隧道钢拱架支护的施工要点

钢拱架支护是隧道施工中普遍涉及到的一种支护措施,钢拱架施工质量直接影响到施工的安全、进度和企业形象.结合钢拱架的施工工序,简要地介绍了各工序的施工要点,为其它类似工程提供借鉴和参考.     

隧道格栅拱架喷射混凝土支护力学特性

目前大部分山岭隧道均采用"新奥法"施工,在"新奥法"施工中"格栅拱架+喷射混凝土"被作为初期支护结构越来越被工程界广泛采用,但其二者间相互作用的力学机理及其对支护效果的影响研究还不够充分。因此利用弹性薄壳理论建立了"格栅拱架+喷射混凝土"的力学分析模型,结合工程实例得到了"格栅拱架+喷射混凝土"初期支护的弹性解,分析了初期支护的力学特性。研究了喷层厚度及拱架间距对支护效果的影响,当格栅拱架间距在0.6~1.0 m调整时,格栅拱架间距对支护效果影响不是很明显,当喷射混凝土层达到设计强度后,围岩荷载主要由混凝土层承担。     

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。     

玉林隧道偏压进洞施工方案

根据玉林隧道洞口偏压的情况,采取了地表加固、大管棚超前支护、右侧初期支护加强、仰拱钢拱架闭合成环作为偏压进洞方案,成功地保证了隧道进洞.     

含水弱胶结未成砂岩挑顶斜井与隧道初支结构转换技术

根据兰渝铁路桃树坪隧道2号斜井含水弱胶结未成砂岩的工程地质特征,介绍一种利用挑顶斜井空间转换为隧道初支结构的方法。施工中通过提高斜井挑顶断面、井口钢门架、井端大拱脚、空架隧道初支、回填拱部空间等施工技术,较好地完成了斜井与正洞初期支护结构受力体系转换,保证了施工安全。     

首钢矿业杏山矿制作支护装置

正首钢矿业杏山铁矿井巷区自主完成了钢拱架支护任务。拱架支护不仅工艺复杂、施工难度大,而且危险系数较高,一架钢拱架由两个拱腿和一个弧形拱梁组成。施工时,工作人员需要先支好拱腿,然后靠人力举起进行调整、找正和固定。由于一个拱梁重达200多千克,两个人举起来不仅吃力且危险性大。为此,该矿作业区结合实际,自行设计了     

基于FLAC~(3D)的深埋膨胀性黄土隧道初期支护安全稳定性分析

为分析研究深埋膨胀性黄土隧道初期支护后的安全稳定性,依托埋深约为88m的小河沟黄土隧道工程深埋段,借助FLAC~(3D)软件,对设计变更前后的隧道开挖与支护进行了数值模拟,分析了围岩应力和变形、联合支护结构的变形及前方未开挖段的土体位移情况。结果表明,深埋膨胀性黄土隧道施工中,使用管棚外插超前小导管注浆进行超前支护,配合钢拱架和锚网喷联合支护结构,能够有效地提高围岩整体强度和自稳能力,承担围岩荷载,减小土体位移,提高施工安全性。     

深埋隧道穿煤段围岩—支护结构变形特征研究

利用围岩位移、锚杆轴力和钢拱架压力等现场监测和有限元数值模拟分析了通渝隧道穿煤段隧道穿过煤段围岩—支护结构变形特征及稳定性分析.研究结果表明:穿煤段受高地应力与岩体结构影响,围岩初期变形剧烈,位移释放量大,整个变形持续时间长,拱顶下沉尤为显著,下沉量约为水平收敛的3倍;围岩浅部较深部变形快、大,且松动圈为2.5～3.0m;隧道环向受力不均等特征.这为深埋隧道穿越煤段设计和施工提供了重要科学依据.     

