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晏殊晏几道范文1
关键词 压力管道；检验；技术；研究
中图分类号：TU996 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）19-0047-02
为保证压力管道正常运行，应采用专业的检测技术，切实落实压力管道检测工作，进而掌握压力管道的运行状态，使压力管道更好地为人们的生产生活服务。
1 压力管道常规检验技术
压力管道检验时应按照《在用工业管道定期检验教程》相关条款要求，切实落实检测工作，以确保压力管道的正常运行。
1.1 宏观检验
宏观检验主要检查压力管道的覆盖层、涂层、绝热层以及管道表面的基本情况，检查其是否出现泄漏、偏离等不良现象，它包括直观检查和量具检查。检查时应重点把握以下几点内容。
检查管道内部状况时应使用手电筒沿着管道表面照射，从而及时发现管道表面存在的鼓包、浅坑等缺陷。如果受到其他因素影响不便于直接观察检验，则考虑借助内窥镜或反光镜；检验人员如不确定管道是否出现裂纹时，应首先利用纱布打磨检验位置，然后用蘸有10%浓度的硝酸酒精浸湿，擦拭干净后借助放大镜仔细观察管道表面；如果管道的直径较小且法兰口可以拆除，此时检验人员可将手伸入管道内部，通过触摸检测管道内部是否出现鼓包和凹坑；检验时如发现支撑管道位置出现较多腐蚀物，应先将管道抬离支架再进行检验；对管道支架的健康状况进行检验，尤其应重点其是否出现位移现象等；另外，检验人员利用锤子敲击管壁检查管道附件的固定的牢固程度，并认真辨别发出的声音以判读管道是否存在缺陷，不过当管道内部有压力时不提倡采用该方法进行检验。
1.2 测定压力管道的厚度
为了掌握输送介质腐蚀压力管道的具体状况，推算压力管道的剩余使用寿命，检验时会对压力管道的厚度进行测量。检验时应重点注意以下事项：测量时应综合分析压力管道实际情况，选择多个位置进行测厚。在选择测厚点时通常会结合输送介质的流向和物理性质，选择其容易滞留的位置；测量时如发现压力管道出现异常，以在其周围进行多次检验，以确定异常的范围，必要时可以考虑使用其他辅助手段。
2 压力管道无损检验
压力管道无损检验分为表面无损检验和内部无损检验两部分，下面对其进行介绍。
2.1 表面无损检测
宏观检查不可能检验出压力管道存在的所有缺陷，而采用表面无损检验方法能够检验出压力管道表面存在的不易观察的缺陷。表面无损检验包括渗透检测（PT）和磁粉检测（MT），尤其是MT检测能够很好的检测出压力管道表面或近表面存在的缺陷。当压力管道出现以下情况时应进行表面无损检验：宏观检查时有可疑情况或发现有裂纹的位置；压力管道内表面焊缝位置出现裂纹，其对应的外表面焊接位置；压力管道出现疲劳现象，应重点对应力集中位置或焊接接头进行无损检测；压力管道所处环境腐蚀较为严重等。
2.2 内部无损检验
内部无损检验是针对压力管道工件隐藏的缺陷而进行的检验，例如焊缝位置未融合、夹渣、气孔、裂纹等，包括超声波检测（UT）和射线检测（RT）。如发现压力管道出现下列状况应进行内部无损检验：焊接接头进行过返修；表面检测时发现焊接位置处有裂纹出现；焊接不规范导致咬边和错边比较严重；焊接后接头位置硬度存在异常；临近压缩机或泵进出口位置的焊接接头；压力管道运行出现泄漏等。
3 压力管道理化检验
压力管道运行时有引起管道材质劣化的因素出现，应综合分析压力管道的实际情况，合理选用金相检验、硬度检测、光谱分析以及化学成分分析法，对压力管道做进一步的检验。
3.1 化学成分分析法
采用该种方法检验压力管道的目的在于明确管道化学成分组成，进而确定焊接工艺和要使用的焊接材料，为管道的修补提供参考。对管道化学成分进行分析时应采用刮削法获得样品。刮削位置的选择应结合成分分析法的目的进行选择，如为了验证和确定压力管道材质，在可在管道外表面进行取样；如果检验管道材质性能则应在管道内表面进行取样。另外，为了防止压力管道表面杂质给成分的确定造成影响，取样前应彻底的清理管道表面。
3.2 光谱分析法
如果只是简单的测定管道的材质，而不需要知道管道的组成成分时，则可利用光谱分析法进行检验，以辨别压力管道是不锈钢、低合金钢还是环视碳素钢。
3.3 硬度检测和金相检验
满足表1条件的压力钢管应进行硬度和金相检测。
压力管道介质可引起应力腐蚀或含有湿润的H2S时，应对压力钢管硬度进行检验。另外，金相检验点应选择在应力比较集中的位置以及腐蚀严重的区域。
4 埋地管道的检验
埋地压力管道可能受到土壤的影响容易出现腐蚀现象，但是由于埋地管道的特殊性，即不容易接触到压力管道的腐蚀位置，因此给检验工作带来较大难度。在对埋地压力管道检验时应注意以下内容。
1）利用观察法确定埋地管道泄露的位置，即检验员可观察管道路径上部的土壤颜色变化、地面轮廓变化、有无气味出现等。2）挖掘检查确定压力管道的实际状况。综合分析压力管道的实际情况选择易于开挖的位置，当快接近管道时进行人工开挖。将压力管道外部的包装材料去除，检查管道内部金属情况，如果发现管道被腐蚀则应扩大开挖区域，准确掌握压力管道的损坏程度，从而采取应对措施对其修理或更换处理。3）如果压力管道没有阴极保护则应定期进行试验，试验过程中如果管道中的压力在8 h内下降了5%，应重点检查压力管道的外部情况，最终确定泄露位置和腐蚀程度。
5 总结
压力管道在油气输送方面发挥的作用越来越大，给人们的生产生活带来了较大便利。因此，应定期利用压力管道检测技术对管道的健康状态和运行状况进行检测，以此保证压力管道的正常运行。
参考文献
[1]侯磊，李光辉，殷志忠.压力管道的现场检验控制技术总结[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2013（08）.
