隧道瓦斯钻孔排放有效半径影响因素分析

以林(歹)织(金)铁路坪子上高瓦斯隧道为工程背景,基于COMSOL的流固耦合数值模拟,分析了隧道瓦斯排放时间和钻孔深度对钻孔排放有效半径的影响,根据瓦斯钻孔排放有效半径确定合理的钻孔间距。研究发现:当钻孔半径和钻孔深度一定时,钻孔排放有效半径随瓦斯排放时间的增大明显增大,影响区域也明显增大;当钻孔半径和瓦斯排放时间一定时,钻孔排放有效半径随着钻孔深度的增大而增大,影响区域也增大,但增加不明显。为了防止瓦斯抽放空白带的出现,给出了瓦斯排放合理钻孔间距的计算公式。     

缙云山隧道穿越含瓦斯和采空区煤层施工技术研究

针对隧道通过煤层中可能出现的瓦斯突出施工难点,采用排堵相结合方法,对瓦斯涌量超过警戒值,设计了通过富含瓦斯地层过程中瓦斯排放施工方案和参数,解决了缙云山隧道穿越煤层过程中瓦斯突出的施工问题;同时隧道开挖通过煤层采空区时,提出了隧道边墙两侧、拱部以上的采空区采用回填,仰拱以下采空区采用钻孔压住水泥砂浆充填处理,并给出了钻孔布置、压浆等工艺的施工参数,有效地解决了隧道通过富含瓦斯和采空区煤层施工难题,为类似工程提供经验。     

西山隧道竖井富水软弱破碎及采空区瓦斯综合治理研究

富水软弱破碎是地下工程建设中经常遇到的工程灾害,瓦斯采空区对工程带来严重威胁。针对西山隧道竖井穿经富水软弱破碎区及瓦斯采空区,分析该地区工程地质与水文地质特征,总结该类型工程的特点及治理重难点;通过对采空区瓦斯进行系统抽排,对注浆材料、注浆工艺、注浆方法的研究,确定了适用于西山隧道竖井的钻孔布置方法及注浆参数。该研究成果成功应用于西山隧道竖井注浆治理工程中,取得良好的治理效果,希望对类似工程提供一定借鉴。     

突出风险隧道安全避险措施应用效果分析研究

以新建叙毕铁路(川滇段)重要节点工程欧家湾隧道进口工区煤与瓦斯突出风险段穿越C1煤层施工过程为背景,利用现场应用对比、数据收集与趋势分析等手段,通过对原有施工技术措施进行不动火工艺改进,并编制石门揭煤专项技术方案,把煤矿井下六大避险系统应用到突出风险段隧道施工中,将现场实时检测的钻屑瓦斯解吸指标K_1和钻孔瓦斯浓度变化趋势作为措施应用效果的分析指标,达到检验防突措施应用效果的目的。实践证明,煤矿安全避险措施在煤与瓦斯突出风险隧道中切实可行且效果显著,能够保障施工安全快速进行,可为类似铁路隧道施工提供借鉴。     

瓦斯隧道等级划分新证

研究目的:根据隧道瓦斯与煤矿瓦斯防治方法、控制标准和主要指标的不同,研究一种有别于煤矿瓦斯等级划分的隧道瓦斯等级划分新方法,并依据划分的等级来确定隧道的不同防爆设备和瓦斯管理制度.研究结论:通过对施工通风和稀释瓦斯浓度原理分析及试算,对瓦斯隧道提出了一种新的等级划分方法,不是单纯以瓦斯涌出量为标准,而是结合隧道自身状况和施工通风布置形式来定义瓦斯隧道等级,该方法是一个多元素决定的等级标准.     

复合腔体加固盾构隧道纵缝接头试验研究

从现有运营盾构隧道的服役状况来看,大变形区间隧道管片接头的张角变形通常会超出设计要求,必须进行及时加固以控制变形。复合腔体作为一种新型加固材料具有轻型和快速加固的特点,能较好的应用于运营地铁隧道的快速加固。以复合腔体加固纵缝接头为试验对象,采用足尺试验方法对加固及未加固的纵缝接头的受力性能及其破坏形态分别进行比较,得到复合腔体加固接头的破坏机理,并对其加固效果进行总体评价。     

长距离管道抽淤技术在隧道中的应用

通过对长大隧道反坡抽淤施工技术分析、研究,经过工程实践,对长距离管道抽淤施工采取了有针对性的措施,并在马鹿箐隧道得到了很好的应用,达到了预期的效果。     

瓦斯突出隧道防突安全岩盘厚度计算方法研究

研究目的:在煤与瓦斯突出危险地段进行隧道施工时,安全风险极高,其安全岩盘的设置方法业已成为规避施工风险和提高施工工效的一大关键技术问题。而目前瓦斯突出工区防突安全岩盘的留置多依赖于经验,存在较大的随意性,急需运用岩土理论并结合施工实践予以进一步研究和完善。研究结论:(1)本文借鉴类似工点的岩土理论分析、数值模拟研究成果,结合所收集的已有瓦斯突出隧道的防突实践总结,选择瓦斯压力和工程地质条件作为代表性基础研究指标,提出了防突安全岩盘最小厚度的简便计算办法;(2)利用多个典型工程实例,对比验证了计算方法的可行性;(3)该研究成果将对保障瓦斯隧道突出危险区的施工安全和提高隧道施工进度发挥直接指导作用,可为瓦斯突出地段安全岩盘的科学设置提供重要参考。     

