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孔隙型含水岩层钻井法凿井壁后充填技术研究 被引量：8
1
作者 姚直书 方玉 +4 位作者 乔帅星 程桦 李欣慰 王宗金 王晨 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期1-9,共9页
为解决西部地区孔隙型含水岩层钻井法凿井壁后充填技术难题,开展了充填层作用机理及材料配制研究。首先,以可可盖煤矿中央回风立井为工程背景,利用Comsol Multiphysics数值计算软件进行了围岩、充填层和钻井井壁流固耦合作用分析。计算... 为解决西部地区孔隙型含水岩层钻井法凿井壁后充填技术难题,开展了充填层作用机理及材料配制研究。首先,以可可盖煤矿中央回风立井为工程背景,利用Comsol Multiphysics数值计算软件进行了围岩、充填层和钻井井壁流固耦合作用分析。计算结果表明:有效应力和孔隙水压力分布曲线呈现出明显的“压降漏斗”型特征(即越靠近井筒中心,两者降低速率越快),且曲线的陡降段位于充填层区域;由此可见,在西部孔隙型含水岩层中,充填层不但具有固井和封水作用,而且还具有减载功能。然后,基于有效应力原理和达西渗流理论,提出充填层材料应具有低渗透性、较高强度和较大比重、微膨胀、不收缩,同时拌合物的流动性好、满足泵送机械化施工要求。综上,提出采用高性能水泥砂浆作为西部地区孔隙型含水岩层钻井井筒壁后充填材料。最后,通过正交试验测定了充填材料的主要物理力学性能,并采用极差分析法研究了粉煤灰与膨胀剂质量掺量对充填材料各因素指标的影响;同时,将比重、三轴抗压强度、渗透系数3者作为其性能的最终评定指标;基于综合平衡法获得水泥、粉煤灰、膨胀剂、水、砂、泵送剂等壁后充填材料的最优配合比为1∶0.286∶0.143∶2.144∶0.443∶0.0143。论文研究结果为西部地区孔隙型含水岩层钻井法凿井的壁后充填提供了工程应用基础。 展开更多
关键词 孔隙型含水岩层 钻井法凿井 充填层 充填作用 材料配制
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西部钻井法“一钻成井”新型高强复合井壁力学特性 被引量：12
2
作者 姚直书 许永杰 +3 位作者 程桦 方玉 王宗金 王瑞 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期4365-4379,共15页
针对西部地区富水弱胶结地层中深、大钻井井筒“一钻成井”支护难题,提出采用高强钢板-混凝土复合井壁新型结构。首先,以内蒙古鄂尔多斯市陶忽图煤矿北风井为工程原型,基于相似理论推导了复合井壁结构模型试验相似指标,通过正交模型试验... 针对西部地区富水弱胶结地层中深、大钻井井筒“一钻成井”支护难题,提出采用高强钢板-混凝土复合井壁新型结构。首先,以内蒙古鄂尔多斯市陶忽图煤矿北风井为工程原型,基于相似理论推导了复合井壁结构模型试验相似指标,通过正交模型试验,研究了不同井壁厚度、混凝土强度等级和钢板型号情况下高强钢板-混凝土复合井壁的力学特性。其次,采用数值模拟方法,计算分析了高强钢板-混凝土复合井壁极限承载力的影响因素及其变化规律。然后,根据模型试验与数值计算结果,构建了高强钢板-混凝土复合井壁承载力和混凝土抗压强度提高系数计算公式,并给出了各影响因素的取值范围,同时提供了该种井壁结构的工程应用设计优化方法。最后,分析了复合井壁结构中锚卡的力学作用效应。研究结果表明,在复合井壁结构中,由于高强钢板屈服强度高,可更好地对中间混凝土产生复合约束作用,混凝土抗压强度提高系数可达2.3~2.6,井壁承载力显著提高。在相同条件下,与Q345钢板相比,高强钢板(Q460~Q620)-混凝土复合井壁的极限承载力可提高7.14%~19.46%,井壁厚度可减薄8.18%~19.52%,且增大内层钢板厚度更有助于提高井壁极限承载力。复合井壁结构中锚卡约束着内钢板,使其达到屈服应力后不会过早发生屈曲失稳,同时对中间混凝土提供约束作用,保证其处于三向受压状态,2者起到很好的复合作用,有利于井壁结构整体受力。 展开更多
