隧道钢拱架支护的失稳破坏分析与对策

针对隧道支护使用钢拱架存在的靠增加钢拱架数量提高支护系统承载力的做法,结合工程实例分析隧道支护中钢拱架失稳破坏的形式及原因——钢拱架因为侧向刚度低而发生弱轴平面内的扭曲失稳。指出采取增设钢拱架之间的适当连接,增加其相互约束,可提高钢拱架弱轴平面的抗弯刚度。这是隧道支护设计与施工中提高钢拱架支护系统承载能力的简单易行的有效方法。这样做有利于充分发挥钢拱架的承载能力,获得良好的工程经济效益。     

深部巷道U型约束混凝土拱架力学性能及支护体系现场试验研究

针对处于深部、断层构造破碎带等条件下的难支护巷道,提出U型约束混凝土(UCC)拱架新型支护技术。对拱架的承载特性及变形规律等进行数值及室内试验研究,并明确新型拱架失稳破坏的关键部位,综合分析UCC拱架支护体系的作用机制。研究结果表明:UCC短柱具有较好的延性和后期承载能力,极限承载力相对U型钢短柱提高127%~196%;UCC拱架承载能力是对应U型钢拱架的2.16倍;UCC拱架支护体系作为一种新型的三维立体支护体系,围岩控制效果显著,该支护体系下巷道围岩变形量最大为53 mm,仅为U型钢拱架的20.6%,且UCC拱架能够提供高强支护阻力,有效保证支护体系的安全性。     

Y型支护体系变形特性及结构稳定性研究

针对既有等截面交叉洞室衬砌老旧且为素混凝土结构等问题,开展交叉口的空间支护结构体系研究.根据交叉口空间特征,提出了一种由30工字钢制成的Y型主拱架支护结构.为研究支护体系中钢拱架的变形特征和力学特性,优化支护参数,保证围岩的稳定性,采用荷载-结构法对支护结构进行数值模拟分析.针对结构的薄弱点及30工字钢弯制带来的问题,通过对异型钢拱架与正常钢拱架进行抗弯承载力试验,验证异型钢拱架的力学性能.综合考虑围岩开挖轮廓及支护结构稳定性要求,通过设计搭接斜截拱架的方法,以增加支护体系的整体稳定性,并形成了一种新型的等截面交叉口支护体系.最后结合现场量测数据验证新型钢拱架结构的稳定性.     

公路隧道钢拱架施工技术及质量控制要点

隧道开挖完成后,为了快速控制围岩变形及防止坍塌,应及时进行初期支护.初期支护体系中,钢支撑一般包括钢筋格栅钢架、工字钢钢拱架及H型钢拱架等,其中工字钢钢拱架较格栅钢架的刚度较大、独立承载能力强,加工安装较H型钢相对简单方便,因此应用最为广泛.目前,公路隧道以新奥法为理论支持,最主要的一种初期支护形式为锚杆、钢拱架、钢筋网片及喷射混凝土形成联合支护体系.本论述重点就钢拱架的标准化加工、施工安装及质量控制方法进行分析探讨,为相关施工提供参考.     

架棚巷道使用新型前探梁挂卡的研究

在矿井巷道掘进过程中经常需要架棚支护,架棚支护的临时支护都是使用前探梁,而前探梁挂卡对前探梁的固定又起到了关键作用,所以在前探梁挂卡的方便牢固可靠关系到架棚巷道的施工安全和掘进效率。     

浅谈黄土隧道初期支护及质量控制

介绍了黄土隧道采用超前管棚以及由钢拱架、格栅拱架和喷混凝土组成的初期支护体系以及在支护过程中应注意的事项,最终达到控制质量的目的。     

meiIV级围岩软弱段隧道施工支护技术探索

结合IV围岩隧道工程实例，采取强支护施工原则，本文将针对软弱围岩的特点，由钢拱架（或格栅拱架）、系统锚杆、钢筋网和喷射砼组成联合支护体系，提出支护施工所采取的控制技术措施，为同类工程提供参考。     

高地应力软岩隧道大变形控制方案现场试验

为了研究高地应力条件下隧道软弱围岩的变形破坏机制,探索适用于高地应力条件下的软岩隧道大变形控制技术,基于宝汉(宝鸡—汉中)高速某高地应力软岩隧道工程,提出了“双层H形钢拱架”初期支护和“原位应力释放+双层H形钢拱架”初期支护2种建设方案,并通过现场试验的方法对比分析2种方案的控制效果。结果表明：“双层H形钢拱架”方案优于“原位应力释放+双层H形钢拱架”初期支护方案,后者对围岩的扰动较大,在围岩松散破碎条件下,优先选用“双层H形钢拱架”方案,但在地应力极高的条件下,采用“原位应力释放+双层H形钢拱架”方案更合适。采用双层初期支护方案,可降低围岩损伤。此外,支护施工中应合理确定预留变形量,宁超勿欠,以保证拱架支护效果。     

迈步式超前支护装置降架过程控制方法

为降低降架时超前支护装备对顶板稳定性的影响,提高支护效果,在分析支护结构和力学分析的基础上,建立超前支护装备升降架过程的力学模型;根据超前支护降架过程的力学要求,即保证支撑力缓慢减小的同时,对多液压缸进行同步控制,由此提出了降架过程位移-压力的双闭环控制方法,借助Simulink和力学模型对控制系统进行建模并仿真.最后,将研究内容应用到超前支护装备的实验样机中,实验结果表明:降架过程的最大同步误差10 mm,可控最高精度达到5 mm.     

