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大断面深埋隧道揭露高瓦斯煤层的安全岩柱预留厚度及影响因素研究
1
作者
时松
吴华
+8 位作者
周健
邸成
侯俊
姜潇
王小岐
郄建慧
江明锋
王剑宏
刘长武
《金属矿山》
北大核心
2025年第6期204-211,共8页
隧道及相关地下工程的建设越来越多地面临深埋、高地应力、复杂地质条件等情况,其中煤与瓦斯突出是隧道在煤系地层中掘进会遇到的难题。预留合适厚度的安全煤柱以便于综合消突对于隧道设计和施工是至关重要的。以昭通隧道作为工程背景,...
隧道及相关地下工程的建设越来越多地面临深埋、高地应力、复杂地质条件等情况,其中煤与瓦斯突出是隧道在煤系地层中掘进会遇到的难题。预留合适厚度的安全煤柱以便于综合消突对于隧道设计和施工是至关重要的。以昭通隧道作为工程背景,针对深埋、高地应力和超大断面的特点,基于尖点突变理论和止浆岩盘改进法分析了预留安全岩柱的影响因素;并运用数值模拟方法,分析了隧道等效高度、弹性模量、垂直地应力和瓦斯压力对临界岩柱厚度的影响。结果表明:瓦斯压力、隧道开挖等效高度和垂直地应力越大,所需预留安全岩柱厚度越大;弹性模量对安全岩柱厚度的影响较小,且呈现波动现象;在准确计算安全岩柱厚度方面,止浆岩盘改进法表现更好,与数值模拟结果更接近。根据研究结果,结合现场地质及施工情况,最终选择10 m作为昭通隧道预留安全岩柱厚度,顺利完成瓦斯抽采工作,并成功穿越突出煤层。
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关键词
深埋隧道
突出煤层
安全岩柱
尖点突变理论
止浆岩盘改进法
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职称材料
铁路隧道二台阶法施工关键技术参数的确定
2
作者
陈德健
张民庆
高波
《铁道建筑》
北大核心
2024年第11期95-99,共5页
为了适应隧道施工现场需求,根据现场施工技术水平优化隧道施工技术参数,提高施工效率,文章通过理论计算分析了Ⅲ、Ⅳ级围岩条件下二台阶法施工台阶高度对掌子面稳定性的影响,并提出了合理的台阶高度范围;结合隧道施工采用的机械设备情况...
为了适应隧道施工现场需求,根据现场施工技术水平优化隧道施工技术参数,提高施工效率,文章通过理论计算分析了Ⅲ、Ⅳ级围岩条件下二台阶法施工台阶高度对掌子面稳定性的影响,并提出了合理的台阶高度范围;结合隧道施工采用的机械设备情况,确定了台阶长度。根据研究结果,在地质条件较好的Ⅲ、Ⅳ级围岩采用二台阶法施工时,建议台阶高度按6~8 m控制,上台阶长度按Ⅲ级围岩65 m、Ⅳ级围岩50 m控制。通过现场实践,验证了所确定的二台阶法技术参数可在保证施工安全的条件下,显著提高施工效率。
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关键词
铁路隧道
二台阶法
施工
掌子面稳定
台阶高度
上台阶长度
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职称材料
内河交汇处沉管隧道基槽回淤厚度研究
被引量:
4
3
作者
傅鹤林
董子龙
+2 位作者
洪开荣
安鹏涛
林锐
《长江科学院院报》
CSCD
北大核心
2022年第10期103-108,共6页
基槽回淤对沉管隧道平顺度影响较大,对其防水性能产生威胁。为研究两河交汇处沉管隧道基槽的回淤特性,依托如意坊沉管隧道,构建数值计算模型,对比实际监测值以验证模型的适用性,进而揭示内河交汇处沉管隧道基槽回淤规律。研究结果表明:...
