CN115081258B - 深部硐室群开挖补偿控制方法 - Google Patents
深部硐室群开挖补偿控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115081258B CN115081258B CN202211009220.1A CN202211009220A CN115081258B CN 115081258 B CN115081258 B CN 115081258B CN 202211009220 A CN202211009220 A CN 202211009220A CN 115081258 B CN115081258 B CN 115081258B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- excavation
- surrounding rock
- grouting
- design
- support
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 title claims abstract description 100
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 52
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 100
- 238000013461 design Methods 0.000 claims abstract description 66
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims abstract description 27
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims abstract description 26
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 24
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims abstract description 24
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 47
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 18
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims description 7
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 claims description 6
- 230000006872 improvement Effects 0.000 claims description 5
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 5
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims description 4
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 4
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 3
- 238000005422 blasting Methods 0.000 claims description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 3
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims description 3
- 238000011835 investigation Methods 0.000 claims description 3
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 claims description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 2
- 230000032798 delamination Effects 0.000 claims description 2
- 238000013210 evaluation model Methods 0.000 claims description 2
- 230000008520 organization Effects 0.000 claims description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 3
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000003094 perturbing effect Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q10/00—Administration; Management
- G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
- G06Q10/063—Operations research, analysis or management
- G06Q10/0639—Performance analysis of employees; Performance analysis of enterprise or organisation operations
- G06Q10/06393—Score-carding, benchmarking or key performance indicator [KPI] analysis
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/08—Construction
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2111/00—Details relating to CAD techniques
- G06F2111/10—Numerical modelling
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
- G06F2119/14—Force analysis or force optimisation, e.g. static or dynamic forces
Landscapes
- Business, Economics & Management (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Economics (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Marketing (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- Development Economics (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- Entrepreneurship & Innovation (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Game Theory and Decision Science (AREA)
- Operations Research (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Geometry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
本发明公开了深部硐室群开挖补偿控制方法，涉及地下工程围岩控制领域，包括：建立开挖扰动优化评价指标，根据评价指标确定开挖顺序；建立动静载扰动下的力学模型，进行动静载验算，形成开挖降扰设计；获取注浆加固参数，进行注浆强化补偿设计；获取支护参数，进行高预应力支护补偿设计；结合开挖降扰设计、注浆强化补偿设计和高预应力支护补偿设计得到开挖补偿控制方案。本发明通过注浆强化破碎围岩，高预应力补偿开挖卸荷，从而解决因自身开挖引起的卸荷区范围广、围岩变形大的问题；通过建立力学模型、数值模型和进行理论计算，实现对围岩单元体在各个阶段的受力状态进行定性的描述与比较，增加了支护设计的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及地下工程围岩控制领域，尤其涉及深部硐室群开挖补偿控制方法。
背景技术
深部硐室群在建设过程中，除了面临高应力、极软岩和断层破碎带等复杂地质条件外，还会受到邻近硐室开挖扰动影响，导致围岩变形破坏严重，返修频繁，而常规的支护为硐室开挖后对独立硐室采用锚网喷等支护方式，由于临近硐室开挖对相邻硐室产生的影响，导致在挖开某一硐室时相邻硐室的支护构件受力增大，围岩松动，破坏主动承载结构，导致相邻硐室变形增大，支护构件破断失效；因此无法满足深部硐室群围岩稳定性的控制需求。
CN112343627A公开了一种深部超大断面密集硐室群围岩稳定性控制方法，包括分析煤岩体的地质条件，测定煤岩体的物理力学参数；根据高应力条件下硐室围岩形变规律和硐室围岩稳定机理确定支护参数；根据分析结果和围岩物理力学参数确定超大断面硐室位置及大小；采用钻爆方式进行掘进；根据支护参数针对硐室采用金属网、锚杆、锚索、喷砼的联合支护方式进行拱形超大断面支护；对煤层进行开采，将后采区产生的矸石回填至先开采区的采空区。上述方案虽然能够在一定程度保证深部超大断面硐室群的稳定性，但该方法未考虑开挖顺序对硐室围岩稳定性造成的影响。在支护技术方面未考虑应力补偿和破碎围岩的注浆强化，难以强调围岩的主动支护作用。同时，没有考虑监测反馈，并不能保证控制效果满足要求。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供深部硐室群开挖补偿控制方法，通过注浆强化破碎围岩，高预应力补偿开挖卸荷，从而解决因自身开挖引起的卸荷区范围广、围岩变形大的问题；通过建立力学模型、数值模型和进行理论计算，实现对围岩单元体在各个阶段的受力状态进行定性的描述与比较，增加了支护设计的可靠性。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
本发明的实施例提供了深部硐室群开挖补偿控制方法，包括：
建立开挖扰动优化评价指标，根据评价指标确定开挖顺序；建立动静载扰动下的力学模型，进行动静载验算，形成开挖降扰设计；
获取注浆加固参数，进行注浆强化补偿设计；
获取支护参数，进行高预应力支护补偿设计；
结合开挖降扰设计、注浆强化补偿设计和高预应力支护补偿设计得到开挖补偿控制方案。
作为进一步的实现方式，所述开挖顺序的确定方法包括：
获取地下工程围岩参数，建立工程地质模型；
根据工程地质模型建立对应计算模型，并结合现场监测数据对计算模型进行校核；
建立针对性的开挖扰动优化评价指标，对数值试验结果进行量化分析，得到备选开挖次序；