[2]蒋宏，胡启良，董训长，张雅娟，郑芬枝.压力管道全面检验技术及其应用[J].石油化工设备，2013（03）.
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【关键词】深部高瓦斯；软岩；巷道
1、引言
1.1研究背景与意义
合理的巷道布置方式和巷内支护是保证双“U”型通风方式下中间巷稳定的两个主要因素。长期以来，众多专家、学者对护巷煤柱宽度和煤柱稳定机理方面研究较多，而对两次采动高应力叠加后的重新演化规律、以及该动态效应对煤柱内巷道维护的作用规律研究较少。为此，本文针对此类条件，从改善巷道围岩应力环境入手，深入分析两侧采动高应力叠加后的动态效应以及其对外圈巷维护的影响规律，提出新型的回采巷道布置方法，并确定合理的煤柱宽度以及巷道支护技术、支护参数。
1.2主要研究内容
（1）提出新型回采巷道布置方法，建立上覆岩层弹塑性力学结构模型，分析该结构在巷道不同阶段的稳定性。
（2）采用数值模拟和理论分析的方法，研究分析两侧采动高应力演化过程中，煤柱稳定机理与巷道围岩变形破坏机理，开发煤柱内沿空巷道合理的支护技术和支护参数。
（3）现场工业性试验，实测巷道矿压显现规律，进一步完善理论分析，总结研究成果。
2、煤柱内沿空巷道上覆岩层结构及其稳定机理
从围岩力学性质和应力环境来分析，沿空巷道是一类特殊的回采巷道。工作面回采后采空区上覆岩层垮落，基本顶初次来压形成“O-X”破断，周期来压即基本顶周期破断后的岩块沿工作面走向方向形成砌体梁结构，在工作面端头破断形成弧形三角块。弧形三角块在煤壁内部断裂并以断裂线为轴旋转下沉，它的运动状态及稳定性直接影响下方煤体的应力分布和变形规律。
工业实践表明：沿空巷道在掘进影响阶段及掘后稳定阶段变形较小，受工作面采动影响后，巷道围岩活动剧烈，加上围岩松软破碎，造成工作面回采时巷道变形量很大。基本顶的稳定状况及位态直接影响沿空巷道围岩稳定状况。
3、煤柱内沿空掘巷围岩稳定性分析及煤柱合理宽度
对处于受采动影响后次生应力发育的应力环境中的沿空巷道，在采用合理的围岩控制技术的前提下，必须考虑巷道的布置，以避开深部强采动带来的高支承压力影响，合理的巷道布置，应使巷道处于较易维护的次生应力环境中。窄煤柱是综放沿空掘巷围岩的一个重要组成部分，其稳定性直接影响巷道整体稳定，因此，开展综放沿空掘巷的窄煤柱稳定性研究具有重要的意义。
根据实践中S1202工作面生产地质条件，S1201工作面运输巷和进风巷之间净煤柱宽度为45m，在此煤柱内沿S1201工作面采空区留窄煤柱掘进S1202瓦排巷，采用FLAC3D有限差分模拟分析窄煤柱稳定性。建立长×宽×高为210m×2000m×85m，模型上部边界施加压力使其等同于上覆岩层的重量，底边界垂直方向固定，左右边界水平方向固定。模型上部边界垂直应力按深度488m、容重25kN/m3考虑，为12.215MPa，最终建立模型如图所示。
4、高瓦斯厚煤层沿空掘巷围岩稳定控制分析
目前，深部巷道围岩控制主要是以锚杆支护为主的围岩加固技术，深部巷道围岩稳定的实现，对锚杆支护提出了以下要求：（1）具有较高的强度和延伸率，提高围岩的抗剪能力，避免顶底板高水平构造应力造成的剪破坏，同时能承受较大的拉力；（2）高预应力，预应力是锚杆支护区别与其它被动支护方式的关键，能提高巷道表面围压。
围压越大，岩石强度越高，在围岩破坏前，围压的增长对于岩石强度的增加并不明显，但围岩破坏后，岩石的残余强度对围压比较敏感，较小围压的增长亦能有效地提高围岩的残余强度，改善被锚固岩体的力学性能，从而有利于保持巷道围岩的稳定。
5、工业试验
S1202瓦排巷掘巷期间，围岩变形40天后趋于稳定，顶底板相对移进量为200mm，两帮相对移进量约230mm；S1202工作面回采期间，1#测站巷道两帮最大相对移近量为688mm，顶底板最大相对移近量为815mm，瓦排巷在S1202工作面前方150m变形开始增大，在工作面后方200m左右变形趋于稳定，在此过程中变形特征表现为缓慢变形、剧烈变形、快速变形和变形稳定四个阶段，巷道稳定后变形量在合理范围内，可以保证正常使用要求，说明此类巷道布置方法和支护技术及之后参数是科学、合理、可靠的。
6、总结
（1）建立了煤柱内沿空巷道上覆岩层结构弹塑性力学模型，分析了基本顶结构在巷道不同阶段的稳定性，揭示了基本顶三角块结构变形运动规律与巷道围岩稳定性的关系。
