软岩巷道围岩破碎机理及控制技术

基于临汾宏大雪坪煤矿三采区轨道巷掘进期间受集中应力影响,巷道在450~520 m段巷帮及顶板出现应力显现现象,集中表现在顶板下沉、破碎,两帮收敛及底板鼓起等,严重制约着巷道安全快速掘进,分析了巷道围岩破碎机理,并对破碎区顶板提出了“JW型锚索吊棚+桁架锚索+密集工字钢棚”等联合支护技术,取得了显著应用成效。

近距平行构造环境中片岩公路隧道大变形机理及判别

近距平行地质构造环境中的得荣一号隧道开挖掘进至深埋段以来曾多次出现大变形问题,严重影响施工安全并制约工程建设工期。为采取有效防治措施以控制隧道围岩大变形,根据大变形洞段监控量测数据、围岩变形特征及初期支护变形破坏特征,对隧道围岩大变形的受控因素、变形破坏机制进行综合分析。研究结果表明:隧道围岩大变形是在软弱围岩、破碎岩体结构、高地应力、地下水及严重偏压等因素的相互耦合作用下,受工程因素的促发影响,主要由软岩塑性流动变形、塑性剪切滑移变形、陡倾层状弯曲变形和累进性松脱扩展变形机制复合而致。在此基础上,根据现行交通行业规范结合隧道大变形洞段变形特征,总结公路双车道隧道施工现场围岩大变形分级判定综合指标方案,为指导隧道施工设计提供合理、可靠的依据。

软质破碎围岩段隧道施工方法数值分析比选

针对大王顶隧道围岩较软弱破碎、埋深较浅、施工步骤多、难度大、处理不当极易坍塌的问题,为确保该工程能在不良地质条件下顺利安全施工,选择隧道左线出口段的K43+842为典型断面,运用FLAC建立数值分析模型,分析和比较了全断面法、上下台阶法、三台阶法、双侧壁导坑法对隧道Ⅴ级软弱破碎围岩段的围岩位移、塑性区大小和分布的影响程度。结果表明,双侧壁导坑法对围岩位移的整体控制效果最好,且施工质量最好,最适合于大王顶隧道Ⅴ级浅埋围岩段的施工。

地下洞室连续围岩岩爆定量预测模型

根据能量平衡理论,推导了岩爆能量公式,定量分析了地下洞室连续围岩岩爆区位置、面积及碎块弹射速度的影响因素。研究结果表明,围岩水平应力与竖向应力比值小于1,岩爆区面积和碎块平均弹射速度随侧压力系数增大而减小,否则反之。岩爆区面积随岩体峰值荷载前后模量比率系数、岩石颗粒直径、裂隙密度和岩石断裂韧度增大而减小,随泊松比增大而增大。碎块平均弹射速度随颗粒直径、泊松比和岩体峰值荷载前后模量比率系数的增大而减小,随岩石断裂韧度的增大而增大,随裂纹密度的增加先增加后减小最终趋于稳定值。

掘进巷道过断层破碎带超前预注浆加固应用

柴里煤矿23下206综放工作面施工轨道巷时,受断层影响,顶板围岩较为破碎。巷道采用架棚支护,在施工50m时发生顶板冒落事故,迎头无法向前施工,在采用马丽散注浆技术进行超前加固后,巷道周边围岩的稳定性得到很大的提高,安全系数也相应增强,巷道掘进工作得以顺利进行。

浅埋偏压破碎围岩隧道施工技术研究

从地形、地质、外力作用三个角度入手,探讨了偏压隧道的成因以及特点,并结合具体的施工实例,分析了偏压隧道在施工过程中存在的问题及其具体的解决措施,以提高浅埋偏压破碎围岩隧道的施工水平。

软弱破碎地层隧道半椭球体松散荷载计算方法

为有效控制隧道围岩压力,优化隧道支护结构,研究了软弱破碎地层作用在隧道衬砌结构上的松散荷载;根据相关文献中砂性地层隧道周边围岩松动变形试验,采用半椭球体拟合了地层松动范围,提出了软弱破碎地层半椭球体松散荷载模型,给出了松散荷载随隧道收敛变形的计算表达式,分析了松散荷载的分布特征及其随隧道收敛变形的变化特征;为提高松散荷载计算效率,将半椭球体松动边界离散为多个线段,提出了松散荷载离散求和的数值计算流程;为进一步增强计算模型的工程实用性,采用二次多项式拟合松散荷载,得到了松散荷载随隧道收敛变形的简化计算方法。研究结果表明:提出的半椭球体模型可较为准确地描述隧道所受的松散荷载及其随隧道收敛变形的动态变化特征,由于滑动面上摩阻力的作用,松动区范围内的地层竖向应力小于地层初始自重应力,松动区荷载通过滑动面上的摩阻力向周边地层转移,松动区土拱效应显著;随着隧道收敛变形的增加,隧道周边地层松动范围增大,松散椭球体受周边地层的约束作用减弱,地层土拱效应减弱;地层内摩擦角和椭球体偏心率对松散荷载的计算结果影响较大,需根据地质条件测试确定;将半椭圆曲线分为3段时,离散求和的数值计算结果与解析解的相对误差约为3.9%,具有较好的一致性。