软岩支护机构目前,国内外软岩巷道支护尚无良好的处理方法。其中大部分是在巷道开挖并进行支护后进行挖掘和支撑,并且随着围岩和支撑体的变形,进行一次或多次修复直到巷道寿命结束。这种传统的开挖- 支护- 破坏- 修复,再破坏再修复的方式和理念,不仅支护工作量大,耗时费力,成本高,而且安全性底、巷道环境状况差[1]。根据软岩变形的基本特征和现场观测的巷道变形情况可以知道,在围岩应力作用下,软岩的应力状态和变形方式是复杂的,这也对巷道支护提出了更高的要求。目前的巷道支护设计一般不允许围岩进入塑性状态,否则将降低其极限承载力。因此,巷道开挖等引起的围岩应力状态变化,需要对围岩提供一定的支护和加固,以保证围岩具有足够的承载力。由于不同的工程性质和不同地区软岩的应力状态,支护设计应充分考虑这种差异。根据在不同的区域中的应力,相应的设计支持方案,提出了以提高支撑效果和降低支撑费[2]。
这两种技术都是被动支护,它主要用于直接施加外力到巷道的周围岩石表面。金属刚性支撑主要采用被动径向约束,以平衡围岩的变形压力,并减少围岩的变形。该技术的优点是实现支护平衡,提高对软岩的适应性。缺点是随开采深度的增加和围岩的大变形,大大增加了支护成本。然而,有在支撑作用,这表明简单金属伸缩托架的刚度难以适应于较高的变形要求没有显著改善。砌体技术主要使用水泥,砂浆,石材等材料形成封闭的载体,被动地承受软岩巷道围岩变形产生的压力。该技术的优点在于它在周围岩石载荷下具有高强度和一定的承载能力。缺点是在高应力和复杂的地质条件下,这是很难满足的巷道支护[2]。
锚喷联合支护技术这项技术在巷路表面上施加力,并与周围的岩石内部建立互动的双重功能。常用的联合支持技术是锚喷支护。巷道周围特定范围内的岩体直接作用于围岩表面,采用端锚、加长锚和全长锚与喷混凝土相结合的方式,它起到抑制杆体周围的岩体变形的作用。这项技术的优点是及时性,贴近性和经济性。缺点是可靠性差,安全性和实用性。然而,新兴的高强树脂锚固螺纹钢锚已弥补了这些缺点,并在实际应用中取得了良好的效果[3]。
图3为武汉某地铁盾构隧道整体道床横向裂缝照片。由图3可知,大部分道床板变形缝附近均产生一条横向裂缝,且道床板两变形缝中间部分基本不产生横向裂缝,部分道床横向裂缝有冒浆冒泥现象,部分道床横向裂缝保持干燥。
锚索支护技术对于深部软岩巷道,由于地面应力较大,普通锚杆支护难以达到预期效果,特别是对于大断面巷道,拱部容易损坏。因此,在大地压软岩巷道施工中,有必要采取高强度支护措施,从围岩深度控制地压。锚索支护的原理是将锚索一端埋入岩层深处,再预加载另一端,辅以金属网和喷射混凝土,达到加强支护效果的目的[4]。
锚网喷框架组合支撑解决了软岩巷道支护强扩建问题,张向东,李军,刘家顺[5]等科研工作者,向洪庆梁煤矿强势扩建软岩路支护工程是学习的主题。通过理论分析和现场研究,分析了强膨胀软岩巷道的变形特征,主要表现为胶结性差,水膨胀,崩解严重,风化容易,自稳性差[6]。利用MIDAS / GTS 建立了强膨胀软岩巷道弹塑性数值模拟模型。采用锚固框架联合支护方案,分析了塑性区范围,应力分布,地表位移以及锚杆和U 形钢可折叠支架的受力情况。特征。通过现场试验时,获得下锚定网络合并的支持方案道路的围岩变形规律。结果表明,由锚净注射和U 型钢收缩托架的组合支撑系统将有效地提高了保持结构的整体刚度,增强所述自稳定性和周围的岩石的自支撑能力。为今后工程设计方案以及施工提供了宝贵的经验。
支撑原有巷道。第一支撑件用锚网喷涂,第二支撑件是“钢管混凝土支架+钢纤维混凝土拱+2 个支架加固锚索”。轴承环由支架,筏体和压缩拱组成,加强了支撑结构,最终形成了强大的支撑阻力,可以承载外围岩石。其中,由钢管混凝土支架提供的高强度径向支撑是必不可少的。(1)巷道截面形状和支护结构参数:现场调查表明,巷道变形主要是屋顶和底板围岩的变形。考虑到临时水仓库巷道应作为后期储存大型设备的机房,将设计巷道段的形状设计。它是一个垂直椭圆。它可以满足应用要求,适应围岩变形。支架主管采用Φ194mm×10mm 的20#无缝钢管制造;支架的结构分为两个部分,顶部拱形部分和底部拱形部分,并且连接壳体。(2)混凝土配合比:钢管中的核心混凝土按C40 配比; 混凝土喷涂层厚50mm,钢纤维体厚400mm,强度等级C25,钢纤维体积2%。(3)螺栓和电缆规格:螺栓采用Φ22mm×L2500mm 左手非纵向螺纹钢锚,间距700mm×700mm;锚索为Φ15.24mm×L7000mm,间距为700mm。(4)金属网采用Φ6mm 钢筋焊接,网孔尺寸为100mm×100mm;Φ10mm 钢筋焊接的钢网放置在支架两侧,网孔尺寸为100mm×100mm[7]。