弱胶结软岩主斜井支护方案研究

为了分析弱胶结软岩主斜井支护过程中的围岩应力、变形以及锚索锚杆应力情况,验证各支护方案的可实施性,利用岩土工程专业分析软件MIDAS-GTS对主斜井施工阶段进行三维数值计算,对混凝土板、锚杆及钢支架三种支护状态下的围岩变形受力进行对比分析。结果表明锚网喷架联合支护对弱胶结、易风化水解岩层支护效果较好,在不含水阶段全段面锚网喷支护可以代替锚网喷架支护。现行支护方案可以适当改变锚杆、钢支架参数来提高支护效果。     

弱胶结软岩巷道锚网喷架联合支护技术

为研究弱胶结软岩遇水易泥化、崩解对软岩巷道变形破坏的影响,以东胜井田某矿主斜井弱胶结软岩巷道支护工程为研究对象,通过室内试验分析弱胶结软岩遇水软化机理;通过理论计算,提出全断面锚网喷架支护方案并给出具体支护参数;利用有限元分析软件MIDAS/GTS对弱胶结软岩巷道全断面锚网喷架支护方案进行数值仿真分析.研究结果表明:较大孔隙的微观结构和较高的伊利石、蒙脱石等亲水性物质含量是导致弱胶结软岩遇水破坏变形的主要因素;全断面锚网喷架支护形式能够确保支护体系充分发挥作用,围岩变形量较小.     

典型复合顶板锚网索耦合支护实践

锚网索耦合支护解决了架棚支护的被动支护带来的巷道变形量大、难以维护和锚索辅助支护所带来的顶板安全隐患问题,有效地解决了典型复合顶板条件下的井巷支护难题,对相同条件下的井巷施工具有指导意义,具有很好的推广价值。     

大断面综采切眼支护技术在新安煤矿中的探索与实践

本文针对综采开切眼传统架棚支护方式的局限性,探索采用了锚网索支护技术,取得了理想的支护效果和显著的经济效益及社会效益。     

地下等截面交叉洞室扩建衬砌拆除及支护方法

为确保存在应力集中交叉口区域、衬砌老旧失效且为素砼结构的地下深埋废弃洞室改造扩建数据中心之后继续稳定服役,依托贵阳市地下某等截面交叉洞室改扩建数据中心工程,通过有限元数值模拟、现场监测的方法研究不同衬砌拆除方案、不同支护体系施工的围岩位移、应力以及主钢拱架变形受力特征。结果表明:首先开挖三角交叉区域衬砌,再以三角区为界,左右对称拆除衬砌的素砼衬砌拆除方案对围岩影响最小;Y型主拱架的整体竖向位移以及内力均为最小,但拱架整体有向右侧偏移的趋势;结合上述结论,提出了一种“三角交叉区开挖,Y型主拱架先行,左右对称拆除,随拆随支接搭拱架”的衬砌拆除+支护一体化施工控制方法;数值模拟与现场监测变形趋势一致,斜长拱架拱脚钢拱架应变、围岩压力、混凝土应变最大,但皆满足工程支护要求。可见该方法满足数据中心的服役要求。     

高地应力隧道钢架支护变形与防护措施

本文通过对云南省(云桂铁路新莲隧道)高地应力围岩初期支护钢拱架失稳破坏分析总结,选取合适的高地应力隧道初期支护措施,利于控制初期支护变形。     

锚索技术在荫营煤矿的应用

锚索支护是一种新型支护形式，对锚索支护原理的分析及在荫营煤矿的多次试验说明：锚索支护作为一种高承载支护形式，完全可取代架棚支护，而且操作简便，同时还可以加快掘进速度。     

煤矿使用无极绳绞车巷道交叉点的支护技术应用

本文介绍了煤矿推广新设备而带来的巷道交叉点的施工及支护方式,对煤巷架棚支护巷道交叉点的施工方式及存在的问题,提出了解决的办法,并针对煤巷扶抬棚时交叉点支护的弊病,提出了巷道交叉点的施工方法及支护方式。     

坚硬顶板下综采准备工作面扩帮立架施工工艺

利用掘进机一次性扩帮到立架宽度，利用先进的支护方法对工作面切眼顶板进行控制，并且切眼支护一步到位。     

纸坊隧道大变形控制技术

为解决纸坊隧道施工中沉降和收敛过大,初期支护变形侵限导致拆换拱架的现象,本文通过对纸坊隧道地质条件、支护结构、施工工艺控制等因素以及监测数据进行分析,提出了有效、合理的工法及支护措施,为下步施工提供指导,也为类似工程提供借鉴。     

方钢约束混凝土拱架补强机制研究及应用

方钢约束混凝土(SQCC)拱架作为复杂条件地下工程中的一种新型支护方式,具备很高的支护强度和后期承载能力,而拱架留设的灌浆孔因局部削弱和应力集中效应而成为拱架的关键破坏部位,对拱架整体承载能力具有很大的影响,需对灌浆孔进行补强处理以提高拱架开孔后的整体强度.针对SQCC开孔短柱进行室内试验及数值试验,对比分析短柱变形破坏形态、荷载位移曲线及极限承载力等力学性能,研究方钢约束混凝土拱架补强机制;建立约束混凝土强度及经济指标,综合对比短柱补强效果.以SQCC150×8短柱为例,留设灌浆孔后短柱极限承载力相比SQCC短柱降低29.9%;侧弯钢板补强(ASS)后短柱的强度指标达148.7%,经济指标为90.8%,补强效果最好,且补强钢板长度在180~240 mm范围内,厚度为8 mm时,侧弯钢板对灌浆孔补强效果最明显,经济指标增长率最大.侧弯钢板补强试验结果在全比尺拱架室内试验中得到充分验证,在现场巷道支护应用中效果良好,研究成果为约束混凝土支护设计提供了依据.