软岩隧道变形特征及支护机理的研究

结合软岩隧道的特点，阐述了软岩隧道失稳原因、破坏特征及其形成的力学特征，分析软岩隧道各种支护方法的作用机理，对软岩隧道支护重点与对策进行了探讨，并对软岩隧道选择合理的支护方法提出了见解，以指导实践。     

软岩隧道大变形及控制技术研究

针对川藏铁路拉萨至林芝段令达拿隧道软岩大变形难支护的问题,结合现场施工、工程地质、水文调查,参考国内外类似的隧道工程施工案例进行分析,并通过对该隧道软岩地质的破坏模式和失稳机理详细分析,提出了对应软岩隧道大变形的整治对策。     

深井软岩巷道锚注支护机理分析及其工程应用

通过对锚注支护机理的阐述,研究了锚注支护修复巷道的可行性,结合典型深井软岩巷道变形与破坏形式特征,设计了该返修巷道锚注支护方案,并完成了现场监测分析与评价,工程实践表明,该技术是解决深井高应力软岩巷道支护的有效途径,具有较高的推广应用价值。     

兴安矿深部软岩巷道大面积高冒落支护设计研究

普通小面积冒落支护技术已经被掌握，但是大面积高冒落很难被控制。兴安矿四水平重车线巷道破坏严重，发生大面积高冒落，冒落区长度为150m，最大冒高为8．6m，被称为“一线天”。通过对兴安矿四水平重车线高冒区支护现状进行现场调查和分析研究，发现其破坏原因主要有：（1）围岩强度低且层理发育；（2）原支护形式不合理；（3）水理作用；（4）巷道埋深大；（5）构造应力影响大。根据现场工程地质条件、岩石特性和破坏特点，通过室内试验，确定其软岩变形力学机制为高应力膨胀性软岩，并提出采用“双曲拱”柔层桁架支护技术进行支护，使巷道在空间上形成上下双硐室。工程应用效果表明，“双曲拱”柔层桁架支护技术是一种有效控制深部软岩巷道大面积高冒落的支护形式。     

高应力软岩巷道支护失效机制及控制研究

 为明确高应力软岩巷道支护失效机制并验证新型支护形式的有效性,以赵楼煤矿千米深井为工程背景,在围岩变形破坏及支护失效规律现场探测、监测分析基础上,采用数值计算方法,通过对FLAC3D中BEAM单元的修正处理实现了拱架支护体系的精细化模拟,讨论了支护强度等级(拱架形式)、地应力等级、围岩强度等级三个因素对巷道围岩变形量、塑性区范围、支护构件受力状态等的影响规律。在此基础上分析了高应力软岩巷道支护失效机制。对于高应力软岩巷道来说,锚网喷支护具有明显的局限性;具有一定刚度和强度的拱架是一种行之有效的围岩控制途径,是必要的。采用方形钢管约束混凝土拱架支护体系进行现场试验,新型高强拱架支护方式使得巷道围岩稳定性得到有效控制。     

软岩隧道支护方法分析及GIS技术应用

论述了软岩隧道失稳表征及其失稳原因,对软岩隧道支护方法进行了分析,对软岩隧道变形破坏预防技术进行了探讨,指出GIS技术在软岩隧道监控量测中具有很好的应用前景,以确保隧道施工安全。     

新疆中生代复合型软岩大变形控制技术及其应用

 针对新疆沙吉海矿区中生代复合型软岩产生的顶板离层冒落、侧墙鼓出、底板鼓起等非线性大变形破坏现象,综合应用现场工程地质调查、理论分析、数值计算、物化分析、软岩水理作用测试、现场测试等手段和方法,深入分析本区中生代复合型软岩巷道围岩的分子膨胀+岩体结构面错动+开挖扰动的复合破坏机制,提出以恒阻大变形锚网索耦合支护为核心的主动支护技术体系。通过恒阻装置充分释放围岩膨胀能和塑性能,减小支护荷载及高应力集中,同时借助高阻性能抑制过大有害变形,合理控制围岩塑性圈;然后通过锚网索二次耦合支护消除围岩塑性大变形、层间软弱结构面的错动引起的围岩–支护之间的变形不协调,并采用注浆锚管控制底鼓大变形,最终形成围岩–支护结构协同承载体系。基于非线性大变形力学设计方法及数值分析,进行施工过程设计及参数设计。工程实践表明,该技术得到成功应用,保证了巷道的稳定。     