基槽回淤对沉管隧道平顺度影响较大,对其防水性能产生威胁。为研究两河交汇处沉管隧道基槽的回淤特性,依托如意坊沉管隧道,构建数值计算模型,对比实际监测值以验证模型的适用性,进而揭示内河交汇处沉管隧道基槽回淤规律。研究结果表明:模型中河流流速与实际监测数据误差较小,验证了模型的适用性;内河交汇处基槽淤积厚度整体呈中间大两端小、上游大下游小的规律;回淤分布受空间影响较大,基槽底脚淤积显著,且坡顶淤积厚度显著小于坡底;回淤量随时间的延长其敏感性逐渐下降;基槽开挖后,回淤均值为10 cm,将影响沉管隧道的施作,现场须采取清淤措施进行处置。研究成果为两河交汇处沉管隧道基槽回淤分析与治理提供了指导。
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关键词
内河交汇处
沉管隧道
基槽回淤
数值模拟
回淤规律
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职称材料
泥水平衡盾构用海水泥浆的改性试验研究
被引量:
11
4
作者
杨振兴
陈健
+3 位作者
孙振川
游永锋
周建军
吕乾乾
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第2期501-508,共8页
由于海水中富集大量可溶性盐类及各种金属离子成分,利用海水配置的海水泥浆具有相对密度大、胶体率低、稳定性差、失水量高等特点,不能满足泥水平衡盾构施工要求。为实现对海水泥浆改性以达到利用海水泥浆维持开挖面稳定,降低穿江越海...
由于海水中富集大量可溶性盐类及各种金属离子成分,利用海水配置的海水泥浆具有相对密度大、胶体率低、稳定性差、失水量高等特点,不能满足泥水平衡盾构施工要求。为实现对海水泥浆改性以达到利用海水泥浆维持开挖面稳定,降低穿江越海盾构施工成本,选用CMC(羧甲基纤维素钠)、纤维素PAC(聚阴离子纤维素)、聚丙烯酸铵等8种添加剂进行海水泥浆性质变化试验,优选出对海水泥浆改性明显的添加剂,并分析优选添加剂掺入量和时间对海水泥浆性质的影响规律。同时,基于优选的添加剂CMC,利用泥膜形成试验平台进行改性海水泥浆地层渗透试验。研究表明:不同添加剂对海水泥浆性质变化差异较大,增黏剂PAC、CMC对海水泥浆的改性效果稍好,24 h离析出现浑浊层、混合层、絮凝沉淀层。海水泥浆对地层渗透的滤水量大于改性海水泥浆,泥皮也稍厚,但呈稀疏状态。可以推测,添加剂中和部分海水成分,呈絮凝沉淀,多余添加剂表现出对淡水泥浆的增稠作用。
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关键词
海底盾构隧道
泥浆改性
泥浆渗入试验
成膜质量
胶体率
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职称材料
软硬不均地层对盾构刀盘受力计算方法与分析
被引量:
6
5
作者
杨振兴
曾垂刚
+3 位作者
张凯
杨广明
陈瑞祥
陈平旋
《科学技术与工程》
北大核心
2022年第25期11163-11169,共7页
盾构掘进软硬不均地层过程中刀盘承受偏载、应力集中等非均布荷载,引起刀盘局部损伤、刀具异常磨损等问题,特别是超大直径刀盘受力不均现象更加显著。针对上述问题,重点考虑软硬不均地层承载力容许值、面积比两个主要特征变量,提出了一...
盾构掘进软硬不均地层过程中刀盘承受偏载、应力集中等非均布荷载,引起刀盘局部损伤、刀具异常磨损等问题,特别是超大直径刀盘受力不均现象更加显著。针对上述问题,重点考虑软硬不均地层承载力容许值、面积比两个主要特征变量,提出了一种盾构掘进软硬不均地层的刀盘受力计算方法。依托某超大直径盾构隧道工程,利用该方法计算出软硬不均地层对刀盘作用力,结合数值仿真方法进一步得到刀盘整体应力与应变分布规律,进而提出了刀盘过载的刀盘总推力合理值。该计算方法不仅反映了软硬不均地层与刀盘刀具耦合作用特征,而且方便进一步计算刀盘整体应力与应变分布情况,确定刀盘推力,避免刀盘局部受力过大。
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关键词
软硬不均地层
刀盘受力
计算方法
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职称材料
题名
大断面深埋隧道揭露高瓦斯煤层的安全岩柱预留厚度及影响因素研究
1
作者
时松
吴华
周健
邸成
侯俊
姜潇
王小岐
郄建慧
江明锋
王剑宏
刘长武
机构
四川大学水利水电学院
中铁
二院工程
集团
有限
责任
公司
中国中铁隧道局集团有限公司
京昆高速铁路西昆
有限公司
出处
《金属矿山》
北大核心
2025年第6期204-211,共8页
基金
云南省重点研发计划项目(编号:202303AA080004)。
文摘