（2）揭示了煤柱内沿空巷道受相邻巷道掘进、两侧工作面采动时的应力场、位移场和塑性区演化规律，确定了新型巷道布置方法中合理的煤柱宽度。
（3）研究了煤柱内沿空巷道围岩稳定机理，开发了此类巷道围岩控制技术。
参考文献
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1种植水稻前的准备工作
1.1土地的筛选
在栽培有机水稻的时候，土地的质地对水稻的成长有着很大的影响，选对了土地，就相当于水稻种植工作已经成功了一半。所以，在选择土地的时候，一定要选择一些离造纸厂、化工厂等污染源较远的土地，同时，还要确保所选择的土地具有较高的肥力，没有受到过严重污染，而且在排水和供水方面畅通无阻，这样，才能保证水稻能够在一个清洁无污染的环境下成长，进而真正成为有机绿色粮食。
1.2品种的选择
除了对土地的要求，水稻本身的品种也是水稻质量的限制条件和决定性因素，因此，有机水稻种子的选择也是水稻种植过程中需要谨慎对待的一个问题。在选择有机水稻的种子的时候，应该尽量选择一些中熟、籽粒饱满、适应性广、无病虫害、抗性强、产量较高的品种，确保种子能够在纯度、发芽率、净度、含水量等方面达到国家一级标准，进而从根本上提高其抗病性与单产量。当然，必要的时候，还应该对所选的种子进行晾晒，通过盐水测试的方法淘汰一些不太饱满的种子，从而留下那些条件较好的种子。
2种植过程中的技术要领
2.1气候的掌握
在进行有机水稻种植的时候，光照强度、气候等因素，都是在种植有机水稻时必须考虑的问题，为了给水稻创造一个适合的环境，应该尽量将温度控制在2350度到2400之间，确保水稻处于一个良好的生长状态。
2.2肥料的掌控
一般情况下，最科学、最环保的做法就是利用腐熟的农家肥为水稻配置营养土，因为这样不仅可以为水稻提供足够的营养成分，还能够减少对环境的污染程度，更为重要的是，这样做还将闲置的、被弃用的农家肥有效的利用了起来，做到了资源的循环利用，是一种及其值得肯定和推广的做法。当然，如果农家肥无法满足化肥使用量，还可以考虑通过秸秆还田技术对土壤进行培肥，具体做法就是将秸秆、稻草等植物打碎拌匀后埋在用于种植水稻的土壤里，这样，就能有效的为水稻提供所需的营养。值得注意的是，在对有机水稻进行施肥的时候，一定要根据水稻的长势情况来提供相应的肥料量，切不可为了追求高产而盲目的过度施肥，使得过量的营养成为阻碍水稻成长的绊脚石。
2.3秧苗的培育
在培育秧苗的时候，一定要控制好插秧的温度和时间，同时还要控制好每个成长阶段秧苗的供水量，当然，提供适量的营养成分也是必不可少的环节，只有将这些环节全都处理好，才能培育出质量上乘的秧苗。
3种植过程中的管理要点
3.1及时进行除草
杂草对水稻的生长有着很大的影响，如果不能及时的铲除水稻田间的杂草，必然会导致原本应该被水稻吸收的营养成分却被杂草吸收了，一旦杂草乘势长起来，就会和水稻抢夺阳光和水分，进而阻碍水稻的生长。因此，在水稻生长过程中，在插秧前三天左右，一定要对萌生的杂草及时的进行人工拔除，保证水稻生长环境的清洁度。
3.2科学的提供水量
在供水方面，一定要做好两个步骤，一个就是适量供水，一个就是及时断水，判断何时应该供水、何时应该断水的标准就是要定期在每天早上观察秧苗的水珠是否达到标准量，如果水珠量达到了50%，就不用浇水了，反之就需要提供水量。在浇水的时候，一定要往复、缓慢的浇水，这样才会达到以水促苗的效果。同样地，如果断水断的及时，也同样会收到以水促苗的效果。一般在有机水稻黄熟期的时候，就是最好的断水的时期，此时，应该及时采取洼地早排，漏水地适当晚排的举措，控制好水稻的供水量。
3.3防治病虫害
目前，对水稻的生长产生极大威胁的病虫害疾病主要有纹枯病、稻瘟病、稻曲病等，为了从根本上摆脱病虫害的困扰，可以采用防虫网育秧的方法，也可以通过选用抗稻瘟品种的方式或者装诱蛾灯的办法加以防治。当然，保持良好的通风也能够有效的减少病害的滋生，也是一种比较有效的减少病虫害伤害的方法。
3.4温度要适宜
要想控制好水稻的温度，就一定要掌握秧苗生长的临界温度，通常，稻根适应的温度为12℃，稻叶为15℃，而秧苗生长适温一般为22～25℃，所以，温度的控制是一项需要技术和耐心的工作，种植者应该稳定好温度，尽量不要出现温度大幅上升和下降的情况。
