水工建筑物下伏采空区稳定性评价及治理措施研究 ——以彬长矿区输配水工程为例

位于煤矿采空区上的水工建筑物,存在采空引起的沉陷问题,沉陷使采空区上覆岩层的围岩失稳,使地表变形呈现裂缝、塌陷台阶等不同型式的地质灾害,导致建筑物受损,并影响其安全稳定性,使工程建筑物不能发挥其功能。为此需对采空区进行勘察研究,研究其垮落型式和垮落体体积,在此基础上采用概率积分法,对建筑物下伏采空区引发的地表变形进行计算预测,分析评价剩余变形量的稳定性,确定建筑物下伏采空区治理标准,研究采空区的治理范围、防治措施、施工方法,提出质量控制要求。通过垂直钻孔、全胶结法灌浆充填的方法对深层煤炭采空区进行治理,用钻孔检测等多种方法对治理后的采空区进行检测,其倾斜值、曲率值、水平变形值、水平移动值和下沉量均小于采空区场地变形允许值。说明对剩余空洞体灌注混凝土的治理方法达到了预期效果,可以为同类采空区治理工程提供借鉴经验。     

采空区残余变形预测研究

禹州郭村煤矿采空区稳定性问题,是南水北调中线一期工程重大工程技术问题。基于概率积分法沉陷理论,运用采空区在自重下残余变形极限值计算公式,以郭村煤矿采空区剖面4为基础,应用FLAC3D软件对采空区无注浆处理时渠道开挖前和施工运行中两种工况建立数值模型,研究其变形规律。计算出郭村煤矿采空区竖直残余变形极限值为331 mm,水平残余变形极限值为82.8 mm。研究表明:采空区上方两端地表处的水平位移值最大,其值受渠道开挖影响很小;地表竖直位移总体呈随采空区埋深增大而减小,随离渠道水平距离增大而减小的趋势;地表变形受渠道的影响相对较大,这将为采空区地面开挖等提供理论参考。     

贵州山区煤矿开采地表沉陷变形预测模型

山区煤矿开采地表沉陷移动变形监测资料甚少,目前山区煤矿开采地表沉陷移动变形主要是通过修正后的概率积分方法进行预测。以松河矿区为例,采用矿山沉陷预测系统,对煤矿开采引起的地表沉陷移动变形进行预测,得出了矿区沉陷影响范围值及地表沉陷移动变形值。     

混合支护下深基坑开挖引起的近接建筑物稳定性分析

以往学者对于深基坑开挖引起的周边沉降,一般考虑的多是单支护形式,因而开展混合支护条件下深基坑开挖对临近建筑物稳定性的影响研究,对确保建筑物稳定性具有重要意义。结合成都轨道交通8号线一期工程其车站深基坑工程监测数据,通过分析施工全过程地表沉降及支护结构的位移变化规律,对混合支护形式下的基坑稳定性进行评价;还通过建立研究区三维数值模型,进一步分析了混合支护刚度、建筑物结构柱刚度对建筑物整体位移的影响规律。研究结果表明:混合支护型式能有效控制基坑周围建筑物群的整体变形;提高建筑物基础刚度及建筑物墙体刚度等可保证基坑开挖过程中建筑物变形量处于控制值范围之内;围护桩直径增加50.0%,建筑物基础沉降减小19.5%,楼板竖向位移减小27.3%;建筑结构柱尺寸(边长)增加1倍,沉降最大值可减小60.0%。     

韩城发电厂坡体蠕滑变形机制及工程应急治理

韩城发电厂为一坑口电站，由于东侧山体下煤层采挖引起了坡体及厂区的地基变形，严重威胁了电站的安全运行。经研究其变形机制受控于地下采空区上方岩体中应力重分布形成的应力拱效应和岩体向采空区位移所产生的侧推效应。地下采空也改变了坡体原有的水文地质环境，上伏岩体的松弛拉裂为地下水软化岩体提供了方便，坡体内农灌引水隧洞的漏水更加剧了坡体的变形。为此在工程治理中采取了停止采煤、引水隧洞堵漏、坡体排水等项措施，经监测，坡体及厂区变形速率已明显趋缓。     

某电站边坡卸荷岩体工程地质研究与稳定性分析

某电站厂房后边坡产生沉陷、地表拉裂缝等变形迹象,边坡的变形趋势对厂房的安全运行构成威胁.根据地质勘察资料,对后边坡松动卸荷岩体进行工程地质研究,对变形发生机理进行分析,在此基础上,针对边坡内部和表面排水、抗滑桩、锚筋桩等综合加固措施,进行了相应的稳定分析计算和评价,为后续的治理提供了极为重要的资料.     