隧道及相关地下工程的建设越来越多地面临深埋、高地应力、复杂地质条件等情况,其中煤与瓦斯突出是隧道在煤系地层中掘进会遇到的难题。预留合适厚度的安全煤柱以便于综合消突对于隧道设计和施工是至关重要的。以昭通隧道作为工程背景,针对深埋、高地应力和超大断面的特点,基于尖点突变理论和止浆岩盘改进法分析了预留安全岩柱的影响因素;并运用数值模拟方法,分析了隧道等效高度、弹性模量、垂直地应力和瓦斯压力对临界岩柱厚度的影响。结果表明:瓦斯压力、隧道开挖等效高度和垂直地应力越大,所需预留安全岩柱厚度越大;弹性模量对安全岩柱厚度的影响较小,且呈现波动现象;在准确计算安全岩柱厚度方面,止浆岩盘改进法表现更好,与数值模拟结果更接近。根据研究结果,结合现场地质及施工情况,最终选择10 m作为昭通隧道预留安全岩柱厚度,顺利完成瓦斯抽采工作,并成功穿越突出煤层。
关键词
深埋隧道
突出煤层
安全岩柱
尖点突变理论
止浆岩盘改进法
Keywords
deep tunnel
outburst coal seam
safety rock pillar
cusp catastrophe theory
slurry-stopping rock plate im-provement method
分类号
TU921 [建筑科学—建筑设计及理论]
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职称材料
题名
铁路隧道二台阶法施工关键技术参数的确定
2
作者
陈德健
张民庆
高波
机构
中国
国家铁路
集团
工管中心
中国中铁隧道局集团有限公司
出处
《铁道建筑》
北大核心
2024年第11期95-99,共5页
文摘
为了适应隧道施工现场需求,根据现场施工技术水平优化隧道施工技术参数,提高施工效率,文章通过理论计算分析了Ⅲ、Ⅳ级围岩条件下二台阶法施工台阶高度对掌子面稳定性的影响,并提出了合理的台阶高度范围;结合隧道施工采用的机械设备情况,确定了台阶长度。根据研究结果,在地质条件较好的Ⅲ、Ⅳ级围岩采用二台阶法施工时,建议台阶高度按6~8 m控制,上台阶长度按Ⅲ级围岩65 m、Ⅳ级围岩50 m控制。通过现场实践,验证了所确定的二台阶法技术参数可在保证施工安全的条件下,显著提高施工效率。
关键词
铁路隧道
二台阶法
施工
掌子面稳定
台阶高度
上台阶长度
Keywords
railway tunnel
two-bench method
construction
tunnel face stability
bench height
length of upper bench
分类号
U455.411 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
内河交汇处沉管隧道基槽回淤厚度研究
被引量:
4
3
作者
傅鹤林
董子龙
洪开荣
安鹏涛
林锐
机构
中南大学土木工程学院
中国中铁隧道局集团有限公司
出处
《长江科学院院报》
CSCD
北大核心
2022年第10期103-108,共6页
基金
国家自然科学基金项目(51978668)
中铁隧道科研项目(20190603)。
文摘
基槽回淤对沉管隧道平顺度影响较大,对其防水性能产生威胁。为研究两河交汇处沉管隧道基槽的回淤特性,依托如意坊沉管隧道,构建数值计算模型,对比实际监测值以验证模型的适用性,进而揭示内河交汇处沉管隧道基槽回淤规律。研究结果表明:模型中河流流速与实际监测数据误差较小,验证了模型的适用性;内河交汇处基槽淤积厚度整体呈中间大两端小、上游大下游小的规律;回淤分布受空间影响较大,基槽底脚淤积显著,且坡顶淤积厚度显著小于坡底;回淤量随时间的延长其敏感性逐渐下降;基槽开挖后,回淤均值为10 cm,将影响沉管隧道的施作,现场须采取清淤措施进行处置。研究成果为两河交汇处沉管隧道基槽回淤分析与治理提供了指导。
关键词
内河交汇处
沉管隧道
基槽回淤
数值模拟
回淤规律
Keywords
intersection of inland rivers
immersed tunnel
back-silting of foundation trench
numerical simulation
law of back-silting
分类号
U459.5 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
泥水平衡盾构用海水泥浆的改性试验研究
被引量:
11
4
作者
杨振兴
陈健
孙振川
游永锋
周建军
吕乾乾
机构
中国中铁隧道局集团有限公司
盾构及掘进技术国家重点实验室
中国
科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室
中国
中铁
隧道
股份
有限公司
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第2期501-508,共8页
基金
国家高技术研究发展计划(863计划)(No.2012AA041802)
湖北省技术创新重大项目(No.2017ACA186)
中国中铁科技开发计划(专项Ⅱ类-03),中隧集团科研创新计划(隧研合2017-05)。