4结语
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[关键词]泥岩 施工技术 监控量测
[中图分类号] U452.1+2 [文献码] B[文章编号] 1000-405X（2013）-10-242-1
1工程概况
太岳山隧道位于山西省临汾市古县旧县镇与安泽县之间。隧道采用单洞双线方案，隧道进口里程DK392+930，出口里程DK409+124，全长16194m。地面高程间于850-1230m之间，隧道最大埋深约300m，最小埋深约5m。隧道进口设置R=1600m的曲线，曲线进入隧道隧道长度为689.96m；出口设置R=1200m的曲线，曲线进入隧道长度795.04m。隧道纵坡为单面上坡，坡率依次为：3‰、5.1‰、4.4‰。隧道设4座斜井，斜井采用单车道+错车道无轨运输。
2地质、水文情况
隧址区位于华北台块山西台背斜中南部，属新华夏构造体系第三隆起带太岳山北平～古县隆起带，洞身主要穿越二叠系上统石千峰组（P2sh）砖红色泥岩夹淡水灰岩、石膏薄层，灰白黄绿色含砾中粗粒砂岩；二叠系上统上石盒子组（P2s）紫红色、黄绿色砂质页岩、页岩和黄绿色砂岩、含砾中粒砂岩；抗压强度13～45Mpa；泥岩具膨胀性；局部地段受构造影响，岩体破碎。地下水主要为基岩裂隙水，主要依靠大气降水补给，隧道穿越地层为水平砂泥岩互层，发育多层地下水，二叠系砂岩与砂质泥岩含水性直接影响隧道施工，区内岩层波状起伏，向斜轴部可形成承压自流水，局部地段裂隙贯通多层含水层易产生涌水涌泥等地质灾害。隧道估算正常涌水量9621m3/d，估算最大涌水量30797m3/d。
3隧道洞身穿越泥岩的特性
岩性软弱：施工过程中对围岩（泥岩）取样进行岩石抗压强度试验和软化系数试验。结果显示： 单轴干燥抗压强度值8～15MPa，饱和抗压强度极低，多数泥岩吸水后崩解，少数仅达2～4MPa，属于极软岩～软岩，软化系数约为0.36，属易软化岩石。施工过程中，岩性软弱易引起围岩变形。
构造不利：隧道穿越太岳山低山区，构造复杂，次级褶皱较发育，岩层产状多呈水平状，局部层理不清晰，岩体破碎。泥岩、砂岩层位与隧道洞身等标高，隧道长距离穿过该层位。
结构面发育：隧道洞身围岩节理裂隙发育，多发育有两组近垂直方向的节理，密度2～4条/m，受裂隙水影响，极易产生滑塌。
软弱带多见：隧道洞身穿过地层的泥岩以紫红色为主，砂岩以青灰色为主，节理裂隙间多有黄绿色泥状物、膏状物充填，填充物胶结差，成松散状，手捏易碎，遇水极易崩解。
局部具膨胀性：施工过程中在里程DK399+600的泥岩取样对其膨胀性进行试验分析，根据试验结果该段内的泥岩具中等膨胀性（自由膨胀率83%，阳离子交换量295mmol/kg，蒙脱石含量25.6%），易引起围岩变形（拱顶下沉量大，拱腰位置收敛快）。
地下水影响：隧道通过二叠系石盒子地层，根据区域资料，该地层为富水地层，地下水类型以基岩裂隙水为主，以节理裂隙贯通。隧道开挖改变了地下水径流方向，掌子面附近的水沿基岩裂隙渗出，使掌子面泥岩软化、泥化，工程地质特性迅速降低，易引起变形和坍塌。
4膨胀性泥岩对施工的影响
石千峰组泥岩多呈紫红色。岩质较软，岩体完整性差，岩体受干湿影响崩解明显，具弱～中膨胀性。岩石表面常见镜面擦痕。具有孔隙率大、胶结性差、变形性大、低应力下蠕变等特征。
拱顶泥岩因应力大于屈服强度产生塑性变形，断面内缩，支护系统变形破坏。泥岩节理裂隙发育时，裂隙内填充青灰色泥状物质，在地下水的作用下，结构面抗剪强度降低，岩体顺结构面滑移，围岩稳定性很差。导致已施工完成的初期支护仍有大变形开裂地段，局部地段产生坍塌。
5膨胀性泥岩施工技术
5.1隧道结构设计概况
采用曲墙式带仰拱衬砌，隧道Ⅳ围岩加强段、Ⅴ级围岩及加强段二次衬砌采用钢筋混凝土。Ⅳ级围岩初期支护参数如下：喷射混凝土拱墙18cm，仰拱10cm，格栅钢架1.2m/榀，拱部中空注浆锚杆，边墙砂浆锚杆，长3.0m，梅花形布置，间距1.2×1.2m。钢筋网片采用纵φ6，环φ8钢筋，网眼尺寸25×25cm。
5.2膨胀性泥岩隧道施工技术
（1）超前支护
隧道拱部120。范围内采用φ42mm注浆超前小导管进行超前支护，小导管长度3.5m，环向间距40cm，纵向相邻两排的水平投影搭接长度不小于1.0m。小导管安设采用钻孔打入发，顶入长度不小于钢管长度的90%，外插角10。～15。，并用高压风将钢管内的砂石吹出。注浆采用水泥砂浆，水灰比：0.5～1.0；注浆压力：0.5～1.0Mpa。