结合施工条件，确定最佳开挖次序。
作为进一步的实现方式，所述开挖扰动优化评价指标包含围岩表征变形量、围岩扰动变形增量。
作为进一步的实现方式，所述动静载验算方法包括：
通过静载应力增量公式计算静荷载应力增量，通过动荷载应力增量公式计算动荷载应力增量；
将静荷载应力增量和动荷载应力增量叠加，得到扰动后单元体应力状态图。
作为进一步的实现方式，根据开挖降扰设计确定开挖方式后，通过围岩破坏条件计算公式进行围岩单元体开挖瞬时应力状态计算；并绘制开挖瞬间单元体应力状态图。
作为进一步的实现方式，所述的注浆强化补偿设计包括：
当围岩变形量达到注浆阈值后，对围岩进行注浆加固；
选择支护材料、注浆材料，通过注浆锚索对围岩施加预应力，利用注浆锚索内部的注浆管进行围岩注浆；
通过数字围岩原位钻探和拉拔力测试，定量评价围岩等效强度，优化注浆支护参数。
作为进一步的实现方式，所述高预应力支护补偿设计包括：
根据硐室监测数据选择可施加高预应力的支护锚杆或锚索；
硐室成型后，对支护锚杆或锚索施加预应力；采用加长锚固的方式提高锚杆或锚索锚固力。
作为进一步的实现方式，根据开挖降扰设计、注浆强化补偿设计、高预应力支护补偿设计的设计参数计算塑性区围岩应力，并计算塑性区半径。
作为进一步的实现方式，还包括全过程实时监测，全过程实时监测包括开挖过程监测、注浆过程监测、高预应力支护监测、硐室群整体稳定性评价。
作为进一步的实现方式，开挖监测包括顶板沉降量、底臌量、顶板离层量、不同帮部位置变形量；注浆过程监测包括注浆全程的注浆压力、浆液渗出量；高预应力支护监测包括施加预应力损失值、锚杆或锚索受力值；硐室群整体稳定性评价通过建立整体稳定性评价指标进行判定。
本发明的有益效果如下：
（1）本发明通过综合开挖降扰设计、注浆强化补偿设计、高预应力支护补偿设计、全过程监测评价，实现深部硐室群开挖补偿控制，保证控制精度和稳定性；通过注浆强化破碎围岩，高预应力补偿开挖卸荷，解决因自身开挖引起的卸荷区范围广、围岩变形大的问题。
（2）本发明通过建立力学模型、数值模型和进行理论计算，实现对围岩单元体在各个阶段的受力状态进行定性的描述与比较，增加了支护设计的可靠性。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明根据一个或多个实施方式的流程图。
具体实施方式
实施例一：
本实施例提供了深部硐室群开挖补偿控制方法，包括：
建立开挖扰动优化评价指标，根据评价指标确定开挖顺序；建立动静载扰动下的力学模型，进行动静载验算，形成开挖降扰设计；
获取注浆加固参数，进行注浆强化补偿设计；
获取支护参数，进行高预应力支护补偿设计；
结合开挖降扰设计、注浆强化补偿设计和高预应力支护补偿设计得到开挖补偿控制方案。
具体的，如图1所示，本实施例的开挖补偿控制方法包括开挖降扰设计、注浆强化补偿设计、高预应力支护补偿设计以及全过程监测评价；其中，开挖降扰设计包括开挖顺序确定与动静载验算；注浆强化补偿设计包括注浆时机设计、注浆材料设计、注浆压力设计；高预应力支护补偿设计包括支护材料选择、支护构件选择、预应力值计算、间排距设计；全过程实时监测包括开挖过程监测、注浆过程监测、高预应力支护监测、硐室群整体稳定性评价。
进一步的，开挖顺序确定包括以下步骤：
步骤一：对地下工程的断面尺寸、相对位置、地应力、围岩参数（强度、岩层分布、弹性模量、容重等）等进行充分调研，建立工程地质模型。
步骤二：根据现场工程地质模型，采用适应工程特点的数值软件（例如FLAC3D、ABAQUS、UDEC等）建立与工程研究区域1:1的计算模型，并结合现场监测数据对模型进行校核。
步骤三：将硐室群不同硐室的开挖顺序排列组合，形成开挖模拟方案，并在建立的计算模型中进行模拟。
步骤四：建立针对性的开挖扰动优化评价指标，对数值试验结果（获取的不同开挖方案下的各硐室围岩表征变形量和围岩扰动变形增量）进行量化分析，比选得到备选开挖次序。
开挖扰动优化评价指标包括围岩表征变形量、围岩扰动变形增量，优化评价模型。开挖顺序的选择以满足开挖扰动优化评价指标为标准，对于满足标准的开挖顺序，以围岩表征变形量和围岩扰动变形增量最小者为最优。
其中，围岩表征量指的是硐室群中的独立硐室的围岩表征变形量，以硐室开挖后围岩表征变形量为不超过100mm为宜。围岩扰动变形增量指在开挖某一硐室时对相邻硐室的围岩变形量的影响。对相邻硐室围岩变形量以不超过开挖硐室围岩表征变形量的20％为宜。
步骤五：综合考虑现场施工组织设计，确定最佳开挖次序。
本实施例的开挖顺序通过数值模拟，建立与工程现场1：1的数值模型，并通过现场监测进行校核，模拟方案考虑所有硐室的排列组合，完成所有可能性尝试，通过指标定量评价优选开挖顺序。
在确定开挖方式后，需通过理论计算验算围岩单元体的应力状态，绘制应力圆，更加准确判定围岩受力状态。
目前的验算主要考虑静载，本实施例同时考虑动载，更加接近现场真实的受力状态，且能够在为硐室稳定性设计时考虑强度储备。
进一步的，动静载验算包括以下步骤：
步骤一：建立动静载扰动下的力学模型，通过静载应力增量公式
，
计算得到静
荷载应力增量；
其中，
为径向应力增量；
为切向应力增量r2为扰动硐室半径；σ0为原岩
应力；φ为岩体内摩擦角，°；l为弹性区内某点距扰动硐室中心的距离。
步骤二：通过动荷载应力增量计算公式
，计算得到动荷载应
力增量；其中，σD为扰动硐室爆破荷载；λE为应力衰减系数；L为到扰动硐室的距离。
步骤三：将动荷载应力增量与静荷载应力增量叠加，并绘制扰动后单元体应力状态图，以此判定围岩在支护开挖扰动后的稳定状态。
在确定开挖方式后，通过围岩破坏条件计算公式
进行围岩单元体开挖瞬时应力状态计算；
其中，c为岩体粘聚力，kN；φ为岩体内摩擦角，°；σr为径向应力；σc为单轴抗压强度，MPa，以此判断围岩的破坏状态。并绘制开挖瞬间单元体应力状态图。
进一步的，注浆强化补偿设计包括以下步骤：