长距离曲线顶管隧道施工过程中力学行为特征

为明确长距离曲线顶管隧道施工时顶推力的变化规律,提出合理的顶推力计算公式,采用现场实测方法,对长距离顶管隧道顶推力进行测试.同时分别在普氏压力拱理论与土柱理论下推导顶管隧道管土接触土压力与侧摩阻力公式,对比上述土压力理论后得出适用于本实际工况的侧摩阻力公式,并应用于长距离曲线顶管隧道模型计算.分析结果表明:当管缝张开角位于0.25°以下时,顶推力变化可忽略不计;当曲率小于0.01时,顶推力变化趋势不明显,计算顶推力时可近似看作直线顶进.顶推力随曲率变化趋势表现为初期上升变化缓慢后期增长速率加快.本文预测顶推力随顶进距离近似表现为线性关系,预测顶力与实测数据拟合较好,拟合优度R2=0.85,能较好地预测顶力变化.     

基于冲击弹性波的隧道冷缝检测技术应用研究

冷缝是一种由施工不当造成的病害,会降低隧道衬砌的力学性能。为探寻一种有效的冷缝检测方法,对冷缝的成因和特点进行分析并调研潜在的检测方法后,发现基于冲击弹性波的冷缝检测方法具有一定的技术优势。深度剖析其检测原理和评价指标算法,提出现场检测实施方案,结合现场破坏性试验进行验证,证明该项检测技术的可实施性。以GN铁路为例,通过现场破坏性试验和健全性指标的统计分析,将冷缝的判定分为明显冷缝、轻微冷缝和非冷缝3类。针对拱顶“鸭舌”/“锲形”型冷缝,提出可使用IAE法作为补充检测方法,分析现场取芯经验和冷缝成因特点,总结冷缝取芯验证的要点。冷缝的无损检测,可极大程度减少现场破坏性试验,对今后的隧道衬砌冷缝检测有参考意义。     

小间距平行盾构隧道临近楼房的设计与施工

结合北京地铁10号线三元桥站--亮马河站区间盾构隧道旁穿南小街8号楼工程,分析两条盾构隧道小间距、长距离并行临近楼房的工程难点,介绍设计与施工采取的措施以及监测数据分析等工程实践.通过总结分析,得出工程实践中地铁区间盾构隧道小间距、长距离并行施工的相互影响规律和对楼房沉降的影响规律.     

渝黔铁路瓦斯突出隧道安全施工管理实践

结合渝黔铁路天坪隧道横洞瓦斯突出工区施工特点,介绍瓦斯突出隧道施工安全管理的组织措施、技术措施及管理措施,并对瓦斯突出隧道通风、施工供电及设备、安全避险六大系统、防突技术措施、瓦斯监测及应急救援等进行研究,实践证明各项管理措施安全可靠,为类似铁路瓦斯突出隧道安全施工管理提供参考。     

铁路隧道紧急救援站人员疏散时间理论计算方法

紧急救援站人员疏散时间是铁路隧道防灾疏散工程结构设计的关键参数。基于水力模型计算方法,结合铁路隧道内人员疏散特征,分析车厢内人数、疏散速度、站台宽度、横通道间距等参数之间的关系,建立铁路隧道紧急救援站人员疏散理论计算公式,并通过建立不同结构参数条件下的紧急救援站人员疏散模型,将人员疏散数值模拟结果与理论计算结果进行对比,考虑一定安全储备,提出了其理论计算公式的修正系数,最后通过人员疏散模型试验对理论计算公式进行了验证,两者结果较吻合。该人员疏散时间理论计算方法能够指导铁路隧道紧急救援站结构设计,并在已建成的紧急救援站疏散系统进行了安全性验证。     

无轨运输施工隧道瓦斯分布规律数值模拟研究

为了研究隧道瓦斯涌出运移规律及对无轨运输施工的影响,对渝黔铁路天坪隧道施工过程中开挖面瓦斯涌出后的运移分布规律进行数值模拟。考虑可能存在的瓦斯涌出极端条件并结合隧道施工实际,在特定供风条件下分别模拟隧道内无障碍物阻挡、有衬砌台车阻挡、存在运输车辆等因素对瓦斯分布的影响,通过分析特定断面及沿着隧道瓦斯浓度随时间的变化规律,结论如下:开挖面瓦斯涌出后隧道上部瓦斯浓度大于下部瓦斯浓度,上部瓦斯运移速度大于下部瓦斯运移速度;压风管一侧瓦斯浓度低于无压风管一侧浓度;衬砌台车和运输车辆会改变瓦斯运移场规律;建议内燃机车进巷作业时间不低于30 min。     

