深厚砂层斜井井筒沉降变形与监测技术分析

近年来我国西部冲积层地区开始有大量矿井采用斜井井筒冻结法施工并运营,由于冻结作用和运营期间水位下降等原因,均产生一定的井筒沉降变形,导致大长度斜井因不均匀沉降而造成井壁破裂的现象时有发生。针对此问题,本文以在深厚砂层中采取冻结法施工的榆林袁大滩副斜井为例,对斜井冻结法施工和运营过程中产生的沉降展开分析,通过对常用监测手段进行分析比选,进行监测方案设计。研究成果对于了解冻结施工的斜井沉降变形机理、设计沉降监测方案具有重要意义。     

基于盾构隧道冻结扩挖施工的数值模拟研究

为研究在盾构隧道基础上进行冻结扩挖施工的可行性,本文以郑州地铁3号线二七广场站暗挖段的盾构隧道扩挖工程为背景进行研究。该段工程埋深浅、断面大、地下水位极低,且位于富水粉细砂层,施工风险和难度极高。本文考虑冻结与不冻结降水等4种工况,采用PLAXIS软件建立车站盾构隧道扩挖模型,对盾构隧道扩挖施工过程进行数值模拟,并通过分析地表沉降、隧道周边变形及初支内力情况,预评价盾构隧道扩挖施工风险。研究结果表明:冻结扩挖施工条件下,地表沉降满足要求,其他工况下,不仅地表沉降量值远远高于工况,沉降影响范围也显著增大,表明长期降水对地表影响较大;长期降水对隧道初支位移影响很大;冻结扩挖施工条件下,轴力、剪力和弯矩均小于不冻结条件。根据研究结果,本文建议盾构隧道扩挖之前采用冻结法形成冻结帷幕,以将变形和受力控制在允许范围内。     

冻结立井井架基础不均匀沉降处理

屯留煤矿南回风立井井筒采用冻结法施工,冻结壁解冻后,井架基础出现了不均匀沉降.通过对井架基础及时进行加固,阻止了井架进一步沉降偏移,保证了施工安全和凿井施工顺利进行.井架基础沉降处理施工方案合理,取得了预期效果.     

超深地铁侧向泵站冻结法设计与施工

上海市轨道交通12号线嘉善路站—陕西南路站区间隧道超深侧向泵站,采用水平冻结法施工,布置水平冻结孔84个、测温孔7个、泄压孔2个。冷冻站安装5台冷冻机,冻结总需冷量333 646kJ/h。冻结站开机运转57d后,盐水温度保持在-30℃左右,基本能满足设计要求。冻结后,侧向泵站冻土帷幕平均温度、厚度等均达到设计要求,保证了侧向泵站掘砌施工安全,地面、管线沉降及隧道沉降变形均在允许范围之内。     

基于弹性基础梁理论的冻结壁和冻结管变形与受力分析

冻结段掘砌过程中,冻结管的变形受力位移取决于冻结壁的变形,而施工段附近,冻结壁的变形受力不符合通常按平面问题处理的厚壁筒理论要求。提出了分析施工段附近冻结壁的弹性基础梁力学模型,分析推导出基于弹性基础梁的冻结壁变形位移计算表达式,并通过实例计算与实测结果分析对比,较全面地考虑了冻结壁及中部未冻土的力学性质、冻结壁的几何尺寸、掘砌施工段高、无支承段高、泡沫塑料可缩层、混凝土井壁的支承作用等因素,较好地反映了施工段附近冻结壁的受力和变形情况,并把冻结壁变形和冻结管的弯曲联系起来,为研究冻结管的变形和破坏提出新的计算方法和途径。     

富水砂层斜井冻结壁变形有限元预测

为了保证富水砂层斜井冻结法凿井的安全进行,需对富水砂层斜井冻结法凿井过程中冻结壁变形规律进行预测。采用ANSYS有限元分析软件,引入冻结壁蠕变参数,对富水砂层斜井冻结壁变形规律进行预测,分析不同埋深和不同空顶距离下斜井冻结壁变形规律,研究结果可为穿越富水砂层斜井冻结法凿井安全施工提供一定的依据。     

南京地铁试验段联络通道及排水泵房冻结加固施工技术及分析

结合南京地铁试验段联络通道及排水泵房冻结法施工,分析总结了冻结法在冻结管施工、冻结、开挖构筑等阶段的施工技术难点及对策,同时,对施工监测进行分析,探讨了冻结过程中温度、地面变形、冻胀压力等的变化规律,可以为今后南京地铁旁通道冻结法施工及监测提供一定的参考。     

地层水平冻结钻孔施工技术

对地层水平冻结孔施工工艺、钻孔偏斜测量与控制作了较全面阐述,并分析了水平冻结孔偏斜规律及钻孔对地表沉降的影响,提出预防地表沉降的措施,为今后水平冻结工程钻孔施工提供经验。     

地层水平东结钻孔施工技术

对地怪水平冻结孔施工工艺、钻孔偏斜测量与控制作了较全面阐述,并分析了水平冻结孔偏斜规律及钻孔对地表沉降的影响,提出预防地表沉降的措施,为今后水平冻结工程钻孔施工提供经验。     