（2）初期支护
针对初支产生变形开裂，通过学者、专家以及参考相关工程的经验确定了以下初期支护参数：初支喷射C25砼厚度23cm，全断面布置工18型钢钢架，间距1.0m，拱部采用Ф25组合式中空锚杆（L=3.0m），边墙采用Ф22普通砂浆锚杆（L=3.0m），锚杆梅花形布置，1.2×1.2m）；钢筋网纵ф6环ф8，网格间距25cm×25cm，预留变形量9cm。
（3）二次衬砌
加快二衬仰拱及仰拱填充的施做，跟进二次衬砌，确保隧道施工安全步距。
二次衬砌采用C35钢筋混凝土衬砌，厚度：拱墙40cm，仰拱45cm。钢筋环向主筋采用ф18钢筋，间距20cm，纵向主筋采用ф10，间距25cm。
6监控量测情况
隧道施工将围岩监控量测纳入到日常施工生产和管理当中，成立了专门的监控量测小组，按照规范要求进行监控，对围岩变化的情况及时放映到施工现场，为施工安全的预防提供了有利保证。
从围岩监控量测数据来看，对于富水地段的膨胀性泥岩，原设计初期支护所采用的支护参数产生的拱顶沉降与水平收敛数值相对较大，拱顶沉降累计值普遍达到9cm左右；水平收敛累计值普遍达到12cm左右。而采取了新的初期支护参数后，拱顶沉降与水平收敛数值明显变小，拱顶沉降累计值普遍达到2cm左右；水平收敛累计值普遍达到3cm左右。
7结束语
在隧道施工过程中，通过改变初支技术措施，减小了施工中泥岩膨胀所带来的初支变形开裂等问题，确保了初期支护的结构安全和施工中的安全。对今后类似地质施工提供了参考价值。
参考文献
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关键词：隧道工程；层状板岩；锁脚锚管
层状软弱板岩隧道施工中常出现围岩大变形、坍塌等病害［1-4］。层岩隧道初期支护结构加固技术已成为相关学者竞相研究的热点课题。
1工程概述
以某高速公路隧道为研究对象，隧道全长2164m，采用双洞分离式设计，隧道断面为典型三心圆结构，上拱部圆半径为6.05m，道路横坡为2%。隧址区穿越文笔山组及二叠系上统龙潭组地层，出露岩性为灰黑色层化软弱板岩、砂岩及泥岩。围岩整体自稳性较差。山体植被茂密，地表起伏较大，地表水不丰富，地下水为第四系松散孔隙水及基岩裂隙水，施工过程偶见渗漏水，薄层板岩易沿板理面滑塌，隧址区岩层产状多变，并穿越Fm4及Fm7两处断层。
2现场施工病害分析
隧道现场开挖施工过程中，围岩大变形、初期支护结构开裂、钢拱架屈曲现象偶有发生［5-8］。现场围岩自稳性较差，薄层板岩易滑塌，隧道开挖施工后短时间内即形成较大围岩松散压强。初支结构与围岩黏结程度较差，难以形成有效支护。隧道上台阶开挖施工后，拱顶沉降呈快速增长的趋势，施工36d后累计沉降达360.2mm。于断面ZK14+830处进行围岩压强、钢拱架应变、初支混凝土应变测试，图1为现场安装测试仪器图2为断面ZK14+830围岩压强变化曲线。由图2可知，隧道开挖施工后，拱顶、拱腰处围岩压强整体偏大，边墙位置处围岩压强偏小，拱脚围岩压强基本为0。仰拱施作完毕后，各测点压强基本保持稳定，并分别维持在0.83MPa、0.42MPa、0.56MPa、0.11MPa、0.12MPa、0MPa、0MPa。图3为断面ZK14+830钢拱架应变曲线。由图3可知，上台阶开挖施工后，拱顶、拱腰处拱架应变呈快速增加的趋势，施作阶后拱架应变曲线出现收敛拐点，下台阶施工完毕后各测点拱架应变趋于稳定，至仰拱施作完毕拱架各处应变达到稳定状态，各测点应变值依次为4073με、2651με、3026με、213με、1089με、57με、88με。知：2019年3月28日，上台阶开挖施工后，拱顶、拱腰处混凝土应变呈快速增长的趋势，阶开挖施工后，拱顶、拱腰处混凝土应变进一步增长，下台阶施作完毕后，各测点应变曲线出现收敛拐点并趋于稳定，仰拱施作完毕后各测点值依次为2345με、847με、1613με、320με、419με、98με、131με。可见，隧道开挖施工后初期支护结构形变量偏大，超过钢拱架、混凝土允许应变值，施工现场需要采取相关措施处置施工病害。
3加固措施效果规律分析