文摘
由于海水中富集大量可溶性盐类及各种金属离子成分,利用海水配置的海水泥浆具有相对密度大、胶体率低、稳定性差、失水量高等特点,不能满足泥水平衡盾构施工要求。为实现对海水泥浆改性以达到利用海水泥浆维持开挖面稳定,降低穿江越海盾构施工成本,选用CMC(羧甲基纤维素钠)、纤维素PAC(聚阴离子纤维素)、聚丙烯酸铵等8种添加剂进行海水泥浆性质变化试验,优选出对海水泥浆改性明显的添加剂,并分析优选添加剂掺入量和时间对海水泥浆性质的影响规律。同时,基于优选的添加剂CMC,利用泥膜形成试验平台进行改性海水泥浆地层渗透试验。研究表明:不同添加剂对海水泥浆性质变化差异较大,增黏剂PAC、CMC对海水泥浆的改性效果稍好,24 h离析出现浑浊层、混合层、絮凝沉淀层。海水泥浆对地层渗透的滤水量大于改性海水泥浆,泥皮也稍厚,但呈稀疏状态。可以推测,添加剂中和部分海水成分,呈絮凝沉淀,多余添加剂表现出对淡水泥浆的增稠作用。
关键词
海底盾构隧道
泥浆改性
泥浆渗入试验
成膜质量
胶体率
Keywords
submarine shield tunnel
property change of seawater slurry
infiltration experiment of slurry
slurry film quality
colloidal rate
分类号
TU352.11 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
软硬不均地层对盾构刀盘受力计算方法与分析
被引量:
6
5
作者
杨振兴
曾垂刚
张凯
杨广明
陈瑞祥
陈平旋
机构
盾构及掘进技术国家重点实验室
中国中铁隧道局集团有限公司
中国
矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室
中国
中铁
隧道
股份
有限公司
广东粤海珠三角供水
有限公司
出处
《科学技术与工程》
北大核心
2022年第25期11163-11169,共7页
基金
国家自然科学基金(52108365)
河南省科技攻关计划(212102310282)
+1 种基金
广东省重点领域研发计划(2019B111108001)
中铁隧道科技开发计划(隧研合2017-05)。
文摘
盾构掘进软硬不均地层过程中刀盘承受偏载、应力集中等非均布荷载,引起刀盘局部损伤、刀具异常磨损等问题,特别是超大直径刀盘受力不均现象更加显著。针对上述问题,重点考虑软硬不均地层承载力容许值、面积比两个主要特征变量,提出了一种盾构掘进软硬不均地层的刀盘受力计算方法。依托某超大直径盾构隧道工程,利用该方法计算出软硬不均地层对刀盘作用力,结合数值仿真方法进一步得到刀盘整体应力与应变分布规律,进而提出了刀盘过载的刀盘总推力合理值。该计算方法不仅反映了软硬不均地层与刀盘刀具耦合作用特征,而且方便进一步计算刀盘整体应力与应变分布情况,确定刀盘推力,避免刀盘局部受力过大。
关键词
软硬不均地层
刀盘受力
计算方法
Keywords
soft and hard composite strata
cutter force
calculation method
分类号
TU941 [建筑科学—建筑技术科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
大断面深埋隧道揭露高瓦斯煤层的安全岩柱预留厚度及影响因素研究
时松
吴华
周健
邸成
侯俊
姜潇
王小岐
郄建慧
江明锋
王剑宏
刘长武
《金属矿山》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
铁路隧道二台阶法施工关键技术参数的确定
陈德健
张民庆
高波
《铁道建筑》
北大核心
2024
0
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职称材料
3
内河交汇处沉管隧道基槽回淤厚度研究
傅鹤林
董子龙
洪开荣
安鹏涛
林锐
《长江科学院院报》
CSCD
北大核心
2022
4
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职称材料
4
泥水平衡盾构用海水泥浆的改性试验研究
杨振兴
陈健
孙振川
游永锋
周建军
吕乾乾
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
11
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职称材料
5
软硬不均地层对盾构刀盘受力计算方法与分析
杨振兴
曾垂刚
张凯
杨广明
陈瑞祥
陈平旋
《科学技术与工程》
北大核心
2022
6
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职称材料
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