支护技术论文范例6篇

支护技术论文

支护技术论文范文1

1.1案例分析某商业大厦位于市中心,共36层,建筑面积158800m2,设有4层地下室,地下总面积为42000m2,建筑平面按照方形的形式进行布置,建筑轴线距离东西99.5m,距离南北103m。地下基坑底部最深的相对标高为﹣24.5m,采用钢筋混凝土梁板筏基作为基坑基础。现场场地比较狭小,而且周围环境颇为复杂,受资金限制,工期较短。该工程在2011年9月开工,初步计划基坑土方开挖在3个月内完成。经综合考虑,多次商讨,最终决定采用灌注桩和锚杆综合支护结构体系。

1.2支护体系设计阶段在施工前,需要做好支护体系的设计工作,为安全施工提供相应的保障。在我国,深基坑支护技术的发展时间相对较短,但是同样取得了一定的成效。在该工程中,由于现场环境相对复杂,应该提前做好测量和勘查工作,结合多方面的因素进行综合考虑,从多个设计方案中,选择最具经济性、可行性、安全性的施工方案。不仅如此,应该做好相应的技术交底工作,对设计方案进行详细讲解,确保施工人员都能够明确施工流程和施工工艺。

1.3支护体系施工阶段(1)工程施工。深基坑工程综合性较强,施工颇为复杂,涉及土力学、岩土工程、计算机等诸多领域,挖土、围护、防水等每一个环节都很重要。一旦出现问题,极有可能影响到整体安全。为此,施工单位对施工人员进行了严格的培训,在施工中,全体施工人员都以设计方案为依据,严格按照规定程序进行每一项操作,加强各方面的管理,使得失误率大大降低。(2)水体控制。在深基坑工程施工中,地下水的影响是非常巨大的。因此,在对深基坑工程进行设计时,应该做好地质水文勘查工作,了解施工现场及周边地区的地下水位、走向等参数,制定科学合理的止水措施,做好深基坑工程的防水、降水、排水设计,确保设计方案的合理性和可靠性,保证深基坑工程施工的顺利进行。(3)锚杆支护。土层锚杆主要起的是钻孔作用,钻孔对象有两种,一是开挖的深基坑的墙面;二是尚未开挖的基坑立壁土层。其施工流程为:先提前测量勘察,标出关键部位或较弱部位;然后使用锚杆机在指定位置钻孔,锚的高度、钻杆倾角等都应符合规定标准;孔深达到要求后,将孔端扩大,通常会形成柱状;接下来取出钻杆,检查锚索,并将钢筋、钢索等抗拉材料放入孔内,然后灌注相应的浆液材料,使之和土层相结合,成为抗拉力强的锚杆。

1.4锚杆支护技术在深基坑工程施工中,为了保证施工安全,防止基坑周围土体可能出现的坍塌、滑动和裂缝等问题,可以采取锚杆支护技术,对土体进行加固,提升土体的粘聚力和强度,生成相应的次承载层。在锚杆支护施工中,锚杆材料的选择是非常重要的,直接影响着支护的效果。因此,施工人员应该充分考虑工程施工的实际需要,选择新型高强锚杆材料,结合杆结构与形式的优化,提升锚固效果。对于一些施工环境相对复杂的深基坑工程,如果单纯采用锚杆支护技术,则难以起到相应的加固效果,在一些旧有建筑的加固施工中,仅适用锚杆支护同样难以实现良好的支护效果。在这种情况下,可以引入其他技术,如注浆技术等,与锚杆支护技术相互结合,开发相应的注浆锚杆,通过对注浆参数的合理控制,可以起到良好的加固目的。

2结束语

支护技术论文范文2

某土木工程项目基坑平面尺寸116.47m×117.3m,基坑施工整平地面标高为19.0m,地下室底板垫层底绝对标高5.95m,基坑开挖深度约13.05m,核心筒范围局部加深7.05m,加深段平面尺寸26.5m×23.184m。该土木工程基坑支护原设计为“预应力锚索+排桩抗侧向土压力支护结构体系”+“高压旋喷桩止水帷幕”。然而综合考虑现场实际情况、试桩取芯效果、施工工期安排、对周边地块影响等方面的因素,将“预应力锚索+排桩抗侧向土压力支护结构体系”优化为“钢筋混凝土内支撑+排桩抗侧向土压力支护结构体系”,将“高压旋喷桩止水帷幕”优化为“三轴水泥土搅拌桩止水帷幕+支护桩间高压旋喷桩”。

