兖州矿区煤巷锚杆支护技术在探讨和实践

根据兖州矿区厚煤层煤巷的基本类型及围岩支护条件，对煤巷锚杆支护机理的分析。系统阐述了厚煤层煤巷锚杆支护的合理支护方式，支护参数的设计计算和各类支护方式的适用条件，并通过典型巷道的设计实例和现场实践，分析敢煤巷锚杆支护的技术和效果和经济效益，探讨了煤巷锚杆支护施工工艺，机具配套，工程质量管理等方面存在的问题和改进措施。     

锚带网+锚索+钢筋梯子梁联合支护技术在复合顶煤巷中的应用

在复合顶煤巷中采用锚带网支护发生过冒顶，为此试验了锚带网 锚索 钢筋梯子梁联合支护，取得了较好效果。分析了其支护原理、支护参数，并对巷道矿压进行了研究。     

高应力大断面煤巷锚杆索桁架系统试验研究

高应力构造区大断面煤巷围岩控制技术是煤矿巷道工程中亟需研究的问题之一。以峰峰集团新三矿废矸充填复杂困难煤巷为典型研究对象,综合现场调研和数值模拟分析结果得出高应力作用下大断面煤巷变形破坏特征,提出一种基于“索-拱”结构为核心的高应力煤巷围岩控制系统-锚杆索桁架,分析该支护系统基本结构,设计流程及支护预应力场分布特征,在新三矿某一置换煤巷开展工业性试验,研究结果表明,新型支护系统结构稳定,巷道围岩控制效果良好,对类似困难巷道支护具有一定的理论和实用参考价值。     

大兴煤矿软岩巷道锚索带网支护技术应用研究

针对大兴煤矿3 208材料巷顶板岩石特征和煤层赋存条件,结合现代煤巷支护技术理论,提出了该巷道锚杆锚索挂网支护参数,并对其顶板离层、巷道收敛变形、锚杆（索）锚固力等日常巷道矿压与支护合理性进行了长期的监测。试用和监测结果表明,大兴煤矿较软弱顶板煤巷应用锚索带网支护技术是成功的、可行的。此外还对层理、节理和裂隙发育的破碎厚伪顶软弱围岩巷道的支护方式提出了建议。     

煤巷围岩稳定性加权平均评价方法研究

煤巷围岩稳定性评价是判断巷道支护难易程度和进行支护设计的依据。在对煤巷围岩稳定性影响因子和评价指标进行分析选取的基础上,提出了多因素单一综合指标值评价方法,运用层次分析法确定评价因子权重,用加权平均法建立单一综合指标值计算模型和计算方法。研究结果表明,煤巷围岩稳定性加权平均评价方法能科学地反映围岩的稳定特征,为煤巷围岩控制及支护设计提供了可靠依据。     

梁北矿高瓦斯特软煤层巷道变形特征及原因

梁北矿-550m水平二1煤层属典型“三软”煤层,煤层透气性差,瓦斯含量高,瓦斯压力大,地应力大,具有较强的突出危险性。11采区煤巷埋深达610～750m,现场调查表明,巷道持续大变形,底鼓严重,支护难度大。本文对梁北矿-550m水平11采区二1煤层巷道工程地质特征进行了调研,总结了煤巷变形特征,运用FLAC数值试验方法对巷道大变形的原因进行了分析。指出该煤巷变形以显著底鼓为特征,其主要原因是煤层软弱、底板煤扰动、瓦斯防突钻孔效应和支护缺陷。认为高瓦斯特软煤层巷道的支护应兼顾瓦斯治理与支护两方面,宜把它们当成一个系统进行协同分析,这是有效解决此类煤巷稳定性控制难题的一种有效途径。在此基础上,提出了相应的防治对策。     

梁北矿高瓦斯特软煤层巷道变形特征及原因

梁北矿-550m水平二1煤层属典型“三软”煤层,煤层透气性差,瓦斯含量高,瓦斯压力大,地应力大,具有较强的突出危险性。11采区煤巷埋深达610～750m,现场调查表明,巷道持续大变形,底鼓严重,支护难度大。本文对梁北矿-550m水平11采区二1煤层巷道工程地质特征进行了调研,总结了煤巷变形特征,运用FLAC数值试验方法对巷道大变形的原因进行了分析。指出该煤巷变形以显著底鼓为特征,其主要原因是煤层软弱、底板煤扰动、瓦斯防突钻孔效应和支护缺陷。认为高瓦斯特软煤层巷道的支护应兼顾瓦斯治理与支护两方面,宜把它们当成一个系统进行协同分析,这是有效解决此类煤巷稳定性控制难题的一种有效途径。在此基础上,提出了相应的防治对策。     