U型约束混凝土拱架力学性能及变形破坏机制试验

针对深井高应力巷道支护难题，基于常规U型钢拱架设计了一种U型约束混凝土(UCC)支护系统。为明确支护系统核心构件UCC拱架的力学性能及变形破坏机制，采用自主研发的地下工程约束混凝土拱架1∶1力学试验系统，并结合数值计算方法，开展了系统的试验研究。结果表明，均压加载条件下，室内试验UCC29拱架的屈服荷载为1 230 kN，极限荷载为1 310 kN，数值模拟与室内试验结果相差仅为8.86%和12.5%，拱架整体呈现“拱顶上升，拱腿内敛，整体变瘦高”的变形形态，最大变形部位在拱腿中部至起拱点位置。拱架变形破坏机制为局部强度破坏造成拱架整体失稳。现场应用效果显示，UCC拱架具有显著的围岩控制效果，为深井高应力巷道提供了一种新型支护形式。     

庙宫水库排沙洞开挖工程不良地质段支护措施

隧洞开挖遇到成洞条件极差的围岩时,需采取特殊支护方式.河北省庙宫水库排沙洞工程采取了超前锚杆、钢拱架和喷混凝土联合支护方式,成功开挖了破碎带,并且研制了快捷、方便的拱架弯曲机,达到了适时支护的目标.     

隧道围岩坍塌分析及处理

在隧道施工中，由于多种因素影响，围岩坍塌较为常见。本文通过实例介绍了隧道破碎围岩塌方的处理措施和效果，采用全断面超前小导管预注浆固结松散体后再进行开挖、工字钢拱架加强初期支护的处理方法，并全面分析了塌方形成的原因，对隧道的设计和施工提出了建议。     

宜昌市北海路隧道塌方处理技术

通过宜昌市北海路隧道塌方处理施工的实例，分析了造成塌方的原因，提出并实施了钢拱架、锚喷网复合支护结构塌方处理方案，并对塌空区的回填方案进行了比对，优选泵送陶粒砼加固的新工艺，取得了较好的回填加固效果。通过监控量测成果分析证明了采用陶粒砼工艺大大减轻了回填砼的质量，从而减小了对钢拱架支撑、锚喷复合支护结构的压力，确保回填砼及钢拱架支撑、锚喷复合支护结构的稳定性，确定二次砼衬砌施作的时间。     

乌鞘岭隧道岭脊段极限位移及变形控制基准的研究

乌鞘岭隧道岭脊段千枚岩地层地应力高,围岩松软.隧道开挖后,围岩收敛变形较大.施工过程中,曾出现格栅拱架扭曲变形,局部地段二衬开裂等现象.为了选择合理的支护参数,制定合理的支护措施,有效地控制隧道变形,对该区段隧道施工时的极限位移进行了数值模拟分析,并结合现场量测结果,制定了施工过程位移控制基准,用于指导施工,取得了明显的效果.     

符山铁矿残采中散体巷道支护技术研究

符山铁矿在下盘残矿回收过程中,针对沉实散体围岩中掘进巷道存在的问题,以满足作业设备最小空间需求为原则选择巷道断面尺寸,利用自然平衡拱理论,优选了断面尺寸和U型钢拱架+背板的支护形式,并利用ANSYS有限元分析软件计算确定了18UY架型及600 mm拱架间距。该支护方案用于符山铁矿压实散体巷道,支护效果良好。     

地下工程约束混凝土支护理论与技术研究进展

随着我国地下工程的迅速发展,建设规模不断扩大,工程建设过程中面临大量高应力、极软岩、强采动和断层破碎带等复杂条件,导致围岩变形严重、控制困难,联合支护是复杂条件围岩有效控制的必然选择。工程实践表明,拱架作为联合支护的最后一道防线,其承载能力不足导致冒顶、塌方等事故频发。约束混凝土支护具有承载能力高、塑性韧性好、经济性能优等特点,近年来在矿山工程与隧道工程等领域得到了广泛应用。众多学者在室内试验、理论研究、设计方法、现场施工等方面进行了系统研究。在室内试验方面,进行了约束混凝土基本构件与拱架的力学性能试验研究,为约束混凝土拱架承载力计算理论与设计方法提供了依据。在理论研究方面,建立了拱架内力计算模型,形成了约束混凝土支护强度计算理论。在设计方法方面,进行了约束混凝土拱架整体选型设计、核心混凝土设计、灌注口与排气口设计、节点设计以及拱架间距与纵向连接设计研究。在现场施工方面,形成了矿山巷道复合施工与交通隧道机械施工两大类工法,研发了成套关键技术与装备。对上述研究内容进行了总结,同时对下一步约束混凝土体系设计、施工与验收规范制定以及在交通、水利、市政等不同工程领域的推广应用方面进行了展望。     