2边坡内支撑支护类型比选

目前现场排桩已基本施工完成。由于基坑四周均为待开发地块,尤其是东侧为地铁已确定开发用地,南侧为工商银行用地,使用锚索将对周边地块的开发造成严重障碍,所以建议本基坑支护结构下部采用排桩+内支撑体系。根据基坑的平面形状和目前施工现状,对以下3种内支撑体系的布置进行了比选。

2.1对撑+角撑布置体系

(1)优点:在环境保护要求较高的情况下,利于控制墙移。(2)缺点:①支撑混凝土用量较多。②核心筒范围内的立柱桩与工程桩冲突严重,影响核心筒施工效率和施工质量。③由于十字交叉桁架与核心筒平面位置重合,核心筒地下三层以上部分的结构必须等到整个地下室地下三层施工完成,混凝土支撑拆除后方可施工,对整个工期有制约作用。

2.2圆形环梁布置体系

(1)优点:①方便挖土和主体结构施工。②支撑混凝土用量较小。(2)缺点:①由于基坑南侧和东侧地势较高,北侧和西侧地势较低,虽采取了基坑上部放坡的措施,但仍存在一定的坑周荷载不均匀的情况,对支撑体系整体稳定不利。②须等到基坑的整个环梁体系施工完成后,方可进行大面积土方开挖。③对中间环梁的施工要求较高。(3)角撑布置体系:①优点:方便挖土和主体结构施工、施工方便。②缺点:与圆形环梁布置体系相比,混凝土用量较多。由于本项目工程进度和基坑安全都必须确保,而对撑+角撑布置体系对塔楼施工进度制约太大,因此不采用;圆形环梁布置体系不仅对土方开挖进度有一定制约,而且现场地势情况不利于该体系的整体稳定,因此亦不采用。综上分析,最终选择采取角撑布置体系。

3边坡支护技术优化

3.1支撑竖向布置

原设计排桩标高为13.0m,改为内支撑后,为避免混凝土支撑与主体结构下二层板冲突,将原设计排桩标高调高0.3m,即13.3m,经初步计算分析,基坑上部采用放坡,下部排桩+一道混凝土支撑。

3.2基坑止水帷幕

根据高压旋喷桩试桩取芯效果显示,砂砾层与岩层交界面芯样不是很理想,为了保证深基坑的止水效果,确保深基坑开挖的安全性,将外排高压旋喷桩改为三轴深层水泥搅拌桩,内排高压旋喷桩保留。

3.3坑中坑支护结构

坑中坑局部加深7.05m,加深段平面尺寸26.5mx23.184m。根据地层条件,并结合核心筒桩基承台的施工统一考虑,采用放坡开挖的方式。施工顺序要求:(1)放坡后,先施工深坑结构底板及侧墙。(2)然后在深坑侧墙外侧回填土,至桩基承台底。(3)最后施工桩基承台和大基坑底板。

4结语

支护技术论文范文3

关键词:巷道支护 深井 研究

随着煤矿资源开发的进行,采矿工程的深度也在日益提升,深埋地下的深井、软岩巷道也是越来越普遍,进而使得开采难度不断加大。很多研究表明:深度开采失败的原因在于巷道支护没有考虑到深井及软岩特点,导致其深压结构变形所致。本文对国内外在深井、软岩巷道支护方面的研究进行了理论上的论述,为今后这方面的工作开展奠定基础。

