原采用"锚网喷+锚索+29U型钢支架+复喷"支护,一次支护为锚网喷+锚索。一次支护15d后,巷道即出现顶板下沉及底鼓现象。后来通过不断摸索与实践,改用"锚网喷+锚索+单层钢筋网反底拱+钢筋混凝土碹+壁后注浆"支护,分2次进行,有效地控制了巷道变形,加快了施工速度,使得巷道平均月进尺由原来的50m左右提高到了75m,达到了预期效果。

煤矿深井高应力巷道支护技术应用

同煤集团某矿井属于深井开采,井巷常处于高地应力软岩环境,传统的棚式支护、低预应力低强度锚杆支护以及被动支护方式已经不能满足支护需求,需合理确定主动型联合支护方式。以某深井高应力巷道支护为研究对象,在研究地应力状态、围岩强度、岩石成分的前提下,通过数值模拟方式确定井巷最佳支护方案,选择高预应力高强度高刚度锚杆锚索联合的方式控制深部井巷围岩的稳定性。进行全面的顶底板、两帮的位移监测后发现,该支护方案下巷道整体变形量减少,两帮移近变形呈稳定状态的时间提前,明显改善了巷道顶底板变形状况,起到良好的支护效果。

水环境和非均匀地压联合作用下弱胶结软岩巷道围岩稳定性解析

针对高湿环境下弱胶结软岩巷道围岩稳定性问题,建立水环境-非均匀地压联合作用下弱胶结围岩系统力学模型,基于弹性位移势理论和叠加原理,推演水环境和非均匀应力场共同作用下围岩弹性应力公式,然后基于极限平衡法获得塑性区边界的隐函数计算方法,最后详细分析湿度场、侧压系数对围岩主偏应力和塑性区范围的影响。结果表明:高湿环境下,硐壁将不出现拉应力,但湿度会造成临空面切向应力急剧增大,若超过单轴强度极限,则会加剧围岩的破坏;湿度影响导致围岩临空面主偏应力增大,同时由临空面向围岩深处衰减速率增大,但越过湿度影响边界后,主偏应力发生突变,围岩将呈现塑-弹-塑的变形状态,巷道支护难度提高;若非均匀应力场下围岩塑性区呈蝶形分布,则高湿环境会使得蝶形尖端贯通;若围岩塑性区呈椭圆状分布,则在湿度影响边界出现新月状或环形狭长塑性区;高湿环境下,围岩塑性区内部会产生弹性核。这些都将加剧围岩的失稳。