软岩巷道监测设计与应用研究

随着易采资源的日益枯竭,矿山开采逐渐向不良围岩及深部等区域发展。以软岩区域矿山开采为例,由于软岩巷道变形快,稳定性差,因此,为了确保软岩区域巷道的施工安全,针对软岩区域开挖后的应力变化和巷道变形问题,设计了基于JTM-V2000B型压力计和VWM型振弦式多点位移计的监测方案,应结合巷道围岩的实际情况,重点监测稳定性差的特殊区域。将方案应用于某河床下铝土矿页岩巷道的施工监测,现场监测数据反映了软岩巷道开挖后的应力和位移变化趋势,软岩较大的塑性变形使地应力逐渐向围岩内部转移,同时也导致巷道断面缩小。应力和位移的监测结果可以指导巷道支护设计和支护时机确定。     

NPR锚索支护下相交隧道围岩变形规律及破坏机理

城市交通逐渐向地下发展,地下立交中相交隧道数量日益增加。为探究复杂地质条件下相交隧道的变形规律,以深圳南龙地下立交隧道相交隧道段为工程背景,通过物理模型试验探索相交隧道在开挖支护及超载状态下的变形机理。首先自主设计三维模型试验系统,并通过相似理论计算,进行了多种岩样及支护材料的配制;其次在模型搭建完成后,基于开挖补偿理论,利用缩尺NPR(Negative Poisson’s Ratio)锚索对相交隧道进行开挖支护。通过对隧道应变、位移及NPR锚索轴力的分析,得到隧道开挖状态下的应力重分布特征;最后,对隧道进行超载试验,结合数据及现象分析,揭示了相交隧道合建结构的围岩破坏机理。研究结果表明：相交隧道在开挖贯通时,合建区域岩体因隧道开挖产生应力损失,会对已经开挖支护完的隧道造成轻微影响。隧道贯通加载时,相交隧道的破坏分为3个阶段：拱顶应力集中区沉降阶段、合建结构的破坏阶段和隧道洞口破坏阶段。具体表现：首先是上层隧道合建区域拱顶开始出现沉降,然后下层隧道出现底鼓,最后应力传播至边界,使得洞口上方垮塌。试验中采用NPR锚索对相交隧道进行支护,现象和数据表明,开挖阶段隧道合建区的沉降影响到NPR...     

软岩隧道变形破坏及支护技术概述

分析了目前软岩隧道的变形破坏形式及破坏原因,介绍了软岩隧道的定性、定量支护理论与支护技术,指出了对软岩隧道的开挖、支护及治理应坚持"综合治理,监控施工"的原则,即针对不同类别,不同性质隧道进行有针对性地开挖、支护和治理。     

某偏压隧道洞口段施工出现的问题及处理

由于地形和线路选线的限制,常常会遇到隧道洞口存在偏压的问题;在开挖过程中常产生隧道边仰坡开裂,甚至发生滑坡、坍塌等事故.在施工过程中,应根据隧道所处的地形、地质特点及时对边仰坡进行加固和对原有的加固措施采取相应的调整,同时加强对隧道的量测.以萍洪高速某隧道为例,分析在偏压条件下隧道出洞口段施工所产生的问题及对问题采取相应的处理措施.萍洪高速某隧道左线出口段围岩等级为Ⅴ级.在进洞2m后,仰坡出现一条横向裂缝和纵向裂缝.通过分析其产生的原因决定采用小导管注浆对隧道仰坡的加固,取得了较好的效果.     

基于赤平投影的隧道洞口工程地质安全评价

依据浙江楼山隧道洞口的野外勘察资料和实际工程背景,分别对洞口坡面稳定性和硐室开挖危险性两方面进行安全评价分析,确定隧道洞口围岩等级为Ⅴ级,围岩稳定性差。为确保隧道稳定及安全施工,采用围岩质量分级和赤平投影图解相结合的方法,确定洞口围岩各岩层与结构面的位置关系,提出采用边开挖边支护和"管棚法超前支护+台阶分部法"的安全施工建议。     

公路隧道无仰坡洞口的研究

在以往的隧道施工中,洞口坡面大挖大涮的现象比比皆是,很不利于洞口的稳定成型,也不利于植被的恢复与生长,同时破坏了自然景观.为减小隧道洞口建设对环境的不利影响,从环保型建设入手进行了研究,对无仰坡洞口工法的优点进行了比较,证明无仰坡洞口工法能更好地实现工程建设与环境保护的和谐统一.避免了传统洞口施工方法造成的各种边仰坡病害,显著减少了洞口边仰坡开挖及防护工程量,有效地保护了沿线和洞口的原生植被,减少了对原地质的扰动,并节约了资源.     

软岩隧道稳定监控量测及支护措施优化调整

针对大跨软岩隧道危害突出的问题,本文以敦格铁路阔克萨隧道为研究对象,结合现场监测数据分析软岩隧道的稳定性.结果表明:软岩大变形隧道拱部受力及变形最大,边墙次之,在施工时,加强隧道拱部的监测和支护能够得到较好的成洞效果;在软弱围岩条件下,隧道的支护结构设计应根据监控量测结果进行动态调整设计方案,合理选取支护结构的强度和刚...     