一、国内在深井、软岩巷道支护方面的研究

一般的巷道支护多采用锚喷网技术,仅对于深井、软岩巷道,往往单一的锚喷网尚不能解决问题。经过几十年的努力,我国深井、软岩巷道的支护技术有了较大的进展,对软岩巷道的支护机理也有了一定认识。近年来着重研究试验了锚网喷索、锚网喷索注浆加固、锚网喷索二次支护、U型钢支架锚索、U型钢支架喷注、混凝土(料石)碹注浆加固、架后充填全断面封闭式U型钢可缩支架、架后充填钢管支架、架后充填大弧板支护、网壳支架及上述部分支护形式和卸压等组成的联合支护技术,并取得了一定的效果。基本上形成了锚网喷或U型钢支架一次让压支护,二次加强支护围岩稳定性的支护思想。典型的深井、软岩巷道支护技术、理论有:

1.联合支护理论

其主要观点概括为:对巷道支护,不能一味地强调支护刚度,要先柔后刚,先让后抗,柔让适度,稳定支护,由此发展起米的支护形式有锚喷网索、锚喷网架、锚带网架、锚带喷架、锚喷弧板等联合支护技术。

2.锚杆围岩强度强化理论

侯朝炯教授、勾攀峰教授深入地进行了锚杆支护控制围岩稳定的实验室及理论研究,提出锚杆与围岩相互作用组成锚固体,锚杆可改善锚固体力学参数,提高锚固体的强度,使岩体强度,特别是峰后强度和残余强度得到强化,形成共同承载结构,充分发挥围岩自承能力。锚固体随锚杆支护强度的增加而提高;锚同体强度得到强化,达到一定程度就可保持围岩稳定。该理论在力学计算上采用了锚杆锚固区围岩较锚固区外的岩体力学性质参数提高,支护体在巷道周边径向支护的工作阻力为零的方法来分析锚杆的支护效果。

3.松动圈理论

其主要内容:坚硬围岩巷道,其松动圈都接近于零,此时巷道虽有变形但不需要支护。松动圈越大,收敛变形越大,支护难度越大,故支护的目的是防止围岩松动圈发展过程中的有害变形。

4.应力控制理念

该理论也称为围岩弱化法、卸压法等。原理是通过一定的技术手段改变某些部分围岩的物理力学性质,改善围岩内的应力及能量分布,人为降低支撑压力区围岩的承载能力,使支撑压力向围岩深部转移,来实现围岩稳定的目的。

5.岩性转化理论

该理论认为同样矿物成分、同样结构形态,在不同工程环境条件下,会产生不同应力应变,以形成不同的本构关系。

6.轴变论理论

该理论认为巷道坍落可以自行稳定,围岩破坏是由于应力超过岩体强度极限引起的,坍落改变巷道轴比,导致应力重分布;应力重分布的特点是高应力下降,低应力上升,并向无拉力和均匀分布发展,直到稳定而停止。

7.锚喷——弧板支护理论

其要点是对软岩总是强调放压不行,放压到一定程度,要坚决顶住,即采用高标号、高强度钢筋混凝土弧板作为联合支护理论先柔后刚的刚性支护形式,坚决限制和顶住围岩向中空位移。

8.主次承载区理论

核心是说巷道开挖后,在围岩中形成拉压域;压缩域在围轻深部,体现了围岩的自撑能力,是维护巷道稳定的主承载区;张拉域形成于巷道周围,通过支护加固也能形成一定的承载区,但是较主承载区,只起辅助作用,称为次承载区,两区协调作用实现巷道的最终稳定。

9.软岩工程力学支护理论

该理论采用工程地质和现代大变形力学相结合的方法,分析软岩变形的力学机制,提出了以转化复合型变形力学机制为核心的一种新的软岩巷道支护理论。

二、国外的研究现状

从20世纪初以来,英国、德国这些采矿技术水平较高的国家对矿井深部开采的支护技术难题从理论及实用技术上进行了许多研究。其中以奥地利工程师L .v.Rabcwicz为代表提出了诸多软岩工程的支护理论,主要的成果、方法有:

1.新奥法

该法是在岩体或土体中设置的使地下空间的周围岩体形成一个中空筒状支撑环结构为目的的设计施工方法。其核心是利用围岩的自承作用来支撑围岩,促使围岩本身变为支护结构的重要组成部分,使围岩与构筑的支撑结构共同形成坚固的支撑环。

