浅埋大断面黄土隧道变形控制技术研究

浅埋黄土隧道在施工过程中普遍存在着围岩变形量大、拱脚稳定性差、地表沉降量大、围岩裂隙广泛发育等诸多弊端。为探究浅埋大断面黄土隧道施工变形原因及变形控制技术措施,以银西铁路宁县2~#隧道进口浅埋段为研究对象,对浅埋大断面黄土隧道的施工影响因素进行理论分析,采用三台阶设临时仰拱法,大管棚和中管棚联合超前支护,锚网喷配合钢拱架初期支护,钢筋混凝土二衬支护和围岩监测分析等多种技术手段,最终确保了顺利施工。结果表明,施工方法、支护结构及工艺措施等都会对隧道围岩变形控制有较大影响,支护结构封闭成环是黄土隧道围岩变形控制的关键,现场施工过程中缩短仰拱封闭的时间和距离至关重要。     

偏压黄土隧道治理方案对比分析

通过数值模拟的方法,运用大型有限元软件Midas GTS NX对偏压黄土隧道的变形进行分析,并对不用治理方案进行对比。分析表明:偏压黄土隧道变形不对称,受力状态差,施工中容易引发塌方或者大变形等;增加偏压侧拱肩覆盖层厚度的方法可以较好的改善偏压黄土隧道的变形,使隧道衬砌左右侧变形趋于对称,受力更加合理;反压坡脚的方法,对改善偏压黄土隧道变形的作用不明显。     

偏压隧道的稳定性研究

地表倾角不同是隧道形成偏压的一种原因。由于地表不对称,隧道两侧受力状况不同,从而容易对隧道衬砌产生破坏。采用有限元分析方法研究了不同地表倾角、隧道周围变形过程及隧道锚杆和塑性区分布特征,得出了以下结论:隧道围岩变形随着地表倾角增大而增大,隧道深埋侧变形大和锚杆轴力大;隧道在地表倾角30°时,受地形偏压影响明显,深埋侧塑性区扩大。这些研究可为受地形偏压的隧道设计提供一定的理论依据及施工建议。     

粉质黏土地层盾构隧道下穿河流地表变形研究

以苏州地铁6号线双线盾构隧道下穿外城河为背景,结合盾构下穿河流施工工艺,借助Midas数值模拟与现场监测数据对地表位移及管片变形规律进行研究。重点讨论了盾构施工中注浆压力和注浆材料对地表变形的影响。研究结果表明：在双线隧道开挖的过程中,地表隆起有叠加效应,最大隆起值达到了2.86 mm,约为单线隧道开挖的最大变形量的1.5倍,最大地表隆起出现在两条隧道轴线连线中点偏向后行隧道一侧。地表的最大水平位移发生在双线隧道左上及右上两侧。左、右线管片整体上浮,最大竖向位移出现在两隧道中间内侧偏下的位置,右线管片左下侧变形明显大于左线右下侧变形,但变形趋势大致相同,呈对称分布。讨论了不同注浆参数对地表位移的影响,为双线盾构隧道下穿河流施工引起的地表位移预测提供了参考。     

黄土丘陵区高压输电线塔下压煤安全开采

晋西黄土丘陵地区地形复杂,冲沟发育,黄土层地表受煤炭开采影响后地表移动变形剧烈,地表移动变形十分复杂,容易引发地裂缝、崩塌、滑坡等地质灾害。为确保地面高压输电线塔安全使用,通过对黄土丘陵区地表采动变形及损坏特征及地表高压输电线塔抗采动变形能力分析,文中提出了高压输电线塔保护性开采方案,并对高压线塔采取安全保护措施,实践表明采后未影响高压线塔的安全使用。     