煤巷断层区顶板破断机制分析及支护对策研究

针对断层区煤巷顶板破断问题,分别建立了正断层和逆断层构造区的顶板弹性深梁力学模型,研究了顶板应力分布规律,并以Mohr-Coulomb破坏准则为判据,分析了不同顶板压力、支护强度、跨高比等因素下的顶板破断机制。理论分析表明,顶板深梁最大有效剪应力随跨高比增大而增大;其随跨高比不同而呈现出3种不同破断模式;穿越断层的巷道在断层区域应尽早使用强力支护系统,提高支护强度;穿越正断层的巷道在断层面附近应当提高护表效果。根据理论分析结论提出,在煤巷断层区使用让压型锚索箱梁支护系统,可对顶板围岩进行及时强力支护,实现“先控后让再抗”,既能有效发挥支护系统作用,又能充分发挥围岩自承能力。上述支护对策应用于巨野矿区断层区煤巷支护方案设计中,有效防止了顶板事故的发生,验证了理论分析的正确性。     

“三软”全煤顺槽桁架锚杆支护技术研究

煤矿软岩巷道是很难支护的巷道,其支护问题一直困扰着煤矿的生产和建设。从理论上分析了桁架锚杆系统的作用机理,并针对“三软”全煤巷道的特点,制定了全煤顺槽桁架支护方案。通过试验,取得了良好的支护效果。     

深部厚顶煤巷道让压型锚索箱梁支护系统布置方式对比研究

针对深部厚顶煤巷道围岩变形特点,以“先控后让再抗”为支护理念,设计了让压型锚索箱梁支护系统横梁、纵向单梁、纵向双梁及纵横组合4种不同布置方式的支护方案。数值试验结果表明,纵横组合方案具有最好的围岩控制效果,横梁方案支护效果相对较差。对让压型锚索箱梁支护系统的4种方案进行了现场试验,监测结果显示,纵横组合方案作用下的围岩变形量最小,其两帮移近量和顶板沉降量仅为120 mm和90 mm,同时该方案支护反力最大;锚杆、锚索受力与巷道围岩控制效果相对应,且锚索让压环作用明显;设计制作的测力箱梁监测表明,箱型支护梁受力合理协调,材料性能发挥充分。对让压型锚索箱梁支护系统及其不同布置方案的作用机制进行了探讨。综合分析表明,深部厚顶煤巷道中,优先选用让压型锚索箱梁支护系统中的纵横组合与纵向单梁方案,可有效地控制巷道围岩变形,满足支护要求。     

Analysis and design aiming at control of upwarping deformation of existed tunnel under new tunnel’s excavation

The protection of two existed tunnels which are right under the Longpan tunnel’s excavation located in Nanjing Railway Station’s Square is presented. Due to the combining use of piles retaining and strips of excavation, the existed shield tunnel’s upwarping during the excavation is controlled successfully. The analysis and calculation of existed tunnel’s upwarping, the piles retaining’s design and the deformation’s supervision during the construction are also analyzed in detail. This excavation made a good example for the future similar engineering.     

箱形隧道基坑下已建地铁盾构隧道隆起位移的控制分析与设计

结合南京火车站站前广场龙蟠路隧道（南侧）西段上跨已建成的地铁1号线双线盾构隧道时的基坑支护工程,采用排桩与桩板支护法有效地解决了基坑开挖中盾构隧道隆起位移控制的难题。并就箱形隧道基坑下已建地铁盾构隧道隆起位移的控制分析计算、排桩与桩板支护设计及施工方法、施工中的位移监控量测结果作了较详细地分析论述。     

地震CT与FBG传感器技术在隧道结构诊断中的应用

针对飞鱼泽隧道的上行线二衬拱顶靠档墙处出现裂缝,经地震CT技术查清隧道上所覆盖岩体的工程地质结构结果表明,沿隧道轴向存在三个岩体破碎带,其中在小里程入口段,岩体完整性较差。在隧道病害治理和隧道健康监测中,经光纤Bragg光栅（FBG）传感器的监测结果表明,松散破碎岩体的地质情况得到了相应的加固。因此,地震CT和FBG两者的检测结论是相互印证的。     

基坑全过程开挖及邻近地铁隧道变形实测分析

根据邻近已运营地铁隧道的基坑工程监测数据,对基坑开挖全阶段施工过程的深层土体侧向位移与邻近地铁隧道变形之间的规律展开研究,探讨基坑开挖的施工危险节点与重点影响区域。研究发现,基坑开挖前期围护结构施工和降水均对地层和邻近地铁产生了不容忽视的初始位移影响,围护结构长时间无支撑暴露是基坑侧移快速增长的危险时段;基坑开挖具有空间效应,中部侧向变形要大于边角,且单向开挖易造成后挖区土体的位移场和应力场叠加,引起邻近隧道的最大变形向后挖区偏移;基坑开挖深度与邻近地铁埋深相近时,隧道结构产生显著的水平位移和“横鸭蛋”式收敛变形,竖向位移波动不大;深层土体侧移曲线表现为“阶梯鼓肚形”,土体最大水平位移与隧道变形在小范围内呈线性关系,但随着侧移量的增大,隧道变形发生偏离拟合曲线的超线性增长,在工程中应值得关注。     