步骤一：根据现场围岩变形监测情况，当变形量达到注浆阈值后，对围岩进行注浆加固。
步骤二：选择强度高、可施加高预应力、延伸率好的注浆锚索作为支护材料，注浆锚索长度应超过松动圈范围1.5m以上。
步骤三：注浆材料可选择不同配比的水泥浆液，标号不小于PO 42.5，并添加注浆添加剂。先将浆液制作成室内试验试块，通过力学性能测定后选择性能优的浆液配比。
步骤四：首先通过注浆锚索对围岩施加预应力，预应力值一般为注浆锚索破断力的50%左右，然后利用注浆锚索内部的注浆管进行围岩注浆，注浆压力通过开展现场注浆加固预试验确定。
步骤五：通过数字围岩原位钻探和拉拔力测试，定量评价围岩等效强度提高率和拉拔力提高率，优化注浆支护参数设计。
进一步的，高预应力支护补偿设计包括以下步骤：
步骤一：对类似工程条件下的硐室监测数据进行调研分析，主要包括围岩变形、支护体受力和松动圈范围等，研究预测在围岩控制中可能遇到的问题。
步骤二：选择强度高、延伸率高和可施加高预应力的支护锚杆/索。
步骤三：硐室成型后，及时进行锚网喷支护，并对支护锚杆/索施加足够大的预应力，同时为了保证支护构件延伸率能够适应围岩的后期变形，预应力值可控制在支护构件破断力的50%左右。
步骤四：为了保证高预应力能够有效施加，采用加长锚固的方式提高支护锚杆/索的锚固力。
在本实施例中，支护锚杆/索为采用NPR材料制作的支护构件。
完成高预应力支护补偿设计、注浆强化补偿设计和开挖降扰设计后，将设计参数
带入公式
计算得到塑性区围岩应力，通
过公式
计算得到塑性区半径，以此判断围岩整体
稳定性。
其中，p i 表示塑性区的内压力，a为硐室半径。
在本实施例中，从开挖初始既开始监测，监测内容包括顶板沉降量、底臌量、顶板离层量、不同帮部位置变形量，不同监测内容的监测断面穿插布置。注浆过程监测包括注浆全程的注浆压力、浆液渗出量。高预应力支护监测包括施加预应力损失值、锚杆或锚索受力值。
进一步的，监控方式为：硐室每按开挖进尺开挖一定距离后，对硐室进行支护，并布设监测断面，在支护构件上安装红外锚杆索测力计，在硐室内采用十字布点法进行围岩收敛变形量测点布置。再次开挖一定距离后，对上一监测断面监测数据进行采集，以上一段监测数据为参考对本监测断面支护参数进行适当调整。当硐室开挖完成后，持续对监测断面数据进行监测。并结合自监测开始的数据分析围岩整体变形趋势和支护构件受力情况，以此为基础设计对硐室后期特殊情况下的加固方案。
硐室群整体稳定性评价建立在各项监测内容的基础上，通过建立整体稳定性评价
指标δ进行判定，整体稳定性指标是综合考虑各断面锚杆索受力、围岩收敛变形量、顶板离
层数据的函数，即：
,x1、x2、x3为修正系数，s为围岩收
敛变形量，F为锚杆索受力值，W为顶板离层值，n为监测断面个数。
本实施例通过现场勘查、数值模拟、理论推导、现场试验、模型试验等多种方法，针对深部硐室群稳定性控制问题进行了高强锚注设计和应力补偿设计。通过注浆强化破碎围岩，高预应力补偿开挖卸荷，从而解决因开挖引起的卸荷区范围广、围岩变形大的问题。通过建立力学模型、数值模型和进行理论计算，对围岩单元体在各个阶段的受力状态进行定性的描述与比较，增加了支护设计的可靠性。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (3)
1.深部硐室群开挖补偿控制方法，其特征在于，包括：
建立开挖扰动优化评价指标，根据评价指标确定开挖顺序；建立动静载扰动下的力学模型，进行动静载验算，形成开挖降扰设计；
获取注浆加固参数，进行注浆强化补偿设计；
获取支护参数，进行高预应力支护补偿设计；
结合开挖降扰设计、注浆强化补偿设计和高预应力支护补偿设计得到开挖补偿控制方案；
其中，开挖顺序确定包括以下步骤：
步骤一：对地下工程的断面尺寸、相对位置、地应力、围岩参数进行充分调研，建立工程地质模型；
步骤二：根据现场工程地质模型，采用适应工程特点的数值软件建立与工程研究区域1:1的计算模型，并结合现场监测数据对模型进行校核；
步骤三：将硐室群不同硐室的开挖顺序排列组合，形成开挖模拟方案，并在建立的计算模型中进行模拟；
步骤四：建立针对性的开挖扰动优化评价指标，对数值试验结果进行量化分析，比选得到备选开挖次序；开挖扰动优化评价指标包括围岩表征变形量、围岩扰动变形增量，优化评价模型；开挖顺序的选择以满足开挖扰动优化评价指标为标准，对于满足标准的开挖顺序，以围岩表征变形量和围岩扰动变形增量最小者为最优；
步骤五：综合考虑现场施工组织设计，确定最佳开挖次序；
动静载验算包括以下步骤：
步骤一：建立动静载扰动下的力学模型，通过静载应力增量公式
，
计算得到静
荷载应力增量；
其中，
为径向应力增量；
为切向应力增量r2为扰动硐室半径；σ0为原岩应
力；φ为岩体内摩擦角，°；l为弹性区内某点距扰动硐室中心的距离；
步骤二：通过动荷载应力增量计算公式
，计算得到动荷载应力增
量；其中，σD为扰动硐室爆破荷载；λE为应力衰减系数；L为到扰动硐室的距离；
步骤三：将动荷载应力增量与静荷载应力增量叠加，并绘制扰动后单元体应力状态图，
以此判定围岩在支护开挖扰动后的稳定状态；在确定开挖方式后，通过围岩破坏条件计算
公式
进行围岩单元体开挖瞬时应力状态计
算；
其中，c为岩体粘聚力，kN；φ为岩体内摩擦角，°；σr为径向应力；σc为单轴抗压强度，MPa，以此判断围岩的破坏状态；并绘制开挖瞬间单元体应力状态图；
注浆强化补偿设计包括以下步骤：
步骤一：根据现场围岩变形监测情况，当变形量达到注浆阈值后，对围岩进行注浆加固；
步骤二：选择强度高、可施加高预应力、延伸率好的注浆锚索作为支护材料；
步骤三：注浆材料可选择不同配比的水泥浆液，并添加注浆添加剂；先将浆液制作成室内试验试块，通过力学性能测定后选择性能优的浆液配比；
步骤四：首先通过注浆锚索对围岩施加预应力，然后利用注浆锚索内部的注浆管进行围岩注浆，注浆压力通过开展现场注浆加固预试验确定；