2.应变控制理念

该理论认为巷道围岩的应变随支护结构的增加而减小,而允许应变则随支护结构的增加而增大。因此,通过增加支护结构,能比较容易地将围岩应变控制在允许的应变范围内。

3.能量支护理论

其核心是文护结构与围岩相互作用、共同变形,在变形过程户,围岩释放一部分能量,支护结构吸收一部分能量,但总的能量没有变化,因而主张利用支护结构的特点,使支架自动调整围岩释放的能量和支护体吸收的能量,支撑护结构具有自动释放多余能量的功能。

支护技术论文范文4

[关键词]井巷支护技术 发展现状 锚杆支护

[中图分类号] TD35 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-2-324-1

煤矿是人们在开掘地质层时挖掘出来的合理空间,包括巷道、采掘面和井峒等。随着采煤量的不断增多,重大煤矿安全事故时有发生。这些事故暴露出诸多的安全问题,煤矿企业的支护方式落后、支护强度低、井巷支护过程中安全技术措施不到位等问题直接导致事故多发,对人们生命安全造成巨大损失。因此,深入研究井巷支护技术,不断提高其科技含量,是保证安全生产的关键措施。

1井巷支护技术发展现状

按照地质条件的不同,支护技术主要分为以下两种:一种是正常的地质环境下,料石砌暄或整体浇注混凝土支护,钢拱架式结构,高刚性的掩护筒式结构及迅速发展起来的锚喷支护等。特殊的地质环境下支护技术主要有锚喷支护、锚喷网与钢拱架相结合的联合支护或支架壁后充填等。目前常用的井巷支护技术主要有以下4类。

1.1传统支护

传统的支护技术中混凝土及木材是其主要材料,主要分为两类:衬砌和支撑。衬砌是永久性的保护围岩,而支撑是指临时性加固。在坍落拱和古典压力等思想理论的指导下,人们认为围岩局部出现坍塌是由巷道开发所致,围岩坍塌使硐室的形状发生改变,而自行获得巷道稳定。传统的支护技术中,围岩为荷载,支护为承载,支护只单纯起到抵抗承受的作用。传统支护所消耗的木材量大,且深受岩性的影响,因此适用的范围较小,主要在浅部岩层中使用。

1.2金属支架支护

金属支架支护中刚性支架的工作阻力与变形量成反比关系,变形量大,则工作阻力小,变形量小,工作阻力增大,直至刚性支架遭到破坏使得工作阻力消失。可缩性支架与工作阻力成正比关系,压缩量大,工作阻力也随之增大,或者出现恒阻。金属支架支护中之支护为支架,荷载体为围岩,支架承受不均匀的荷载或侧压力会导致支架不稳定,或不能竖向承载。高地应力松软破碎围岩条件下应用金属支架支护,具有地面预制的优点,保证质量的同时便于在井下实行机械化的安装或批量生产,其不足之处为底板沉降或扭曲折断时直接失去支护能力[1]。

1.3锚杆支护

锚杆支护技术在采矿中已经被广泛应用,是指将各种锚杆安装于矿井巷道中的岩石中,加固巷道岩体,从而保证巷道安全。这种技术的主要核心在于根据巷道实际条件和不同锚杆的特点来具体设计支护,从而形成稳固结构应用于巷道之中,提供一定的支护抗力,避免巷道周围围岩产生位移或者变形。

1.4复合支护

煤炭开采越来越深入,危险性也随之增大,各种工程事故不断爆发。传统的支护技术已经不能满足安全的需要,因此,复合支护技术得到大力推广应用。复合技术主要是指联合两种及以上的技术共同支护巷道,锚喷支护就是通过将喷混凝土与喷浆、锚杆支护相互联合的支护技术,广泛应用于顶拱及巷道边墙中。这种联合使用的方式可以使巷道抗裂的能力大大增强,抗拉强度也有一定的提高,进而使整体的支护能力大幅提升。新兴的锚索支护也是一种联合技术,主要利用金属网及锚索来发挥支护作用,在围岩较差的开切眼、交岔点、大峒室、巷道等地方都可以使用锚索支护,费用低、工期短、方法简单、可靠安全。