强降雨条件下隧道洞口边坡开挖渗流特征以及支护方案研究

针对数值模拟软件难以模拟分析强降雨过程中隧道洞口边坡开挖渗流场分布的问题,依托某隧道洞口边坡工程,对FLAC^3D软件中的FISH语言进行二次开发,确定降雨渗透过程中不同饱和状态下土体渗透系数值并实时更新降雨入渗的边界条件,分析了不同降雨时长情况下不同支护方案隧道洞口边坡孔隙水压力、基质吸力分布以及安全稳定性。结果表明,历经24 h强降雨,原边坡和采用抗滑桩+锚索支护的边坡表面土体均达到饱和状态,即从坡脚至坡顶浸润线形成贯通;而采用台阶型放坡+锚杆支护的边坡仅在坡脚至边坡二级平台处的表面土体达到饱和状态;降雨过程中采用抗滑桩+锚索支护的隧道洞口边坡与原边坡安全系数的变化规律较为一致,安全系数均为先快速降低后逐渐趋于稳定,直至安全系数达到1.2;而采用台阶型放坡+锚杆支护的边坡安全系数降低幅度较小,其值基本保持在1.8以上;在选择隧道洞口边坡工程扩建方案时,从隧道洞口边坡工程开挖支护方案的安全系数、土方开挖量、总投资等多个角度考虑,抗滑桩+锚索支护方式优于台阶型放坡+锚杆支护方式。     

保国铁矿软岩巷道支护方式的数值模拟研究

保国铁矿地下矿山软岩巷道围岩地质条件复杂,下盘围岩破碎,抗压强度低,遇水极易破碎、膨胀产生变形破坏,严重影响了矿山的开采和运输。为减缓该矿铁蛋山矿区地下开采过程中的巷道围岩变形破坏程度,提高地下工程的稳定性,保持矿山安全高效生产,对+35 m水平分段巷道进行变形监测,并采用FLAC3D软件进行数值计算,分析了保国铁矿软岩巷道在不同支护方案下,无底柱分段崩落法沿脉运输巷道围岩的位移与塑性区等情况。结果表明：在重点破坏区域采用多支护手段联合支护方案,可显著提高该矿软岩巷道围岩强度和承载能力,有效遏制动压软岩巷道破坏趋势。     

机械开挖边坡对临近既有隧道稳定性的影响研究

为了研究洞口边坡机械开挖过程中对既有隧道的稳定性影响,根据《公路隧道设计规范》(JTG D70—2004)确定监测方案,采用M20爆破振动测试仪监测各测点振动速度,并进行统计分析,研究各测点振动速度随施工进度的变化规律;通过数值模拟模拟洞口放坡机械开挖对既有隧道变形及围岩受力情况的影响。研究表明:与振源的距离越大,测点的振动速度越小,一般不超过0.71cm/s,振动速度主要在0.01cm/s至0.3cm/s之间,放坡机械开挖振动对既有隧道稳定性影响较小;由于放坡卸压作用,既有隧道整体有向开挖侧移动的趋势,但影响较小。     

西南地区节理化薄层软岩隧道大变形力学机理及支护控制方法

针对西南山区高地应力软岩隧道支护结构破坏、围岩大变形等问题,以云南昌宁隧道为工程背景,分析了隧道围岩大变形破坏模式及力学机理,开展了软岩隧道NPR锚索应力补偿支护技术应用研究工作。首先采用现场勘查和室内试验的方法,对隧道地质条件及破坏成因进行分析;然后,研究了昌宁隧道影响围岩稳定性的主要控制因素和围岩破坏模式,提出了以NPR锚索为核心的应力补偿支护技术;最后,通过现场试验分析了NPR锚网耦合支护条件下昌宁隧道围岩控制效果。结果表明：岩层挤压弯折和层间剪切滑移是昌宁隧道围岩破坏的主要模式;以NPR锚索为核心的应力补偿支护技术能有效控制隧道围岩初期支护大变形,隧道围岩最大变形量从2 150 mm降低到100 mm以内,效果显著。研究成果可为软岩隧道大变形的防治提供参考。     

软岩巷道弹性恢复变形计算研究

分析了弹性恢复变形机理,采取弹性力学中均匀压力作用下厚壁圆筒的位移计算方法得出弹性恢复变形量计算方程,结合典型软岩工程——龙口海域巷道实际地质资料,计算了首采面运输巷开挖后,无支护条件下因围岩应力峰值点转移引起的弹性恢复变形量。     

软岩深路堑边坡工程问题综述

国内高速公路网和铁路客运专线的新建,出现了一批软岩深路堑边坡工程,其中坡体的开挖、支护出现了前所未有的难题。通过对软岩深路堑边坡坡体变形力学特性研究、稳定性评价、支护方法等关键技术进行综述,提出了研究的重点、方法以及存在的问题,并探讨了软弱岩体和高边坡应力的处置办法,以期对软岩深路堑边坡工程问题的研究提供借鉴。     

石板沟隧道洞口边仰坡及围岩浅埋段施工技术

介绍西湟一级公路石板沟隧道洞口边仰坡及Ⅱ类围岩浅埋段施工方案的选定和实施情况,对超前小导管预注浆、钢架、地脚托梁、网喷支护和量测监控等工序进行了较详细的叙述.     

