管棚超前預(yù)支護技術(shù)在軟弱巖層巷道開挖掘進中的應(yīng)用.pdf

1、管棚超前預(yù)支護技術(shù)己在城市地鐵等隧道施工中廣泛應(yīng)用，并發(fā)揮了重要作用，國內(nèi)的多個軟土地層的地下工程實例表明其可靠性。為了有效地解決礦井巷道在穿越軟弱破碎圍巖、粉砂軟泥層、泥流地下水活動較強等特殊困難地段的巷道開挖問題，采用管棚超前預(yù)支護技術(shù)作為巷道開挖的輔助工法。本文以管棚預(yù)支護結(jié)構(gòu)與圍巖的相互作用機理為研究對象，分別就管棚的設(shè)計與施工、管棚支護結(jié)構(gòu)與圍巖的相互作用及應(yīng)用等方面開展研究。 本文對超前預(yù)支護技術(shù)及各支護類型的優(yōu)缺點

2、進行了系統(tǒng)的總結(jié)與評價；對國內(nèi)應(yīng)用較多的超前支護方案的特點進行了詳細(xì)比較分析；針對管棚預(yù)支護結(jié)構(gòu)的特點，對其地層適應(yīng)性、參數(shù)設(shè)計與施工進行了系統(tǒng)總結(jié)，提出了施工中易出現(xiàn)問題的解決方法；以土與基礎(chǔ)的相互作用理論為基礎(chǔ)，建立了基于雙參數(shù)模型之上的管棚支護結(jié)構(gòu)與圍巖相互作用模型，采用解析解得到了管棚結(jié)構(gòu)的擾度方程、轉(zhuǎn)角、彎矩方程及地基反力方程；建立了基于地基反力方程的巷道開挖面邊坡穩(wěn)定評價模型；將該模型應(yīng)用于實際工程當(dāng)中，計算出了某巷道在管棚

3、支護下的擾度曲線、地基反力和在該地基反力作用下開挖面的安全系數(shù)，同時將管棚結(jié)構(gòu)擾度計算結(jié)果與實際測試進行了比較，證明了建立的管棚支護結(jié)構(gòu)與圍巖相互作用模型正確，能夠與實測結(jié)果吻合，證明了管棚支護對控制地表下沉、穩(wěn)定開挖面起到有效作用；系統(tǒng)分析了地下工程中常用支護措施的力學(xué)效果分析方法；通過對管棚超前支護工法的力學(xué)效果分析，根據(jù)支護結(jié)構(gòu)作用的等效原則，建立了管棚支護效果等效力學(xué)模型。結(jié)合開挖方式能夠很好地抑制地表沉降和拱頂下沉，滿足工程設(shè)