大直径长锚,长锚和其他支撑方法需要特殊设备,大量使用时支撑成本相对较高,施工速度也较慢。在中国,它不能大量用于深部高应力和软岩。道路支持。为此,提出了以内部灌浆锚固为核心的锚固灌浆支护系统, 解决了深部高应力和软岩巷道支护问题。内部灌浆锚杆的施工工艺主要包括以下几点:(1)钻孔:用风钻钻孔,如果在煤层中,最好使用煤电钻。(2)安装锚固件:将内部灌浆锚固件运输到孔底。(3)密封和停止浆料:用软木塞密封孔,围岩裂缝和不规则开口孔,采用注浆防渗技术进行开孔,在软木插头周围缠绕2 到3 层黄麻。也可以使用再生橡胶塞或快速硬水泥辊来停止浆料。(4)灌浆:灌浆管与内部灌浆锚连接,进行灌浆作业。每个孔的灌浆时间为3~5min,多个孔可同时灌浆。(5)安装固定托盘:拆下孔的阀门,安装托盘,然后拧紧螺母[8]。
实验选取浙江临安一座以倒置A2/O工艺为主体、处理工业和生活污水为主的小型城镇污水处理厂为研究对象,处理规模为4×104m3·d-1,出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)的一级A标准,具体工艺流程见图1,具体进出水质见表1。
目前,中高职衔接已成为现代职业教育体系的重要组成部分,常用的模式有对口招生模式、分段贯通模式、五年一贯制模式、3+3 模式等。[3]江苏省南通技师学院工程造价专业采用“3+3模式”,于2017首次招生102人,学生在南通技师学院接受完中等职业教育(3 年)的基础后,再进入南通职业大学接受高职教育(3 年),毕业后获得全日制普通高校大专文凭和相应专业的高级操作技能证书。以工程造价专业核心课程《建筑施工技术》为例,分析如何根据中高职的培养目标设计该课程的教学标准,并结合中职学生的学习习惯、认知特点,提出教学设计思路。
锚固和支护时间的优化注浆加固后,围岩强度逐渐减小,巷道围岩变形先减小后增大。据此,陆银龙、王连国[9]等提出了数值模拟优化和现场监测方法的综合应用,确定了巷道的最佳锚固和支护时间,并将其应用于工程实践,取得了良好的效果。研究结果对软岩巷道锚固支护的施工和设计具有指导意义。
随着地面可利用土地资源的减少,地下空间工程建设变得越来越重要。然而,在中国大部分地区,地质复杂,岩体较多,这使得地下工程的支持变得非常困难。但随着我国科学技术的进步,为地下巷道支护技术的创新与发展提供了有利条件,多种支护技术将层出不穷,但现场试验和施工工艺仍需要加强。部分软岩支护方法处于理论研究阶段,相信在不久的将来一定会有很大的突破,也会有更多更好的软岩支护技术相继出现。
参考文献
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[2]郑显春,李鹏飞,郭涛.软岩巷道支护技术研究[J].煤炭技术,2016,35(4):63-65.
[3]曹贞.浅析深部软岩支护技术的研究与应用[A].中国煤炭学会矿山建设与岩土工程专业委员会. 矿山建设与岩土工程技术新进展——2017 年全国矿山建设学术年会论文集[C].中国煤炭学会矿山建设与岩土工程专业委员会:中国煤炭学会,2017:3.
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[8]王连国,李明远,王学知.深部高应力极软岩巷道锚注支护技术研究[J].岩石力学与工程学报,2005(16):2889-2893.
[9]银龙,王连国,张蓓,李玉杰.软岩巷道锚注支护时机优化研究[J].岩土力学,2012,33(5):1395-1401.
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