断面ZK11+240采用锁脚锚管支护（方案1）实施加固，ZK11+260采用锁脚锚管+拱架纵向连接支护（方案2）实施加固。锁脚锚管分别布设于上、中、下台阶拱架两端，与钢拱架通过焊接进行连接，见图5。图6和图7为断面ZK11+240和断面ZK11+260测点围岩压力变化曲线。可知，由于围岩松散压力较大，开挖施工后。拱顶、拱腰位置围岩压力快速增至峰值，边墙、拱脚处压力值整体较小，施作仰拱后各测点压力曲线基本趋于稳定状态。图8为断面ZK14+830、断面ZK11+240和断面ZK11+260测点围岩压力对比。上台阶开挖施工后，加强支护技术方案拱部位置围岩压力高于常规技术。图9和图10是加强支护措施钢拱架应变曲线。相较于常规施工技术，在上台阶开挖施工后拱架应变迅速增至峰值，常规方案应变曲线则是以近抛物线形式快速增至峰值。可见，采用加固技术方案后，拱架纵向连接、锁脚锚管均可对初期支护结构进行良好约束，充分发挥其稳定围岩效果，避免在开挖施工期间支护结构与围岩共同变形问题而造成围岩大变形、支护结构坍塌。图11为断面ZK14+830、断面ZK11+240和断面ZK11+260各测点拱架应变对比。上台阶开挖施工后，常规施工技术拱顶钢拱架应变值为359με，方案1的拱顶钢架应变为4000με，方案2为4302με。由此可见，锁脚锚管加固技术可对初支结构起到明显加固作用，限制初支结构变形，加强支护效果，同时拱部支护结构承受较大围岩压力。相较而言，方案2支护效果更为明显。各工序施作完毕后，围岩与支护结构形成稳定状态。此时，常规技术方案拱顶处拱架应变为4029με，方案1和方案2分别为3739με、2719με。由此可见，锁脚锚管、拱架纵向连接可将支护结构结为整体，在开挖施工初期即可对围岩与初支结构起到明显稳定作用，避免造成围岩大变形。图12和图13为加强支护措施各测点混凝土应变曲线。拱顶、拱腰处混凝土应变值整体偏大，且曲线震荡较剧烈。由此可见，由于添加锁脚锚管，实施拱架纵向连接，上台阶开挖施工后拱部混凝土应变快速增至峰值。常规施工技术混凝土应变则以近抛物线形式增至峰值。加强支护措施可加强初支结构稳定效果。图14为断面ZK14+830、断面ZK11+240和断面ZK11+260各测点混凝土应变对比情况。上台阶开挖施工后，常规施工技术下拱顶混凝土应变值为618με，方案1为1704με，方案2为1394με。上台阶开挖施工后，加强支护技术方案拱部混凝土应变值偏大，说明围岩松散压力得到较好抑制。与此同时，初支结构将承担较大压力，上台阶开挖成为整个施工过程的薄弱环节。二次衬砌结构施作完毕后结构处于稳定状态，此时常规技术拱顶混凝土应变值为2345με，方案1和方案2分别为2657με、2188με。可见，锁脚锚管+拱架纵向连接技术加固效果最为明显。
4结论
①对断面ZK14+830围岩压强、拱架应变、混凝土应变进行试验测试。上台阶开挖施工后，拱顶、拱腰处围岩压强迅速增至峰值1.22MPa、0.74MPa、0.88MPa。至仰拱施作完毕，各测点拱架应变值为4073με、2651με、3026με、213με、1089με、57με、88με。下台阶施作完毕拱顶、拱腰处混凝土应变值为2167με、917με、1411με。②施工现场采用锁脚锚管支护、锁脚锚管+拱架纵向连接支护2种加强支护处治方案。采用加强支护技术方案，沿隧道纵向，通过工字钢纵向连接拱架。沿隧道横断面方向，利用锁脚锚管依次对上、中、下台阶拱架进行连接加固，大幅提高初支结构支护性能，提升围岩及结构承载能力。③上台阶开挖瞬间，围岩变形得到充分抑制。每循环施作完毕后，采用加强支护措施围岩压强、拱架与混凝土应变值小于常规施工技术。锁脚锚管+拱架纵向连接加固效果最为显著。
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晏殊晏几道范文6
国网能源和丰煤电有限公司沙吉海煤矿位于新疆和布克赛尔蒙古自治县城东南63km，新疆和什托洛盖合什东－沙吉海矿区的南部，设计产能为500万t／a，采用2斜井1立井综合开拓方式。目前正在施工的轨道石门（如图1）为沙吉海煤矿＋550m水平开拓巷道。巷道全长为694m，巷道断面形状为直墙半圆拱，巷道净宽为5000mm，净高为4200mm，净断面积为18．8m2，采用锚网索喷支护，锚喷厚度为150mm。石门穿过的岩层大多为松散的含水砂岩、泥岩、砂质泥岩、粉砂岩与砾石互层，节理裂隙发育，胶结性差，岩石强度低，膨胀系数大，遇空气易风化，遇水后岩石崩解沙化，岩石强度迅速降低，掘进过程中容易片帮、漏顶、泥化、安全威胁大、施工困难。