步骤五：通过数字围岩原位钻探和拉拔力测试，定量评价围岩等效强度提高率和拉拔力提高率，优化注浆支护参数设计；
高预应力支护补偿设计包括以下步骤：
步骤一：对类似工程条件下的硐室监测数据进行调研分析，研究预测在围岩控制中可能遇到的问题；
步骤二：选择强度高、延伸率高和可施加高预应力的支护锚杆/索；
步骤三：硐室成型后，及时进行锚网喷支护，并对支护锚杆/索施加足够大的预应力；
步骤四：为了保证高预应力能够有效施加，采用加长锚固的方式提高支护锚杆/索的锚固力；
完成高预应力支护补偿设计、注浆强化补偿设计和开挖降扰设计后，将设计参数带入
公式
计算得到塑性区围岩应力，通过公
式
计算得到塑性区半径，以此判断围岩整体稳定
性；
其中，p i 表示塑性区的内压力，a为硐室半径。
2.根据权利要求1所述的深部硐室群开挖补偿控制方法，其特征在于，还包括全过程实时监测，全过程实时监测包括开挖过程监测、注浆过程监测、高预应力支护监测、硐室群整体稳定性评价。
3.根据权利要求2所述的深部硐室群开挖补偿控制方法，其特征在于，开挖监测包括顶板沉降量、底臌量、顶板离层量、不同帮部位置变形量；注浆过程监测包括注浆全程的注浆压力、浆液渗出量；高预应力支护监测包括施加预应力损失值、锚杆或锚索受力值；硐室群整体稳定性评价通过建立整体稳定性评价指标进行判定。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211009220.1A CN115081258B (zh) | 2022-08-23 | 2022-08-23 | 深部硐室群开挖补偿控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211009220.1A CN115081258B (zh) | 2022-08-23 | 2022-08-23 | 深部硐室群开挖补偿控制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115081258A CN115081258A (zh) | 2022-09-20 |
| CN115081258B true CN115081258B (zh) | 2022-11-08 |
Family
ID=83244187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211009220.1A Active CN115081258B (zh) | 2022-08-23 | 2022-08-23 | 深部硐室群开挖补偿控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115081258B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115796456B (zh) * | 2023-01-29 | 2023-05-16 | 中国矿业大学(北京) | 复杂条件地下工程围岩稳定评价与控制方法 |
| CN118167434A (zh) * | 2024-05-14 | 2024-06-11 | 四川大学 | 铁路隧道软岩大变形早期判识、预警和防控方法及装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114320459A (zh) * | 2022-03-14 | 2022-04-12 | 中国矿业大学(北京) | 矿井动力灾害分类控制方法 |
| CN114483024A (zh) * | 2022-04-18 | 2022-05-13 | 中国矿业大学(北京) | 岩爆等级原位评价与控制设计方法 |
-
2022
- 2022-08-23 CN CN202211009220.1A patent/CN115081258B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114320459A (zh) * | 2022-03-14 | 2022-04-12 | 中国矿业大学(北京) | 矿井动力灾害分类控制方法 |
| CN114483024A (zh) * | 2022-04-18 | 2022-05-13 | 中国矿业大学(北京) | 岩爆等级原位评价与控制设计方法 |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| Numerical investigation of failure evolution for the surrounding rock of a super‐large section chamber group in a deep coal mine;Tan Y等;《Energy Science & Engineering》;20191231;全文 * |
| 开挖顺序对硐室群围岩稳定性影响及支护对策;张毅等;《河南理工大学学报(自然科学版)》;20160815(第04期);全文 * |
| 深部大断面硐室破坏机制与锚注控制方法研究;王琦等;《采矿与安全工程学报》;20201115;全文 * |
| 深部软岩硐室群破坏机制与施工过程优化;黄玉兵等;《中国矿业大学学报》;20210115;全文 * |
| 深部高应力立井连接硐室群围岩稳定控制与支护技术;刘光程等;《煤矿安全》;20161020(第10期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115081258A (zh) | 2022-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN115081258B (zh) | 深部硐室群开挖补偿控制方法 | |