井筒施工对地面相邻建筑的影响和思考

结合具体工程的实施过程,分析了斜井明槽施工对边坡稳定及相邻建筑地基沉降及基础变形的影响,斜井暗挖冻结施工期间对地面建筑桩基布置、桩基承载力取值及桩基低温养护的影响,立井冻结施工对井塔的内柱布置及桩基承载力的不利影响。结合处理办法探讨井筒与相邻建筑的工程实施应统筹考虑,设计要以整个项目场区为背景,有先导性和预判性,施工要合理安排施工顺序并加强措施管理,后期使用应加强监测,保障结构安全可靠。     

井架基础稳定受厚表土冻胀控制的影响

煤矿建井过程中,采用永久井架凿井,具有投资省、工期短等优点,但对于深厚表土冻结凿井时常因冻胀、融沉影响井架基础稳定性,研究控制冻胀、融沉控制对利用永久井架凿井具有现实意义。采用水动力模型进行土体冻胀及控制过程的数值模拟,较好地模拟了连续-间歇冻结模式下的土体冻结过程。采用控制容积法,按有限差分方程讨论离散方程的稳定性和精度,探讨提出基于间歇冻胀可以有效控制土体冻胀的机理,在安居煤矿副井表土段冻结凿井期间开展间歇冻结的工程实施方案,并进行了现场实测,取得了较好的结果。     

冻结井井壁结构与效果分析

通过对东荣矿二个井筒外层井壁施工过程中出现破坏原因的分析,指出了在设计施工中存在的不足,为冻结井采用井壁的设计计算和施工中井壁变形控制提供了试验数据。同时结合工程实例,分析了夹层注浆的实践与效果,提出了控制合理注浆的相应措施。     

赵楼矿深厚表土层冻结法凿井工程监测技术

结合赵楼矿深厚表土冻结法凿井工程,介绍了冻结法凿井中的地层冻结工程相关参数监测、井帮温度与变形监测和井壁收敛监测、上部已成型井壁段的温度和受力与变形监测,依据监测结果及其规律分析,主井及时中途套壁,副井在出现井壁裂隙的情况下坚持大段高掘砌.赵楼矿主副井外壁掘砌平均速度分别为88.33m/月和93.21 m/月,内壁套砌速度均超过280 m/月.两井筒施工与施工组织设计相比分别提前28 d和26 d通过冻结段,节约直接冻结运行费约396万元,实现了深厚表土冻结法凿井的安全、快速施工.     

冻融温度场作用下既有井壁受力变形规律研究

根据宁东地区麦垛山煤矿既有井壁条件下井筒施工面临的问题,通过数值模拟的方法,研究了麦垛山副井侏罗系地层冻融过程中冻结壁冻胀力以及既有井壁受力变形的规律,得到了冻结与强制解冻交互作用下,井壁不同特征点径向应力应变和切向应力应变分布规律,结果表明采用强制解冻可以有效控制井壁周围冻土的位移,减小井壁周围土体所施加的压力,从而释放冻胀压力,达到有效保护井壁的目的。     

含水不稳定基岩段新型单层冻结井壁结构及抗渗研究

单层井壁较我国普遍采用的双层井壁结构形式有施工工期短,成本低等优点。提出了在煤矿立井穿过含水不稳定基岩段时,可采用单层井壁结构。针对单层井壁存在施工冷缝且受到地下水压力和多向应力的作用出现渗(漏)水的问题,研制出了一种用膨胀混凝土和类S形接茬方式浇筑的新型单层井壁结构形式。根据相似理论进行了井壁结构模型设计和模型试件的加工制作,并做了相关的模型试验。研究结果表明,此种新型单层冻结井壁在环向压力和竖向压力共同作用下的抗渗性能良好,所以单层冻结井壁在井壁结构施工中具有一定的可行性。     

间歇控制冻结技术在红庆梁回风立井冻结工程中的应用

在冻结井筒施工过程中,井筒冻结与掘砌的时空配合非常重要,在西部软岩地层显得尤为突出。红庆梁回风立井冻结工程在综合考虑井筒掘砌速度、冻结温度场发展的同时,首次提出并采用了间歇控制冻结技术,取得了显著效果,为西部软岩冻结施工控制提供借鉴。     

基于AHP-Fuzzy法的煤矿立井冻结法施工风险管理研究

为了减少煤矿立井冻结施工中的安全事故,通过对立井冻结实际工程案例的分析总结,采用层析分析法对各风险因素的评价指标进行权重计算,并结合模糊评价法建立风险因素综合评价矩阵,最终依据最大隶属度原则得出立井冻结法施工中存在的高风险指标及一般风险指标,在此基础上,从组织、技术、经济等方面制定出对应的风险预控措施,从而有效控制煤矿立井冻结法施工风险。     

530 m特厚冲积层冻结法凿井关键技术分析

围绕着表土段冻结法方案和冻结壁优化设计,新型高强冻结法井壁,法向材料及施工工艺,超深冻结孔钻进,测斜及纠偏技术,信息化施工技术的应用等几大关键技术问题做了大量卓有成效的工作,满足了工程安全施工的需要,为我国在超深厚表土层中的冻结法施工积累了成功的经验。     

冻结井开挖初期出水原因分析

对冻结井出水情况进行了介绍,并对其出水原因进行了分析,分析表明:冻结孔偏斜和地下水位的频繁变化使冻结交圈困难,从而形成了冻结壁未冻窗口,是冻结井出水的主要原因。在此基础上提出了相应的处理措施,为冻结井新井建设提供参考。