2破坏机理及支护对策分析
2．1围岩破坏机理沙吉海煤矿轨道石门围岩松散破碎，胶结性差，岩石强度低，自由膨胀率大，易风化、泥化，遇水后岩石软化膨胀，并伴随膨胀附加应力的产生，造成巷道围岩整体变形量大，顶板下沉明显，喷层由于受到拉剪应力的作用，开始开裂、脱落。根据围岩X射线衍射分析结果可知，石门底板泥质岩石膨胀性粘土矿物含量高，最高可达73％，在水的作用及施工开挖扰动作用下，底板岩层产生显著的臌起变形，水沟破坏，进而影响巷道两帮及顶板的稳定。巷道穿层掘进，各岩层之间层理、节理发育，结合力低，砂岩富水性较强，泥质岩石遇水砂化、崩解，掘进过程中巷道经常发生漏顶、片帮现象，造成支护困难。
2．2支护对策为了控制石门巷道围岩强度低、整体性差、膨胀性强而导致巷道顶沉、两帮移近量大等非线性大变形破坏，采用新型恒阻大变形锚杆（索）［1］进行锚网索二次耦合支护。由于该锚杆（索）具有很高的支护阻力，伸长量大，且能够在自身变形过程中保持恒定的阻力，因此，能够承受较高的围压，阻止浅部岩体的初期变形，充分发挥岩体的承载力，并可以对岩层内部的高应力进行释放、转移，以使围岩应力均匀化。针对轨道石门围岩易风化、泥化的力学特性，在开挖后，及时进行喷砼封闭，隔绝岩体与空气中的水分子接触，防止风化、泥化及膨胀，充分保持原岩强度；由于严重的底板破坏，采用无缝钢管作为底角锚杆并注速凝化学浆进行加固，同时排水沟紧跟掘进工作面。针对轨道石门围岩松散破碎，胶结性差，岩石强度低，自由膨胀率大，易风化、泥化，遇水后岩石软化膨胀，在掘进过程中频繁发生片帮、漏顶的现象，采用超前管棚支护即无缝钢管作为纵向支撑，将向前掘进方向超前托起，形成一个整体；以恒阻大变形锚杆（索）作为横向环形支撑，构成纵、横支护体系，强度较大，可限制围岩发生大变形，并能提前承受早期围岩压力。综合以上分析，采用超前管棚＋锚网索耦合支护［3－5］，对轨道石门进行围岩控制。
3管棚工作原理及数值模拟分析
3．1超前管棚支护的工作原理超前管棚支护的工作原理与撞楔法工作原理相似。采取超前支护的工艺，超前支护顶板，在距巷道轮廓线一定距离的位置，按照一定的间距打设超前管棚孔，并沿孔口送入无缝钢管，能有效的控制顶板下沉，对顶板提前进行支护，形成对围岩爆破松动圈内的破碎岩石的超前临时支护［2－4］。
3．2轨道石门超前支护的数值模拟1）数值计算模型及参数为了了解巷道采用管棚支护后围岩的应力、位移、破坏场分布特征，并验证其合理性，选取沙吉海煤矿轨道石门作为研究对象，采用三维有限差分大变形模拟程序FLAC3D，构建了巷道三维工程地质力学模型及锚网索＋管棚＋底角锚杆支护工况模型（图2～3）。其中，锚杆、锚索分别采用恒阻大变形锚杆（Φ22mm×2700mm）和恒阻大变形锚索（Φ15．24mm×8000mm）。模型的计算范围长×宽×高＝20m×40m×40m，一共划分了76271个单元，13254个节点。模型侧面限制水平移动，底部为固定边界，模型上表面为上覆岩体自重应力边界，施加的荷载为7．7MPa。围岩物理力学性质参数，综合参考地质勘探报告以及岩体力学室内试验结果确定（表1）。围岩材料本构关系，采用Mohr－Coulumb模型。2）数值模拟结果分析从水平位移场及竖向位移场（图4～6）可以看出，巷道在采用锚网索＋管棚＋底角锚杆支护的工况下，位移量较小，变形得到了有效控制，巷道断面形状维持的较好，因此也未影响其正常使用。最大顶板下沉量为23mm，顶板无明显的应力集中区，底板应力分布较为均匀，两帮应力有向深部岩体转移及扩散的趋势。另外，从破坏场分布特征图（图7）可以看出，巷道顶板剪切塑性区范围显著小于两帮，两底角周边的塑性区已基本消除。以上模拟结果及位移、应力、塑性区分布特征，表明了底角锚杆有效控制了两底角及底板的塑性变形，减小了应力集中程度，恒阻大变形锚杆（索）起到了转移围岩的高应力、释放一定变形能的作用。而超前管棚在巷道开挖前就已对松散顶板实行了预加固，提高了围岩的整体性。巷道打开后，管棚及时阻止了浅部松动岩体的进一步离层、滑动发展，缩小了顶部的破裂区范围，较大程度上保持了岩体的强度，有利于围岩的稳定，同时也消除了频繁漏顶、片帮现象的发生［4－5］。