2井巷支护技术的发展趋势

2.1支护理论

必须要找出可信的先进理论为支护技术的设计指导,如软岩工程支护的岩石力学原理,对软岩变形机制进行分析,从而提出了新型的软岩巷道支护技术理论。联合支护的主要观点为不只是单纯强调支护强度,而是主张先抗后让,在适度的柔让中实现稳定支护。

2.2支护技术

根据地质条件的不同,综合考虑各种因素,选择联合方式,依据巷道实际条件,重点发展柔层析架支护技术及主要应用于软岩巷道中的分步动态加固技术。柔层析架支护技术主要是指柔性层及刚性层并用于支护体中,工字形的钢支架作为刚性层,使用连接杆将支架连接成整体,锚网支护为柔性层,层与层之间要预留间隙,有利于岩层充分变形,释放能量,而且刚度充分可以有效的限制其发生有害变形,最后喷混凝土以实现永久性的支护。柔层析架支护技术适用于复杂性的围岩状况,如深入的大断面巷道。围岩变形分为多个阶段,不同原因破坏岩层,其形态也会存在差异,因此采用分步、动态的加固技术更为安全有效。第一阶段的支护技术护、让为主要目的,第二阶段中围岩变形会相对稳定,为预防其长时流变,应及时喷层和加固,注浆的时间要滞后。分步加固支护技术对时间间隔有严格要求,因此施工具有一定难度,但支护强度会得到很大提高,施工速度快,适用于破碎岩层的深部巷道[2]。

2.3巷道工程

在设计巷道工程时,以下几个问题应特别注意:一是选择岩层层位。尽量选择坚固稳定的岩层,可以适当的多做巷道。二是设计硐室时,尽量避免开口,交叉交错的情况也尽可能的不要出现,确保设计集约化,这一方面可以借鉴何满潮教授所设计的泵房吸水井。三是根据构造条件的不同,针对性的选择支护方式。四是确保支护可以同步受力,具有一定的匹配性,设计深部巷道时对变形量要给予一定预留。

3结束语

巷道支护技术的发展关系着煤矿产业的安全生产,因此实际应用中应遵循巷道支护的安全要求,针对性的选择合理技术,采用联合支护方式,最大限度的保证支护质量,施工时对可能产生的各种问题认真解决,制定科学的井巷支护方案,严格按照标准执行,实现安全生产。

参考文献

支护技术论文范文5

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支护技术论文范文6

[关键词]沿空留巷技术;煤矿开采;技术手段

[中图分类号]TD353

[文献标识码]A

[文章编号]1005-6432(2011)19-0171-01

1 当前我国煤矿生产沿空留巷支护的主要问题

因为我国煤矿的地质状况差异较大,所以使得进行沿空留巷围岩控制时需要进行复杂的研究,巷旁支护技术处于初步使用阶段,技术层次和水平等没有很好的适合生产的需要。当前在沿空留巷的支护设计,巷旁支护的实践和理论方面存在着一些问题。

1.1沿空留巷支护设计思路问题

我国采煤生产以往使用的沿空留巷技术,其设计的思路存在一定的不合理性,多数都将工作面回采之前的巷道掘进以及回采之后的留巷进行独立的设计,没有从系统的角度进行考虑,更没有实现把沿空留巷作为一个系统工程进行支护,例如在进行需要保留巷道掘进之前,巷道支护形式和支护参数的确定时,对后期沿空留巷技术的实际需要,没有进行预先的考虑,致使沿空留巷后巷里面的支护体强度不符合两次采动影响的要求,巷内和巷旁支护匹配度不够,致使达不到预期的留巷目标。

1.2巷内支护存在的问题

很多的理论和采煤生产实践的研究表面,提高留巷围岩的强度,正确地进行巷内支护方式的选择,是实现煤矿所留巷道在留巷后发挥作用的关键。随着我国的综采综放技术的不断进步,工作面的采煤越来越多,因为工作面采煤能够估出厚度较大的煤层,上覆岩层的活动程度和波及范围也有了一定的增加。回采巷道内的压力随着采煤高度的增加而增大,加上已采区、工作面的采动引起的支承压力的叠加,使得巷道围岩的应力变大,造成了工作面超前支承压力受影响的距离增加,矿压显现更加的急剧。沿空留巷的顶板下沉量,在开采厚度增加的情况下也慢慢的增大,在采煤面的前方,巷道断面收缩率较大,如果不采取及时合理的巷内支护,把巷道的变形控制在合理的范围下,则可能会影响所留巷道进行下区段回采时候的正常使用。