不同深度黄土微观特性对开采沉陷的影响研究

为了探究厚黄土层下开采黄土微观特性对地表移动变形的影响,以山西某矿为例,采用物理实验与数值模拟相结合的方法,分析了不同深度黄土颗粒组成及微观结构特征,建立了厚黄土层分层模型,研究了不同黄土层厚度下的地表变形特征,揭示了黄土微观结构变化对地表移动变形的影响。研究表明：随着黄土深度增加,粉粒含量不断减少,黏粒及胶粒含量升高,微观结构由似柱状堆砌到似球状镶嵌最后形成胶结凝块结构,孔隙空间由贯穿可压缩孔隙到镶嵌孔隙最后形成微孔隙空间;该矿150 m厚黄土层下开采,地表最大下沉及水平移动值分别为4.112、1.327,20 m黄土层移动变形低于地表黄土,黄土压缩量约占地表最大下沉值的12.4%且主要表现在地表浅层处;随着土岩比不断增大,地表下沉量及水平移动呈先增大后减小特征,两者分别于土岩比1.33、1.67达到转折点;黄土层随着深度的增加,其微观结构变化对于地表宏观沉陷具有缓冲作用。     

浅埋大断面富水软弱黄土隧道变形控制技术及措施

浅埋大断面富水黄土隧道在施工过程中普遍存在围岩渗水量较大,流塑性明显,容易坍塌掉块,围岩变形严重,裂隙广泛发育等诸多弊端。为防止浅埋大断面黄土隧道变形失稳,以银西铁路贾家湾隧道出口浅埋段为研究对象,从黄土隧道围岩自身特点、施工方法和涌水三方面因素分析围岩变形的原因,采用支护结构封闭成环技术、防排水施工技术、塌方预防措施及围岩监控对比分析,确保了贾家湾隧道出口富水段隧道的正常施工,可在同类型隧道中推广应用。     

地铁盾构法开挖地表沉降的估算及控制对策

盾构法开挖隧道引起的地表沉降以及对周围建筑物的影响是工程界长期以来备受关注的科学技术问题,以某条地铁隧道为例,用ADINA大型非线性有限元软件对盾构法的开挖过程进行了三维有限元模拟,揭示了在盾构推进过程中地表沉降分布以及地表变形的特点;同时作出了在软土地基中盾构法开挖减少地表沉降的几条措施：土压平衡式掘进、预注浆、上层锚杆加固土体、选择合理的掘蝌进参数加强地表沉降监测和先行隧道的变形监测.     

充填黄土开采在地表变形控制中的应用

为有效解决建筑物下积压煤柱的安全绿色开采问题，结合矿区环境实际，提出了控制地表变形的地表黄土综采置换煤炭技术。本文对当地黄土的物理及力学特性进行了测试分析，并根据开采引起的地表变形预计结果，确定了合理的“等价采厚”，提出相应的预处理措施。     

超浅埋段软土地层地铁暗挖区间监测数据分析

在地铁暗挖区间隧道施工中,超浅埋段软土地层隧道结构和地表沉降较大,通过对武汉地铁某标段超浅埋段软土地层第三方监测数据分析,得出超浅埋段软土地层地铁隧道施工引起的隧道结构和地表沉降变形规律并反馈施工及时调整各项支护参数,有效的控制了地表过度沉降,为工程的顺利施工提供了科学的理论指导.     

大断面黄土隧道施工及工后沉降数值分析

通过有限元数值计算分析，以黄土区铁路隧道开挖工程为实例，研究探讨了大断面浅埋黄土隧道采用CD法施工期间的衬砌变形与地面沉降，并考虑了衬砌施作时间对施工期间及工后沉降的影响。对于工后沉降分析采用拟静力方法预测隧道在车辆动荷载作用下的沉降变形，所得结论可为黄土区浅埋地下隧道的设计与施工提供参考依据。     

富水黄土隧道初期支护监控及分析

以新松湾隧道为例，通过对该隧道应力、位移的量测，对富水黄土隧道的支护与土体间接触应力分布规律及引起结构变形原因进行了分析和探讨。     

基于非均布载荷下梁结构破断理论的地表破坏规律

为研究晋南典型山区厚黄土层薄基岩地质条件下煤矿开采对地表的破坏规律,本研究以山西省河寨煤矿为例,在实地调查的基础上,采用UDEC软件进行数值模拟,得出岩层断裂及地表移动的关系。模拟得到上覆岩层断裂的位置,地表破坏最严重。根据模拟结果,建立了基于非均布载荷的梁结构覆岩破断模型,推导出覆岩初次断裂和周期断裂的步距公式。将计算结果与实测地表裂缝位置进行对比,取得较好的一致性。研究表明：在山区厚黄土层薄基岩地质条件下进行煤矿开采时,采用非均布载荷梁结构断裂模型预测地表裂缝间距是可行的。     