关键词 钻井法凿井 一钻成井 高强钢板 复合井壁 力学特性
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深冻结井筒竖向可缩井壁的设计与施工技术 被引量：9
3
作者 蔡海兵 程桦 +2 位作者 姚直书 荣传新 程屏 《煤炭工程》 北大核心 2008年第7期5-7,共3页
论文针对深厚表土层冻结法施工的立井井筒可能因竖向附加力作用而发生破裂这一技术难题,根据设计原则研制了一种深冻结井筒竖向可缩井壁结构。详细叙述了该井壁结构的制作方法和现场施工技术,并在丁集矿三个井筒中得到了成功应用,可为... 论文针对深厚表土层冻结法施工的立井井筒可能因竖向附加力作用而发生破裂这一技术难题,根据设计原则研制了一种深冻结井筒竖向可缩井壁结构。详细叙述了该井壁结构的制作方法和现场施工技术,并在丁集矿三个井筒中得到了成功应用,可为新井建设中的新型井壁结构的设计和施工提供参考依据。 展开更多
关键词 竖向附加力 竖向可缩性井壁 深冻结井筒
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控制爆破法处理深井卡钻事故 被引量：2
4
作者 余永强 蔡鑫 《工程爆破》 北大核心 2009年第1期31-34,共4页
通过理论和数值模拟分析了控制爆破技术处理深井卡钻事故方案的可行性,提出进行控制爆破的几个关键技术点和方案实施时主要注意要素。根据计算出的一次最大起爆药量,在钻头下方进行小药量、多次爆破,成功地解决了深井卡钻问题,可为类似... 通过理论和数值模拟分析了控制爆破技术处理深井卡钻事故方案的可行性,提出进行控制爆破的几个关键技术点和方案实施时主要注意要素。根据计算出的一次最大起爆药量,在钻头下方进行小药量、多次爆破,成功地解决了深井卡钻问题,可为类似工程提供参考。 展开更多
关键词 控制爆破 深井 卡钻事故
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采用长距离水平冻结暗挖法的浅埋大断面地铁隧道施工技术 被引量：26
5
作者 姚直书 蔡海兵 +1 位作者 程桦 马进 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期75-80,共6页
通过人工冻土试验、有限元数值分析和大型物理模型试验,研究浅埋大断面地铁隧道采用长距离水平冻结暗挖法的施工技术。通过现场土的人工冻土试验,得到土体冻结的物理力学指标。有限元数值分析结果表明,随着冻结壁厚度的增加,冻结壁的强... 通过人工冻土试验、有限元数值分析和大型物理模型试验,研究浅埋大断面地铁隧道采用长距离水平冻结暗挖法的施工技术。通过现场土的人工冻土试验,得到土体冻结的物理力学指标。有限元数值分析结果表明,随着冻结壁厚度的增加,冻结壁的强度和稳定性增加。大型物理模型试验结果表明,冻胀和融沉量都随着冻结壁厚度的增加而明显增大;当冻结壁厚度为4.5 m时,预测实际工程地表冻胀和融沉量均已超过允许值。根据上述研究结果,进行了冻结施工方案的设计和优化。在施工过程中,改进超长距离水平冻结管连接方式,采用跟管钻进新技术,确保了冻结孔的成孔质量;采取设置卸压孔、加大盐水流量和融沉跟踪注浆等技术措施,有效地控制了地面的冻胀和融沉,确保了工程顺利地完成。 展开更多
关键词 地铁隧道 水平冻结暗挖法 冻土试验 有限元数值分析 大型物理模型试验 施工技术
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人工冻结法在上海轨道交通四号线修复工程中的应用 被引量：43
6
作者 方江华 张志红 张景钰 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第8期124-128,共5页
