管棚超前预支护技术数值模拟研究.pdfVIP

裴庆夏：管棚超前预支护技术数值模拟研究 137 DOI：10．13905／j．cnki．awj,,．2015．08．051 管棚超前预支护技术数值模拟研究 裴庆夏 (中煤科工集团南京设计研究院有限公司。 南京 210031) 【摘 要】 采用 FLAC3D软件对使用管棚超前预支护技术和未采用该技术支护的巷道进行开挖模拟，将两 种模拟结果进行对 比。 【关键词】 地质异常构造；管棚超前预支护；FLAC3D模拟 【中图分类号】 TU942 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001—6864(2015)08—0137—03 深井巷道的开挖 ，常会遇到破碎、松散等构造带 ， 管棚预支护系统能够在环向形成钢管棚架，u型 伴随着涌水涌砂等地质危害，对井下的生产建设等带 钢拱架沿径向铺设，形成拱结构 ，改善土体质量、提高 来不安全因素。管棚超前预支护技术就是为了解决这 围岩整体强度的同时，又能保护建设生产的顺利进行。 类问题而使用的一种支护方式。该技术能够克服深部 2 模型建立 地层应力高、岩体松软等弱点，对于维护巷道的自稳能 2．1 模型建立 力 ，减少巷道变形等得到显著改善，对于矿井的安全建 本文 中分别采用平行六面体外围渐变放射网格 设 、生产和运输都起到了积极作用。 单元 、柱形壳体单元和柱体网格单元来模拟注浆范围、 1 管棚超前预支护结构说明 围岩和待开挖土体。 管棚超前预支护是在拟开挖洞 口的外围，以设计角 以坐标原点为开挖 中心，以 轴、轴正负方向 度打人钢管，后向钢管内注浆，是钢管形成整体帷幕，形成 50m为模型边界，因模拟第一施工段开挖，模型厚度取 支护壳体。开挖时，配合以钢拱架使用，边开挖边架设，随 30m，形成 100mX100m×30m立方体模型。巷道为圆 着开挖的进行，钢拱架相互连接，与上部管棚形成整体支 筒形巷道 ，直径 7．2m，由 平面延Y轴正方向开挖。 护，而上部土体的压力由初始施加给土体转为由管棚支 直径27．2m的范围内皆为注浆加 固区。第一施工段 护系统支撑，给工程初期支护提供了可靠保障。 长30m，每个开挖循环进尺为 2m。钢管采用 beam单 3．4 做好充分准备 ，现场应急措施到位 巡查人员及时与交警部门进行沟通和协调，对通过通 (1) 施工前准备一定数量的应急材料，应配备 道上方的重型车辆给予限行 ，只允许小型车辆通行 ，必 必要的设备及材料 ，例如挖机、注浆机、水泵、砂包、水 要时临时禁止所有车辆从暗挖作业区域上方通行，以 泥、速凝剂、钢管、对讲机、安全警戒带、警示牌等 ，做好 此降低暗挖通道内坍塌和地面塌陷的风险。 应急抢险准备工作。 4 结语 (2) 应备一定数量 的抢险人员，指挥人员应在 通过以上保证措施在施工中的落实到位，同时整 现场值班。 个开挖过程严格按照专项方案施工，该 c、D暗挖通道 (3) 施工时做好周 围建筑物和地下管线 的保 项 目顺利如期完成 ，地表及管线沉降也控制在设计范 护、监测工作 ，出现沉降过急、过大时采取增加注浆小 围之内。 导管、加大注浆量或注浆压力等注浆措施。 地下暗挖施工有许多不可预见因素在内，周边环 (4) 若掌子面出现