地下巷道支护钢拱架动力响应测量与分析

为了解某地下钢拱架支护巷道在爆炸冲击作用下的稳定性,分析支护钢拱架的动力响应参数,对距离爆源100 m的巷道测量断面进行测量并分析了支护钢拱架动态应变和加速度参数。结果表明:测量断面的巷道和支护结构主要受低频振动影响,其主要振动频率在20 Hz以下;测量断面巷道表面加速度在20 m/s2左右;支护钢拱架动态与静态应变叠加测量值最大为414×10-6,认为钢拱架在爆破冲击作用下仍在弹性变形范围内。     

堑沟底部结构复合支护技术

某金属矿山矿岩均破碎,采用堑沟底部结构出矿,阐述了喷射混凝土支护、管缝锚杆支护、水泥卷锚杆支护、U型钢拱架联合支护原理,并且根据矿山实际提出了3种复合支护技术：水泥卷锚杆喷锚网复合支护技术、水泥卷管缝锚杆复合支护技术和U型钢拱架喷锚网复合支护技术。堑沟底部结构复合支护技术,最大限度地发挥岩体的自承载作用;在装矿巷中采用素喷封闭+双筋拱喷锚网复合支护技术,使底部结构整体稳定性大大加强,为矿山安全稳定开采奠定了基础。     

拱盖法在岩质地区大跨隧道中的适应性分析

隧道上部开挖支护后与周边围岩共同作用形成"拱盖",为下部结构施工提供保障。隧道采用拱盖法施工,是为了充分利用围岩与支护相互产生影响和耦合作用形成围岩-支护共同作用原理,发挥围岩的自承能力。本文对青岛地铁大跨度隧道开挖工法进行了总结,并运用有限元软件进行数值模拟,进一步阐述了拱盖法在"上软下硬"岩质地层中的较强适用性。     

爆破荷载作用下新建与既有隧道支护结构

系统研究爆破冲击同时对新建隧道和既有隧道支护结构动力影响具有重要意义。以某隧道接近既有隧道为例,建立爆破施工对既有隧道和新建隧道支护结构的影响三维模型,利用高能炸药材料模型及JWL状态方程来模拟爆破荷载作用下既有隧道的动力响应特性,结合LS-DYNA显式动力分析程序和多物质流固耦合算法较为准确地对新建隧道的爆破机理进行数值模拟,对爆破荷载作用下既有隧道二次衬砌与新建隧道初期支护的动力响应规律展开研究,得到了不同工况下新建隧道二衬和既有隧道初支在不同时刻的振速分布规律、位移变化云图。结果表明：不同围岩等级既有隧道二次衬砌的动力响应规律十分相似,爆破冲击波最先传到既有隧道二次衬砌上迎爆侧边墙上,既有隧道二次衬砌结构上质点沿X方向振速峰值最大,衰减较快。当距离掌子面一定距离后,新建隧道拱脚处振速峰值超过拱顶位置,不同位置振速大小依次是拱脚＞拱顶＞拱腰。初期支护上质点X、Y、Z 3个振动方向中沿Z方向即隧道中心线方向振动较大,衰减较快。炸药起爆后,新建隧道初期支护上不同位置在爆破冲击波的作用下,沿着掌子面往洞口方向依次发生振动,同一断面上,拱顶和拱脚位置振速较大,施工中应加强监测。     

鲍家湾大断面隧道开挖和初期支护分析

鲍家湾大断面隧道开挖和初期支护以“新奥法”为指导思想。在开挖方法上，选择半断面台阶式爆破开挖；在初期支护方法上，采用锚喷网及格栅拱的方法。最后根据实践经验提出了在施工中应注意的几点问题。