黄土软岩公路隧道涌水类型划分

针对甘肃黄土区的自然条件，依据该地区已建黄土及软岩公路隧道渗漏水调查情况和铁路隧道涌水状态分类，运用工程类比法提出适合该地区公路隧道防排水结构设计的隧道涌水类型划分及对涌水类型校核与细分的三种方法。隧道涌水类型划分对该地区中短隧道涌水预测极为方便，为甘肃省天崦二级汽车专用公路设计与施工提供了有效指导。     

深部煤巷围岩变形与控制机理的数值模拟分析

 摘要：为解决深部煤巷支护难题,应用FLAC数值模拟程序研究了深部煤巷围岩变形全过程、地应力对巷道变形的影响和巷道变形控制机制。得出了围岩开挖变形应力场、位移场和塑性区变化规律,地应力对巷道变形的影响规律以及深部煤巷围岩变形控制的内在机制。结果表明：随着开采深度的加大,巷道变形对地应力的敏感度增强;底板是巷道整体稳定的关键,底板变形加剧两帮及其它部位的变形;巷道底板控制应当从围岩整体相互作用的角度实现变形控制。     

厚煤层放顶煤工作面瓦斯防治

采用综合抽采技术,利用地面固定抽采系统与井下移动抽采系统,施工顶板走向高抽巷、倾斜高抽巷、仰斜钻孔、顺层钻孔等措施综合治理瓦斯。     

厚黄土下综放高强度开采地表沉陷与覆岩破坏实测

为研究厚黄土下厚煤层综放开采地表沉陷和覆岩破坏规律,通过在工作面地表建立岩移观测站和地面钻孔水文勘探,进行了地表沉陷变形实测和覆岩破坏高度钻探测定。总结研究地表岩移观测站实测资料和覆岩破坏探测钻孔水文观测资料,得出厚黄土综放高强度条件下地表沉陷剧烈,曲线较陡,在下沉盆地边缘沉陷变形曲线收敛较慢,最大下沉速度偏大,采动影响范围偏远;覆岩破坏探测结果显示综放覆岩破坏异常发育,导水裂缝带高度与综放采厚近似成正比,裂高采厚比例系数平均为19.75。研究成果为黄土区综放地表开采损害防治和水体下采煤及顶板水害防治提供技术支撑。     

黄土沟壑区湿软地基处理的FLAC数值模拟

黄土沟壑区分布的湿软地基目前还没有系统的理论研究,其工程性质与一般软土有一定区别。为合理选择该类型软土的地基处理方案,结合实际工程,运用FLAC数值分析软件对湿软黄土地基不同处理情况下的应力应变进行了模拟,得出合理结论。由于黄土沟壑区湿软地基的地层结构较为类似,依据文中的数值模型可修改相应参数后用于其他相似断面,为地基处理方案的设计和施工提供依据。     

深部矿井软岩巷道支护探究

随着我国矿井开采深度的逐渐增加,深井软岩巷道越来越多,地应力也相应增加;同时也对深部矿井软岩巷道支护和维修带来了不利因素,直接影响着矿井安全生产和经济效益.因此,深部矿井软岩巷道支护成为矿井亟待解决的问题之一.通过分析软岩巷道的特性,影响巷道围岩稳定性的因素,深部矿井软岩巷道矿压显现的特点和软岩巷道的支护原则,对支护方法进行探究.     

组合地基处理法在湿陷性黄土地区的应用

地基湿陷性是黄土地区影响地基稳定性的因素之一,也是引起建筑物破坏的主要形式。结合西安一些高层建筑物采用组合地基处理法取得的技术效果进行了详尽的分析介绍。论证了组合地基处理法在湿陷性黄土地基处理中的应用,可消除部分或全部湿陷性,从而改善地基的承载力,减小地基变形。