复杂地质条件下浅埋隧道施工方案的研究

结合浙江省上三线任胡岭隧道浅埋段,对明挖和暗挖和两种施工方案进行了详细的技术经济比较,针对复杂的地质条件,采用了挖孔桩系梁帷幕暗挖的施工方案并利用有限元方法对该方案进行了模拟分析,保证了施工的 顺利进行。实践证明,该方法是成功的、可行的、节省了投资,缩短了工期,为浅埋隧道的施工提供了一种新的方法。     

高拱坝施工初-中期导流风险模型及应用

面向工程设计阶段,采用高拱坝施工动态仿真技术获取施工初-中期挡水度汛面貌数据,综合考虑水文、水力随机性因素,构建高拱坝施工初-中期导流风险模型,提出采用Monte Carlo方法耦合挡水度汛面貌数据和主要随机因素进行风险模型求解的方法。基于风险分析原理提出了导流洞设计的风险判别方法,给出导流洞尺寸设计优化的数学模型和具体步骤。通过金沙江上游某高拱坝工程案例分析的结果表明:所提风险模型及求解方法是适用的、有效的,该模型能够得到整个施工初-中期导流风险率,较为客观地反映高拱坝施工中期度汛可能存在的两种挡水情况,克服了初期导流风险模型的局限性;施工中期导流风险率随导流洞尺寸增大而减小,导流洞尺寸设计的可行方案集存在界限,即优化方案。研究成果可为高拱坝施工导流的风险决策和设计优化提供理论支撑。     

隧道建设对紧邻高架桥影响的三维数值分析

运用MSC.Marc三维有限元分析软件,模拟了隧道分区分层动态施工和运营期行车荷载对紧邻高架桥的影响,重点分析了扩大基础基底反力增量、基底中心沉降、扩大基础倾斜和基坑侧向位移的发展规律。数值研究结果表明,（1）隧道底面开挖标高高于扩大基础基底标高,导致隧道施工过程扩大基础基底卸载反弹;（2）作用在6号墩扩大基础上方一侧的规划道路行车荷载,导致该扩大基础倾斜,基底中心加载沉降;（3）隧道建设诱发扩大基础最大总倾斜为0.6 ‰;（4）隧道运营期行车荷载导致基底中心最大沉降为3.7 mm。分析该隧道工程地下水渗流模拟结果认为,该隧道建设不会危及该紧邻高架桥的安全。     

紧邻地铁枢纽深基坑变形特性离心模型试验研究

对于紧邻地铁枢纽的深基坑工程,其开挖方式对基坑变形特性和施工安全控制有着显著影响。以上海某紧邻地铁隧道的深基坑工程为背景,其设计方案将该基坑工程划分为大、小基坑分别施工,重点研究大、小基坑的开挖方式对于围护结构及地铁隧道变形的影响。针对“先挖大基坑,后挖小基坑”的开挖方案,采用离心模型试验,研究开挖过程中地下连续墙和隧道结构的变形特性。试验结果表明,“先挖大基坑,后挖小基坑”的开挖方案可以有效地控制基坑变形,所得结论对于类似的紧邻地铁隧道深基坑工程设计与施工具有参考价值。     

大断面小净距大帽山隧道现场监控量测及分析

结合大帽山隧道的工程实践,通过围岩内部位移、拱顶沉降、围岩压力和锚杆应力的现场监控量测工作,研究复杂地质条件下大断面小净距隧道双侧壁导坑法施工时围岩的稳定性。阐明分导洞开挖时围岩内部位移的变化趋势、特点及位移场,相邻导洞施工时的相互影响,围岩与支护结构间的相互调整变形机制,拱顶沉降捕捉的变形小于围岩实际变形的原因,支护结构的压力和锚杆应力状态及其与围岩位移的变化关系。监测结果表明,大断面小净距隧道Ⅴ级围岩段的破碎带采用现有的施工工艺和支护参数是可行的,围岩变形可控,支护结构的支护效果显著,围岩基本稳定。研究的方法、分析和结论可为类似条件下隧道工程的设计、施工、监测和进一步的理论研究提供参考和借鉴。     

基于可靠度的工程风险决策初探

客观存在的诸多不确定性因素,使得工程系统的规划和设计不可避免地存在着风险。通过运用结构可靠度计算的优化算法,将工程结构的风险率计算转化为对结构可靠指标的计算,给出了基于可靠性理论的决策分析方法和两个算例,算例1以挡土墙设计为例,阐述了决策分析方法的有效性和实用性。算例2对南水北调中线工程穿黄方案的选择问题,给出了一个简单的决策模式。