上海轨道交通四号线修复工程,采用冻结加固与暗挖对接的原位修复施工方案,确保了工程的顺利实施。根据人工冻结法的基本理论和工程经验,对江中段连接段修复工程冻结过程中的冻结参数进行了设计,确定了冻结系统;强制解冻采用分区分批进行... 上海轨道交通四号线修复工程,采用冻结加固与暗挖对接的原位修复施工方案,确保了工程的顺利实施。根据人工冻结法的基本理论和工程经验,对江中段连接段修复工程冻结过程中的冻结参数进行了设计,确定了冻结系统;强制解冻采用分区分批进行;采用结构与冻结壁之间充填注浆和融沉补偿注浆对地层融沉进行控制。人工冻结法在四号线修复工程中的成功应用,为今后其他类似工程施工方案的确定提供了重要的参考价值,对人工冻结理论和技术体系的完善和发展将起到一定的推动作用。 展开更多
关键词 人工冻结法 原位修复 强制解冻 融沉控制
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隧道联络通道冻结法施工三维有限元温度场分析 被引量：12
7
作者 靳巍巍 陈有亮 +1 位作者 李磊 王灵敏 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期85-90,共6页
人工冻结法是一种经济可靠的隧道联络通道开挖方法.在冻结法施工过程中,冻结壁厚度是否达到设计要求是安全施工的重要保证.该文考虑了实际施工过程中冻结管偏斜布置的情况,利用三维有限元方法对上海复兴东路越江隧道联络通道进行温度场... 人工冻结法是一种经济可靠的隧道联络通道开挖方法.在冻结法施工过程中,冻结壁厚度是否达到设计要求是安全施工的重要保证.该文考虑了实际施工过程中冻结管偏斜布置的情况,利用三维有限元方法对上海复兴东路越江隧道联络通道进行温度场模拟.针对单排冻结管和双排冻结管,分别在冻结壁底部、中部和顶部建立路径,绘制每条路径的温度分布曲线,查看不同路径处冻结壁厚度及其随时间发展变化情况,得出有意义的结论,对联络通道安全施工有重要参考价值. 展开更多
关键词 联络通道 人工冻结法 三维有限元 冻结壁
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液氮快速冻结在城市地下工程中的研究 被引量：7
8
作者 方江华 张志红 张景钰 《北京工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期1193-1198,共6页
结合液氮冻结技术在城市地下工程区间隧道旁通道排水管修复工程中的应用,就液氮快速冻结技术的原理、冻结工艺过程、冻结参数设计、冻结施工和冻结环境效应控制等几个关键技术问题进行了探讨和研究.
关键词 液氮冻结 冻结原理 冻结参数 冻结施工 城市地下工程 冻结环境效应
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人工冻结技术在上海地下工程中的应用 被引量：4
9
作者 秦一雄 胡向东 +1 位作者 尚新民 肖朝昀 《隧道建设》 2007年第S2期349-353,共5页
冻结法是地下工程施工的一种特殊施工技术,在上海地下工程中得到了广泛应用。介绍人工冻结技术在上海地铁、隧道等工程中的各种应用,及同济大学建立的冻结施工信息化监测系统。
关键词 人工地层冻结 地下工程 盾构隧道 信息化施工系统
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地铁隧道超长水平冻结孔定向钻进施工方法 被引量：6
10
作者 周卫 《煤炭工程》 北大核心 2007年第6期57-59,共3页
论文结合广州轨道交通三号线天河客运站折返线水平冻结孔施工实例,介绍了长距离水平冻结孔,在广东地区综合评价地质条件很差,且地下管线错综复杂情况下水平定向钻进施工技术。
关键词 市政隧道 水平定向钻进 超长距离
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