隧道爆破开挖对洞口段边坡稳定性影响的数值分析

为了分析评价隧道爆破开挖对洞口段边坡稳定性的影响, 以武靖高速矮子寨隧道工程为依托, 采用FLAC^3D软件建立了相应数值分析模型模拟隧道爆破开挖施工过程, 计算分析了爆破施工对洞口段边坡稳定性的影响规律。研究结果表明：隧道爆破施工产生的振动效应会极大降低隧道洞口段边坡的安全系数, 并且会增大边坡地表位移沉降; 锚杆支护有助于提高振动荷载作用下处于失稳状态的边坡稳定性。     

高铁隧道零刷坡安全进洞施工技术

针对沪昆客专CKGZTJ-6标段隧道洞口实际地质情况,从边仰坡“零扰动“开挖、进洞方案的确定、超前支护、洞身开挖与支护等方面介绍了隧道进洞施工技术,总结了高铁双线隧道零刷坡安全进洞的施工经验,为同类施工提供借鉴.     

拜什塔木铜矿爆破开采软岩巷道围岩损伤规律研究

为了揭示中深孔爆破对软岩巷道围岩产生的损伤规律,以拜什塔木铜矿项目为依托,采用井下监测开采巷道围岩位移和巷道收敛变形的方法,对软岩巷道围岩在中深孔爆破作用下累计损伤规律进行了研究。结果表明,随着爆破不断向深部扩展,岩石蠕变速率不断增大,且靠近空区部分测点表现为向围岩深部移动的特征,软岩巷道围岩最大位移量为4 cm,表明现有支护形式可以抑制软岩巷道围岩变形的继续发展。10中段2^#测点的收敛速率介于0.02~0.5 mm/d之间,属于欠稳定巷道; 1^#测点巷道收敛速率均大于0.5 mm/d,属于不稳定巷道,虽有减缓趋势,但变形量不断增加,且水平方向变形大于垂直方向变形,不利于软岩巷道围岩的稳定,应采取措施加固软岩巷道。     

李村煤矿软岩硐室通道的支护加固技术研究

针对李村煤矿主井北翼清撒煤硐室通道施工段处于泥质砂岩层,属于复合型软岩的实际情况,利用FLAC3D数值模拟软件模拟不同支护条件下巷道应力及位移的分布变化情况,综合确定巷道采用锚网索联合支护的具体支护参数,并对支护效果进行现场监测,提出了适宜该矿软岩地质条件下的锚网索联合支护加固技术,有效控制了软岩巷道围岩变形,取得了良好的技术经济效益.     

富水弱胶结软岩巷道围岩变形破坏特征分析

弱胶结软岩巷道围岩稳定控制是煤矿安全生产需要解决的一个技术难题。为研究弱胶结软岩巷道围岩的变形破坏特征以及合理的支护技术,以色连二矿12307巷道为研究背景,考虑采空区积水下渗对弱胶结软岩强度的影响,采用FLAC^3D对“锚杆索网”以及“钢筋网+全锚索+混凝土地坪”两种支护方案下弱胶结软岩巷道的应力、变形、塑性区等分布特征进行了数值模拟分析。研究结果表明,常规“锚杆索网”联合支护下富水弱胶结软岩巷道很难维持自身的稳定,其围岩变形量以及破坏范围将随着巷道的向前开挖而持续增长,最终在顶板、底板、两帮出现的最大位移分别为630、410、155 mm,而塑性区深度则可达5.9、4.0、6.0 m。而“钢筋网+全锚索+混凝土地坪”联合支护下,富水弱胶结软岩巷道则在巷道开挖后会迅速保持稳定,并且其在顶板、底板、两帮出现的最大位移分别为37.0、31.2、9.8 mm,塑性区深度仅为2.0、1.5、1.1 m。应用表明,采用“钢筋网+全锚索+混凝土地坪”联合支护能够有效控制富水弱胶结砂质泥岩的泥化现象,有利于巷道的掘进与使用安全。     

软岩巷道的弹-黏塑性分析

软岩巷道围岩体具有明显的大变形、大地压、长时间持续流变的特性,这使得软岩巷道尤其是衬砌支护之后巷道的大变形研究及控制机理成为复杂的力学问题．本文利用围岩与支护的接触条件,运用弹-黏塑性理论研究了软岩巷道问题,并探讨了巷道位移、支护阻力与黏性系数和时间的关系．研究结果显示：黏性系数越小,时间对于软岩巷道变形影响越大;增大围岩的黏性系数将会减小巷道的变形．