1.3巷旁支护存在的问题

沿空留巷技术的难点之一就是巷旁支护,这一技术在我国的煤矿生产中,没有得到很好的处理和解决。传统的巷旁支护容易产生支护阻力以及可缩性等,不符合沿空留巷围岩变形,其密闭性和机械化程度较低等一些缺点,这些缺点的存在,对巷道的维护以及采空区漏风和自燃的预防是不利的。因此,一段时期以来,沿空留巷技术基本上都是在条件较好的中厚或者薄煤层的采煤工作中应用,采煤条件较差或者厚煤层的开采时候,使用沿空留巷技术的实际困难较大,效果不理想,多数的留巷需要进行翻修才能使用。传统的巷旁支护方式只能够用在中厚及以下煤层的低瓦斯煤矿以及没有自燃发火倾向的稳定煤层。高水速凝材料和高水灰渣材料巷旁填充,硬石膏等风力进行填充,需要进一步建立较为复杂的填充体系。

1.4沿空留巷理论研究问题

与一般的回采巷道相比沿空留巷具有不同的特点,留空巷道的一侧是煤体层,另一侧是巷旁支护体,与此同时,还要承受两次强烈的采动和掘进时候产生的叠加应力的作用,造成剧烈的矿压显现,这些特点决定了这一技术的复杂性,到现在为止,对煤矿空留巷围岩控制的理论研究没有到达深入的层次,对于留巷所处的应力环境和矿压显现的规律把握不全面,构件的沿空留巷受力分析还不完备,没有研发出一套行之有效的参数设计值,不能较好的应用到沿空留巷实践作业中去。

2 沿空留巷技术的发展对策

2.1将沿空留巷技术视为一项系统工程

对于沿空留巷技术保留的巷道要受经过掘进和两次强烈的采动影响,因此对所要留设的巷道,要从掘进前的各项参数的设计,到施工期间的巷旁支护方式和参数选择,以及采煤工作面回采时候的超前加强支护、日常的生产管理等要予以全面、系统的决策,只有系统的设计才能保证留巷施工的顺利有效进行。

2.2使用锚网索支护作为沿空留巷巷内的基本支护

锚索网支护的优点是成本低,操作简便易行,节省时间等,而且锚索网的作用力一方面作用于围岩的表面,另一方面在围岩的内部也能够起作用,每一根锚杆在杆的周围形成了一个锚固体,使得锚固体内岩体的受力改变,围岩自身的强度也得到了提高。在沿空留巷中进行锚网索的支护,可以有效地解决金属支架被动支护的不足,实现充分的适应顶板的下沉,从而保证巷道顶板的稳定性能。

2.3因地制宜,提高沿空留巷技术在我国煤矿生产中的应用

因为我国煤矿地理条件、支护原材料的使用、矿井大小等存在的差异,所以进行因地制宜的使用不同的技术来完成留巷支护,一方面符合我国煤矿差异的实际,另一方面有利于留巷技术的使用。从增强我国煤矿巷旁支护的水平和采煤的机械化程度来讲,针对现代化的大型煤矿,实现巷旁填充技术成为了一个重要的研究内容。首先要加强对填充所用材料、充填的技术以及充填工作使用的设备进行深入的研究,降低充填材料的成本,使充填工艺更加的简便易行,满足充填材料运输和传送的施工要求。

2.4加强沿空留巷围岩控制理论的研究

按照不同类型煤层其地质条件的情况,进行不同沿空留巷受力模型的构建,研究科学合理的巷旁和巷内支护形式,加强对支护参数的计算,实现支护体系符合留巷围岩活动规律的要求。要按照各类煤层的不同的开采和地址条件,进行完整的、有指导作用的沿空留巷技术方案和作业规范的制定,实现沿空留巷技术的应用性推广。