软岩大变形隧道双层初期支护承载性能对比试验研究

依托西成客运专线阜川隧道炭质页岩段进行的双层支护现场试验,对比分析了软岩大变形隧道在不同双层支护方案下的变形控制效果。运用数值仿真手段,揭示了软岩大变形隧道双层支护的作用机理,分析了双层支护的合理形式,给出了第二层支护最佳施作时机的判据。研究结果表明,双层支护结构是控制高地应力软岩隧道变形有效手段;双层支护宜喷混凝土封闭,不宜采用临时套拱的形式;第二层支护的施作时机至关重要,采用第二层支护紧跟第一层支护分台阶施作的方案可获得较好的变形控制效果;第二层支护的设计和施工应以保证第一层支护的薄弱部位不至破坏为原则,薄弱部位的径向位移速率可作为判定第二层支护施作时机的依据。     

软岩隧道施工技术

根据竹山—竹溪段内隧道软岩区变形特点,对软岩大变形类型及破坏表征进行了分析,指出了对软岩隧道的开挖、支护及处治原则。同时依据具体监控量测数据,为隧道施工提供指导性数据。     

深部高应力极软岩巷道锚注支护技术研究

随着矿山开采的大规模进行和采深的加大,深部高应力极软岩巷道支护问题日益严重。基于深部高应力极软岩巷道国内外支护现状的分析,并针对其破坏特点,提出了以内注浆锚杆为核心的锚注支护体系,来解决深部高应力极软岩巷道支护难题。井下试验表明:锚注支护不仅保持了深部高应力极软岩巷道的稳定,而且提高了施工速度,节约了支护成本,技术经济效益十分显著,具有广阔的推广应用前景。     

高应力软岩巷道成功实现一次支护的实践探索

通过数值模拟分析技术对高应力软岩巷道在不同支护环境下的伸缩变形进行了模拟分析,结合四种支护方式的实际测量数据,通过对比分析提出:对于高应力软岩巷道通过预留或是主动在支架和围岩间形成间隔,形成一次支护在技术上是可行的,并且设计开发了针对秦源煤矿轨道石门的全断面锚网喷+锚索+圆形钢梁联合支护的施工工艺。     

试论岩石基坑工程勘察与支护技术的合理应用

本文介绍了岩石地区基坑的特点，并集合这些特点分析了岩石基坑工程勘察的基本内容。最后，探讨了岩石基坑支护技术，对每种支护技术的含义及其适用范围进行了详细地介绍。     

金川深部高应力巷道锚喷支护设计与数值模拟技术

针对金川深部高应力巷道变形特征,首次提出了以预应力锚索为支护手段的综合控制技术,为预测支护效果和支护参数优化,进行了高应力挤压碎裂蠕变围岩的锚喷支护巷道稳定性数值分析研究。首先给出了综合控制技术中的两次支护型式和参数;然后,考虑巷道围岩的碎裂蠕变特性,研究采用了分段线性软化模型和剪胀特性参数,并探索提出了锚固体支护强度指标,定量考虑锚固围岩的强度效应;最后,采用提出的计算模型和分析方法,进行了1178m分段道数值模拟和参数优化,取得了较好的分析效果。     

浅埋强风化岩车站拱盖——桩锚组合施工技术研究

青岛地铁3号线中山公园站地处闹市区,地面交通流量大,安全等级高。主体车站原设计采用大拱脚拱盖法施工,但实际施工中,发现车站主要位于强风化花岗岩中,不能满足拱盖结构的持力要求。因此,需要对拱盖法的施工技术进行优化研究。文章通过建立强风化岩体的主体车站稳定性分析模型,研究了不同地质条件下围岩的变形与塑性区发展情况,针对拱盖法拱脚位于强风化岩体上承载力不足的问题,提出了基于提高基岩承载力的浅埋强风化岩体地铁车站拱盖—桩锚组合施工技术,分析了桩锚支护参数对多种因素的综合影响效应,提出了一种支护效果的定量性评判方法,确定了拱盖—桩锚组合施工技术的最佳支护参数。     