某水电站库区变形体成因机制分析及稳定性评价研究

在我国水利水电建设工程中,边坡变形问题已成为影响工程安全的重要因素,尤其是基岩变形体,若其产生变形破坏,具有突发性、一次性滑塌方量较大、水库涌浪较大,难以防范等特点,研究其成因机制与稳定性评价对此类灾害防治具有重要意义。本文以某水电站库区基岩变形体为研究对象,以环境地貌条件、工程地质条件及物理地质作用为基础,结合地表地质现象、钻孔岩芯资料、表观监测、钻孔测斜监测等成果,将边坡进行分区评价。其分析评价方法具有一定代表性,有利于类似工程项目分析评价借鉴。     

上软下硬地层盾构斜穿建筑群“仓-注”联合控制技术下的地表变形规律研究

为研究盾构在上软下硬地层工况下盾构斜穿建筑群的安全稳定性,以深圳地铁14号线四坳区间为工程依托,建立盾构穿越建筑群实际工况的1∶1模型,研究在盾构下穿建筑物过程中在不同土仓压力和注浆加固联合作用下地表沉降的变形规律。通过研究不同土仓压力下的地表变形,对土仓压力进行变量分析,提出在此工况下最佳的土仓压力控制值;并基于施工建议土仓压力值对盾构下穿建筑物的不同加固深度进行研究,得出了保证建筑物稳定的7ｍ最小加固深度,确保建筑物稳定,为同类工程提供施工建议。     

采空区变形监测技术分析

通过万家寨引黄工程北干线煤矿采空区近十年的变形监测,使用静态GPS和数字水准仪器,按照水平变形和垂直变形观测的方法,对该采空区进行地表监测。对采空区的稳定性评价提供了可靠数据支持,为同类采空区变形监测提供借鉴。     

基于Creator与FLAC~(3D)的采空区隧道变形稳定性分析

为了分析采空区隧道变形稳定性问题,隧道围岩变形特性研究显得十分重要。首先利用虚拟现实软件MultiGen Creator对一破坏的采空区隧道支护结构进行三维仿真模拟计算,并对其破坏情况进行统计分析。然后,借助三维有限差分软件FLAC3D对同一采空区隧道进行数值模拟计算。通过把模拟计算结果与统计结果进行对比,发现数值模拟与统计结果基本一致。结果表明采空区的存在对隧道的变形稳定性影响很大,这将对采空区隧道后期的支护加固治理提供有益参考。更多还原     

公路下伏煤矿采空区勘察、设计现状及存在问题

煤矿采空区工程地质勘察、设计是目前中国公路工程建设所面临的热点问题之一.由于采空区工程地质条件复杂,到目前为止,在高速公路下伏采空区工程地质勘察、设计等方面尚未形成成熟的理论及工程勘察、设计体系.在论述采空区类型和特征的基础上,着重介绍采空区勘察、稳定性评价、工程治理设计等现状,并提出了存在问题和相应建议.     

不稳定沉陷区水工程建设技术探讨

南湖是开滦采煤沉降区复垦工程。通过区域变形模拟,评价基础稳定性,为水工程的结构型式、抗变形、止水选择提供依据,揭示不稳定沉陷区水工程建设的规律性。本文对此加以介绍。     

南水北调中线焦作煤矿采空区地表变形特征

我国水利行业缺少在煤矿采空区地表移动盆地内修建工程的经验,同时也缺少高精度地表移动盆地变形的观测资料,为了掌握地表移动盆地的变形情况,在焦作煤矿采空区开展了地表盆地高精度的变形观测工作,观测项目包括水平、垂向位移.对观测点的布置情况和观测结果进行了介绍.通过分析,归纳出4类不同的变形特征,并对各种变形特征条件下,在采空区内进行工程建设的适宜性提出了意见.     

南宁市某废弃花岗岩采石矿边坡稳定性分析

采石遗留的深陡边坡的稳定性和安全性是目前矿山边坡治理的重要研究内容。依托南宁市宾阳县某废弃花岗岩矿山的边坡治理工程,介绍了边坡治理区的现状和选用的治理方法,在此基础上采用数值模拟的方法,建立治理前后边坡计算模型,分析一般工况、暴雨工况和地震工况下的边坡变形和稳定性变化规律。研究成果表明:无论何种工况,边坡斜面上的变形最大,沿着坡面的法向边坡内部不断减小;相同工况条件下,加固后岩体的整体性更好,岩体能充分利用内部岩体的抗剪强度进行抗滑;挂网客土喷播+锚杆技术能有效改善边坡的变形和提高其稳定性;边坡变形表现为坡面最大,坡顶次之,坡脚最小,计算结果与监测值接近。     

南水北调中线工程禹州矿区段线路方案工程地质比选分析

采空区问题是决定南水北调中线工程总干渠线路方案比选的关键性地质问题,文章介绍了禹州煤矿采空区的分布情况,着重分析了两个线路方案采空区的地表移动变形机理、变形形式、地基稳定性和残余变形的差异,从工程地质方面建议推荐地质病害程度低、技术可行的绕山明渠方案。     

金家沟坡积体变形的治理监测

位于皂市水利枢纽大坝右岸下游导流洞出口上方的金家沟坡积体,呈带状分布,宽110～130 m,长约380 m,地表高程75～240 m,地面坡度20°左右,下伏基岩较为软弱,且处于地表地下水集中排泄部位,前缘临空,潜在明显的稳定性问题.若开挖不当将引起失稳,直接危害导流和上坝交通安全.因此,在治理的同时,开展了地表位移、深层位移及地表地下水等项监测.安全监测成果为采取工程措施治理该坡积体变形、指导施工以及评价其稳定性提供了可靠的科学依据.     

滑坡工程治理效果分形预测研究

滑坡经过工程治理的效果评价问题及其安全稳定性状况是不容忽视的课题。以滑坡变形时间序列为基础，构建分形预测模型，进行了稳定性预测研究和治理效果评价分析。依据杭金衢K103滑坡治理的实际情况，基于位移时序数据，采用分形预测模型评价其工程治理效果和反馈其安全稳定性状况，并引用地下水位埋深变化情况和抗滑桩动态变位情况予以实测对比验证。研究结果表明：滑坡治理采用的应急处治方案和永久加固方案切实可行，各项工程措施均充分发挥了功能效应，综合作用下滑坡治理效果显著，其稳定性变化趋势说明滑坡目前处于安全稳定状态。其亦证实分形预测模型分析精度高、处理速度快，能为滑坡治理和安全分析提供可行的技术平台。     

混凝土在护坡中的应用与技术改进

江河治理中，占有相当比重的对工程安危起关键作用的是建筑物的护坡工程。本文就目前应用较为普遍的混凝土护坡结构型式，对其应用实效、经济指标和可靠性进行分析并提出技术上的改进方案和措施，论述推广应用该结构型式经济、可靠的途径。     

水电厂蜗壳裂缝分析与治理

结合某水电厂1号机组的蜗壳裂缝情况，深入地研究了水工混凝土建筑物的裂缝危害性评估与治理方法。采用有限元方法计算了蜗壳典型断面的温度场和应力场，对蜗壳的抗裂能力进行了验算，分析蜗壳裂缝的成因和裂缝的稳定性，提出了裂缝治理方案。通过工程实践，证明裂缝分析合理，治理效果良好。     

基于离散元法的采空区诱发斜坡变形破坏过程研究

为研究节理条件下采空区对岩质斜坡变形破坏过程的影响,以贵州省清镇市小二岩危岩体为研究对象,运用PFC~(2D)模拟采空区影响下岩质斜坡渐进破坏过程,并在模拟过程中分别对斜坡坡顶、坡脚、采空区、采空区上方地表四个位置进行监测。初步研究发现:小二岩斜坡为缓倾上硬下软型结构,由于地下采煤导致小二岩斜坡出现变形,在开采作用下其主要的变形方式有采空沉陷和坡顶拉裂;研究区内节理裂隙发育,岩体被节理切割成块体,地下开采后,引起坡顶岩体应力变化,拉裂隙沿节理面产生,岩体发生累进性破坏,为崩塌的发生提供了积极条件;分析认为在对斜坡体进行节理化后,节理对于斜坡的变形具有指引作用,斜坡在采空区变形位置沿节理向陡崖顶部产生大量的拉张裂隙并且最终贯通,与小二岩斜坡的实际变形相近。