| Zhao et al. | Mechanism analysis and control technology of surrounding rock failure in deep soft rock roadway | |
| Ostermayer | PAPER 18 Construction, carrying behaviour and creep characteristics of ground anchors | |
| CN112483121A (zh) | 一种地下洞室的柱状节理围岩防松弛支护方法 | |
| Jin et al. | Relationship between invert-filling disengaging and deformation of shield tunnel using staggered assembled segment | |
| Liu et al. | Pre-supporting mechanism and supporting scheme design for advanced small pipes in the silty clay layer | |
| Zheng et al. | A novel sequential excavation method for constructing large-cross-section tunnels in soft ground: Practice and theory | |
| CN117552438A (zh) | 土岩组合地层的深基坑主动补偿支护设计方法 | |
| Le et al. | Modified gap method for prediction of TBM tunnelling-induced soil settlement in sand-a case study | |
| HOEK et al. | Design of large powerhouse caverns in weak rock | |
| Naithani et al. | Rock mass characterization for the underground surge pool cavern—a case study, India | |
| Shields et al. | Load transfer in pressure injected anchors | |
| Ma et al. | Test and numerical simulation of failure mechanism of barrel and wedge anchorage in coal mines | |
| Sarfarazi et al. | Influence of single tunnel and twin tunnel on collapse pattern and maximum ground movement | |
| KR101789966B1 (ko) | 풍화암반과 기반암의 sda매입말뚝 선단지지력 산정방법 | |
| Klinger et al. | Use of spile umbrellas to reduce deformation | |
| Văn et al. | Stability of Deep Underground Mine Drift through Complex Geology Conditions in Quang Ninh Coal Area | |
| Pashaye et al. | Using Umbrella Arch Method in Design of Tunnel Lining, Case Study: Water Transfer Tunnel of Kani-sib, Urmia lake | |
| Jeong et al. | Cyclic lateral load tests of offshore large diameter piles of Incheon Bridge in marine clay | |
| Li et al. | Shotcrete trials and applications in poor ground conditions at Mount Isa Mines | |
| Mekdash et al. | Research Article Reinforcement of Concrete Shoring Systems by Prestressing | |
| Ye et al. | Study on grouting rehabilitation of asymmetric transverse deformation in an existing shield tunnel | |
| Wang | Failure mechanism and control technology for deep inclined rock roadway with weak planes | |
| Majcherczyk et al. | Stability assessment of mining excavations: the impact of large depths | |
| Humza et al. | A Review on the Performance of Bored Pile Foundations through Instrumented Pile Load Tests in Qatar |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |