极弱胶结地层中硐室群围岩稳定性控制技术

针对五间房西一矿中央变电所这一极弱胶结地层中硐室群的稳定性问题,采用现场测试、数值模拟及现场监测相结合的研究方法,得到硐室群及相邻巷道在多次施工扰动效应下的围岩变形规律和稳定性控制方案,提出了初次支护采用网喷+拱形支架,二次支护采用单层钢筋砌碹混凝土,交叉点处超前支护或临时支护的复合支护方案。现场工业试验表明:硐室群及相邻巷道围岩的稳定性较好,达到了理想的支护效果,对于极软胶结地层条件下大型硐室群的施工具有一定的借鉴价值。

第三系泥质弱胶结富水粉细砂岩隧道主要技术措施研究

为解决兰渝铁路、宁夏王洼铁路在建设过程中所遇到的第三系泥质弱胶结富水粉细砂岩所带来的系列工程问题,结合桃树坪、胡麻岭、程儿山等隧道建设中的工程难点和科研攻关,系统阐述了第三系泥质弱胶结富水粉细砂岩的围岩特性,介绍了适应该围岩的主要辅助技术措施和工程方案,提出了针对该地层的设计措施和施工关键技术。确定采用以"重降水、密导管、强支护、辅注浆、快挖快支快封闭"为主的工程原则,必要时洞内水平旋喷加固,摸索出一整套此类地层条件下隧道的施工方法,并成功的应用于工程实践中,解决了一个世界罕遇的工程难题。

褐煤矿区弱胶结砂岩巷道支护技术研究

为解决褐煤矿区弱胶结砂岩巷道变形量大的难题,在地质力学测试、黏土矿物成分分析、可锚性试验研究的基础上,提出了强力承压拱、全断面及时支护、全长预应力锚固、强力护表及预应力有效扩散等巷道支护措施,实现了对褐煤矿区弱胶结砂岩巷道强力锚网索一次支护。结果表明:高预紧力强力锚杆支护系统取消了架棚支护,降低了支护成本,减轻了劳动强度,巷道整体收敛率控制在3%以内;巷道两帮最大移近量为55 mm,顶底板最大移近量为38 mm。

高压劈裂注浆技术在隧道软弱围岩加固中的运用研究

隧道工程一般采用注浆加固的方式处理穿越软弱围岩时的大变形问题,但在弱透水且具有强膨胀的围岩中采用常规注浆很难达到预期加固效果。本文通过介绍沪昆客运专线天生桥隧道采用高压劈裂注浆综合其他手段安全通过强膨胀地层的案例,提出了在强膨胀地层中采用高压劈裂注浆能够有效解决施工期间大变形问题的结论。同时结合现场注浆情况,提出在高压劈裂注浆过程中,应实施动态优化设计。文章介绍的现场注浆异常情况处理经验,可为今后处理类似工程提供参考。

弱胶结地层全煤巷道断面优化及支护技术

为了解决弱胶结地层特厚煤层回采巷道支护难题,以鲁新煤矿31101工作面轨道巷为工程背景,在岩石力学试验和围岩特性测试的基础上,研究了不同矢跨比巷道变形破坏特征,得出回采巷道合理的矢跨比为0.2;根据全煤巷道不同区域围岩承载特性,将其划分为非稳定层、亚稳定层和稳定层,提出了以"主控非稳定层、抑制亚稳定层扩展、调动稳定层承载"为核心的锚网索联合支护方案,现场监测表明该支护方案实现了对弱胶结地层全煤巷道的稳定性控制。

弱胶结软岩巷道稳定性影响因素数值模拟研究

为研究影响弱胶结软岩巷道围岩稳定性的因素,以宁夏榆树井煤矿11801工作面顺槽为工程背景,采用FLAC3D程序,对弹性模量、内摩擦角、粘聚力、地应力、侧压系数及支护阻力对围岩位移的影响规律进行数值模拟。研究表明:弹性模量和粘聚力的变化对巷道围岩变形量的改变有显著的影响,而内摩擦角的影响与前两者相比较小,且一定范围内,弹性模量和粘聚力的变化对巷道顶底板收敛量的影响大于对两帮收敛量的影响,而内摩擦角的变化致使巷道四周围岩变形非对称的特征不明显;垂直应力和侧压系数的改变对顶底板围岩位移量的影响较大,对两帮的影响相对较小,侧压系数的大小是影响围岩变形的关键;较高的支护阻力能够迅速降低围岩的变形量,尤其是顶底板的位移量。研究成果可为巷道支护设计,围岩控制等工程实践提供依据。

弱胶结软岩巷道围岩应力与位移分布规律及支护技术

针对西部浅埋弱胶结软岩巷道的复杂地质条件,基于X射线衍射试验、电镜扫描、岩石力学物理试验与现场监测,揭示了西部浅埋弱胶结软岩巷道围岩变形破坏失稳机理。根据巷道围岩大变形破坏特征,建立了FLAC3D数值模型,模拟演化了弱胶结软岩巷道的围岩应力位移分布规律和塑性区范围,研究结果表明:弱胶结软岩巷道围岩最大主应力决定了巷道围岩的破坏深度,且随围岩深度近似呈"へ"形分布;巷道围岩不同方向深部变形s与巷道表面距离h呈负指数衰减变化的关系。通过对比分析,数值模拟塑性区范围和地质雷达探测松动圈厚度基本一致,从而为弱胶结软岩巷道围岩稳定性分析及支护加固方案设计提供了科学指导。最后针对弱胶结软岩巷道塑性区范围,提出了"锚网喷主动支护+36U型钢支架+全断面锚注"的联合支护技术,现场监测结果表明改进的支护方案可以有效控制巷道围岩变形及塑性区的扩展,保证了巷道的长期稳定及安全。

易崩解弱胶结软岩巷道失稳机理及控制技术

基于易崩解弱胶结软岩巷道现场支护控制技术,为了解决软岩巷道成型差、顶板变形量大、大变形速率持续时间长、底鼓和矿压显现明显等问题,提出以软岩巷道失稳机理及影响因素分析为先导,以"超前控制、及时封闭、长短结合、关键部位补强、长期监控"为思路,以维护和保持围岩的残余强度为原则的软岩巷道支护技术。根据岩层不同特征,不同应力来源,从分析巷道变形活动基本规律入手,运用信息化设计方法,使支护体系和施工工艺过程不断适用围岩变形状态;采用超前钻孔卸压和及时初喷来控制巷道开挖所引起的围岩破碎,顶板岩石坠落造成顶板表面凹凸不平,巷道成型较差及破碎岩石所导致的网兜、网片撕裂等情况。经过实际观察和分析监测数据对巷道支护形式进行优化,并采用数值模拟分析支护参数优化前后对巷道稳定性的影响,从软岩控制和现场检测监控的角度对易崩解弱胶结软岩巷道支护进行现场实践。研究结果表明:围岩破碎区、塑性区的发育,是巷道围岩失稳的主要原因,采用超前钻孔卸压和初喷相结合的措施,可有效改善易崩解弱胶结软岩巷道开挖变形量大、围岩失稳等问题,对保持巷道围岩完整性起到关键性作用。通过数值模拟及现场检测监控实践,优化了巷道支护参数,验证了易崩解弱胶结软岩巷道支护理论地有效性。

注浆加固地层技术在兰州地铁区间的应用与研究

兰州地铁1号线东岗站后配线区间为单洞双线隧道,原设计采用双侧壁导坑法进行暗挖,初期支护体系采用0.5 m榀格栅钢架+超前小导管注浆+Φ89大管棚支护体系。施工过程中洞内出现2次较大渗水现象,经排查未查明水源来向,土体经水长期浸泡,含水率、液性指数等物理力学参数已发生改变。为保证施工安全及后期运营安全,采用水泥-水玻璃双液浆进行了地基加固处理,同时也采用了增加交通疏解、增加排水井、给水管管箍等综合治理措施。实践证明了注浆加固方案的可行性和有效性,可为类似工程提供一定的借鉴和参考。

弱胶结软岩地层马头门稳定性分析

本文对影响马头门稳定性的因素及其作用方式进行了研究,认为开挖使围岩应力重分布并引起围岩的力学软化是首要因素;围岩的吸水软化性是重要因素;其他仅影响马头门局部稳定性的为次要因素。文中通过采用数值分析的方法对开挖后围岩的力学软化进行了研究,马头门右侧硐室底部、左侧硐室两帮、马头门与井筒相贯线位置以及井筒上下一定高度范围内的围岩破坏严重,最大竖向位移值的为相贯线位置,其次为马头门右侧硐室底部;通过现场观测分析可知,开挖之初围岩主要发生力学软化,塑性位移增长速率大,同时伴随着岩体完整性的降低,锚索支护能对抑制围岩内应力软化的扩展有较好的效果。

弱胶结软岩大断面硐室支护技术研究与应用

本文针对彬长矿区小庄矿井大断面硐室围岩的特性,介绍了弱胶结围岩的变形特征及支护原则,提出了针对性的支护方案,达到了理想的支护效果,对今后西部地区弱胶结围岩硐室和巷道支护具有一定的借鉴意义。