隧道短台阶法施工方案研究

结合武广客运专线坪岭隧道工程,介绍了Ⅳ,Ⅴ级围岩采用短台阶七步平行流水作业法开挖的施工工艺,归纳了短台阶法的技术特点和工艺流程,指出短台阶法施工可缩短支护闭合时间,有利控制围岩变形,施工工艺转换较快。     

深部软岩巷道锚网索–桁架耦合支护技术及其工程应用

 深部软岩工程复杂工程地质条件使原有的浅部工程的支护技术和方法不能满足实际工程需要。提出采用锚网索–桁架耦合技术进行深部软岩巷道支护。利用理论分析和数值模拟等手段分析锚网索–桁架耦合支护的技术原理和力学机制,分析该技术的关键和特点。将研究成果应用于我国最深的第三系软岩巷道支护工程实践,通过现场监测验证了支护方案的合理性。     

隧道径向锚钉-斜交锚杆复合支护技术研究

基于长短锚杆组合支护理论,提出了一种隧道径向锚钉-斜交锚杆复合支护技术,该技术可提高支护结构的整体抗力,有利于缩小围岩塑性区半径,增加锚杆处于稳定围岩区的长度。为进一步研究锚钉和锚杆的组合长度,将隧道围岩划分为A、B和C三区,并把锚杆作用在围岩体内的剪应力简化为环向边界应力,运用厚壁圆筒弹塑性理论推导了锚钉和锚杆组合长度计算式。实例分析表明,0.8m(锚钉)和3.8m(锚杆)的组合长度可以使隧道塑性区半径降低28%,锚固盲区减小88.8%。可见,在隧道长短锚杆组合支护理论中,该计算方法对围岩锚固体长度参数设计有一定指导意义。     

岩爆灾害控制的动静组合支护原理及初步应用

 目前岩爆支护理论研究以岩石准静力学理论为基础,存在一定局限性。从围岩结构效应的角度,分别探讨外界扰动和岩爆围岩本身诱发岩爆的动力学机制,外界扰动易在围岩破裂区和弹性区交界处发生应力波反射拉伸破坏,岩爆是满足一定条件下围岩内部自稳时变结构调整的过程,提出岩爆支护的结构时变控制原则。现有支护措施下岩爆动力学破坏特征表现为洞室表面岩体层裂剥离造成锚杆托板悬空,基于此,进一步提出岩爆灾害控制的动静组合支护原理,相应提出预留锚固方式、动静组合锚杆等关键技术,强调锚杆可伸长构件应设置在围岩体内部破裂区和弹性区边界附近,从而给应力波扰动破坏的弹性区岩石提供扩容变形空间,同时,锚固的杆尾能对层裂岩石提供补强作用。通过深部矿井岩爆巷道的现场初步应用,该支护技术能取得良好的防治效果。     

长管棚技术在艺坡岭隧道施工中的应用

结合海南东环铁路三标段艺坡岭隧道开挖支护工程实例,探讨了长管棚（40m）超前支护注浆施工技术在软弱围岩隧道开挖支护施工中的应用,结果表明,该技术可以克服传统施工技术存在的缺点,支护效果优良。     

基于有限差分法的隧道新型支护结构稳定性分析

聚丙烯纤维混凝土具有良好的变形性能,可以很好地适应隧道施工过程中围岩应力释放而产生的围岩压力;混凝土湿喷技术的引入可有效地改善隧道内工作环境,提高混凝土喷射质量。将湿喷聚丙烯纤维混凝土和锚杆应用于隧道支护结构,可起到良好的经济效益和支护效果。为了确保隧道施工过程的安全性和稳定性,采用FLAC有限差分计算软件对该支护结构性能和隧道的稳定性进行了计算和分析。分析模型中考虑围岩材料的非线性特性,以及围岩–支护结构体系位移场、塑性区和锚杆轴力的分布特征。分析结果表明:这种支护结构可有效地降低拱顶下沉,底板上鼓,提高成洞空间;围岩和支护结构体系协同工作,极大地发挥围岩的自承载能力。