4支护设计及支护施工工艺
超前管棚＋锚网索断面支护图，如图8所示。超前管棚支护是在即将开挖的巷道沿外轮廓周边上，间隔一定的间距，沿洞轴以一定的外插角钻孔，安装无缝钢管。无缝钢管外留一定长度，与预先锚网索喷预留的金属锚网连接成整体。加固环发挥“承载拱”的作用，承受拱上部的地面荷载和岩层重量，使拱内部围岩仅承受拱部围岩的形变压力，从而创造了理想的开挖条件。1）锚杆：锚杆选用恒阻大变形锚杆，锚杆分为两部分：恒阻器和杆体，恒阻器规格为Φ34mm×500mm，杆体为Φ22mm×2200mm，总长度应为2700mm，锚杆间排距为800mm×800mm，锚杆托板规格为120mm×120mm×10mm碟形铁托板，锚固剂药卷采用K2370和CK2370各一根。2）锚索；选用恒阻大变形锚索，锚索分为两部分：恒阻器和锚索。恒阻器规格为Φ34mm×500mm，锚索规格为Φ15．24mm×7500mm，总长度应为8000mm，锚索间排距为1800mm×2400mm，锚索托盘采用400mm×200mm×80mm的槽钢和200mm×150mm×10mm钢板焊接而成。锚固剂药卷采用3根K2370和1根CK2370药卷。3）金属网：网片采用Φ6．5mm的钢筋编制网，网目规格为100mm×100mm，搭接为100mm采用14＃铁丝每隔200mm绑扎一道。4）喷层：喷射砼厚度为150mm，使用标号不低于P．O32．5R普通硅酸盐水泥，砂为纯净的中粗河砂，石子为粒径5～10mm的碎石。喷砼强度等级C20，重量配合比为水泥∶砂∶石子＝1∶2．03∶2．19，水灰比0．48；速凝剂掺入量一般为水泥重量的2．5％～4％。水沟砌筑砼强度等级C20，砼重量配合比水泥∶沙∶石子＝1∶1．29∶2．31，水灰比0．69。5）管棚超前支护参数①超前支护长度：掘进过程中，循环进尺1．2m，在对围岩性质分析的基础上，确定超前支护长度为3600mm，超前管棚长3800mm。选用Φ32mm×3800mm的钢管制作管棚。②超前管棚的布置方式（图9～10）：管棚眼距为450mm，在距巷道轮廓线100mm处以30的夹角斜向轮廓线外打眼，眼底坐落于巷道轮廓线外150mm处，眼深3600mm，外露的管棚大约200mm，用14号铁丝双股绑在顶部金属锚网上［8］。
5管棚施工工艺流程
按设计打管棚孔安装固定管棚按设计打爆破眼爆理顶部围岩打锚杆挂网支护顶板处理两帮并进行支护打锚索喷浆成型。各环节具体施工过程如下：1）管棚插入及孔口处理：超前管棚管径，选用Φ32mm钢管，管棚钢管长度采用3800mm，管棚应沿巷道开挖轮廓线向外倾斜，其倾角一般不宜大于5度，管棚钢管沿巷道拱部开挖轮廓线布设，布设宽度为450mm，沿拱部开挖外轮廓布置。2）管棚打设：打设排干眼时，要严格按设计的眼距、眼深、倾斜角打设；安装排干时，管棚要与巷道顶部的金属网连接牢固，同时相邻的管棚也要用12号铁丝相连，以防放炮打偏。3）炮眼布置及打设：周边眼距排杆眼200mm，周边眼尽量与管棚眼成交错布置，炮眼深度为1400mm，每眼装药不超过1块。4）爆破后及时检查管棚与顶网的连接和相邻管棚之间的连接是否被打开，及时将其连接牢固，以作为临时支护。然后打锚杆挂网喷浆支护顶板，金属网挂在管棚下，将管棚连成一个整体［6－9］。
6应用效果分析
沙吉海煤矿含水松散膨胀复合型软岩巷道采用管棚超前支护，保证施工中安全与巷道成型，降低了工人的劳动强度，为矿井快速、安全施工创造有利条件，缩短了建矿周期，提高了社会、经济效益。1）安全质量分析：超前支护的管棚间距0．45m，相当于提前进行了临时支护，这是一种类似主动支护方式。巷道开挖后，煤矿职工可在管棚超前支护的掩护下进行作业，强化顶板控制，消除片帮、漏顶的安全隐患，实现安全生产。实践证明，使用管棚超前支护在施工轨道石门过程中，没有出现片帮冒顶现象，对巷道的成型起到了决定性的作用。同时，也相应的降低材料消耗及浪费，节省了人力、物力、财力。2）经济效益分析：管棚超前支护长度3．8m，施工过程中循环进尺1．2m，按正常的施工顺序，每天完成三个循环，进尺3．6m，只需要打一次管棚即可，提高了掘进速度，缩短了施工周期。自从实行了管棚超前支护以来，2012年3月份该掘进工作面掘进50m，4月份进尺70m，5月份进尺90m，为矿井快速施工创造良好条件。