高速铁路深埋隧道石煤层瓦斯勘察测试与评价

为了查明湖杭铁路紫荆隧道掘进过程中瓦斯突出等问题,在勘察设计阶段采用工程地质调查、深孔钻探、孔内测试、取样试验等多种勘察手段,并对石煤岩芯进行现场瓦斯解析试验、煤质化学工业成分分析试验、钻孔内瓦斯压力测试、瓦斯浓度测试、瓦斯气体成分分析试验。研究表明,该处石煤属高灰、低碳、高硫、低热值劣质煤。钻孔石煤现场气体解吸量为0,钻孔内瓦斯浓度、瓦斯压力为0,钻孔内气体成分主要为CO、CO₂。综合评价认为,由于经历长久地质构造活动,湖杭铁路紫荆隧道隧址区石煤已不具备大量赋存瓦斯的地质条件,隧道掘进过程中无煤与瓦斯突出危险性,石煤层不具有爆炸性;石煤层在开挖后堆积于隧道内和弃渣场时,自燃可能性低。     

小间距平行盾构隧道临近楼房的设计与施工研究

结合北京地铁10号线三元桥站—亮马桥站区间盾构隧道旁穿南小街8号楼工程。介绍2条盾构隧道小间距、长距离并行临近楼房的工程难点、设计与施工采取的措施以及监测数据分析等工程实践。通过总结分析得出工程实践中地铁区间盾构隧道小间距、长距离并行施工的相互影响规律和对楼房沉降的影响规律。     

岩溶隧道突水机理研究

岩溶隧道修建过程中极易发生突水灾害，是工程界的热点及难点问题。针对岩溶隧道突水机理进行讨论剖析，首先将其概化为灾害源、突水通道形成及防突层岩体破坏3个过程，并将岩溶隧道防突层破坏类型分为整体拉剪破坏、水力劈裂、充填体渗透滑移、关键块体缺失以及综合型突水模式。结合典型案例并利用数值模拟或理论分析对相应的破坏机制进行研究，指出实际工程中的突水多为综合型突水模式，是多种突水类型相互联系、相互作用的综合结果，且不同突水类型在一定条件下存在相关的连续性和递进演化关系。     

浅谈炭质板岩瓦斯隧道勘察方法与评价

以兰渝铁路化马隧道工程实例为基础,阐述了含瓦斯炭质板岩隧道有害气体勘察、测试与评价方法,在吨岩瓦斯含量、瓦斯压力与瓦斯流量等瓦斯参数测试以及瓦斯气体来源分析的基础上,提出利用钻孔瓦斯流量预测炭质板岩层绝对瓦斯涌出量的计算公式和有效方法,供非煤层瓦斯勘察时参考使用.     

岩溶隧道突水突泥影响因素及对策

研究目的:突水突泥是隧道施工过程中常遇的现象,给工程施工造成的危害性极大.马鹿箐隧道是宜万铁路八座一级风险隧道之一,地下暗河、岩溶、高压、富水、溶腔等不良地质广布,施工中多次遭遇特大型突泥突水.本文通过对该隧道突水突泥现象研究,分析各种岩溶隧道突水突泥影响因素,探讨隧道突涌水整治问题.研究结论:通过分析得出:(1)岩溶隧道突涌水与其穿越地层的岩溶空腔(溶腔、溶隙等)的静水储量大小密切相关,与溶腔内的水压高低有关,与地表及地下水系的连通性有关;(2)隧道穿越高压、富水、岩溶地层时,应重视超前地质预测预报工作,特别推荐超前水平钻孔和周边钻孔相结合的方法,探明开挖前方的工程地质、水文地质特征、溶腔的边界情况,提前采取可靠的工程措施,以达到“保证施工安全、确保结构稳定、保障安全运营”的目的.     

隧道瓦斯灾害危险性评价初探

研究目的:随着我国基础交通的建设和发展,穿越煤系地层和赋存瓦斯的隧道越来越多,隧道施工瓦斯灾害事故也在不断地增加,因此需研究符合隧道工程特点的瓦斯灾害危险性评价体系。研究结论:本文在研究我国大量已有瓦斯隧道的基础上,通过对影响隧道瓦斯灾害危险性的地质因素、瓦斯因素和施工时人为因素等研究,初步建立了一套较为完善的隧道工程瓦斯灾害危险性评价技术方法体系。该体系包括瓦斯隧道分级评价、瓦斯隧道施工危险性评价、瓦斯隧道施工掌子面突出危险性评价3个层次,从而保证了在隧道选线、设计、施工阶段均能实现对瓦斯灾害进行快速、准确的评价,进而采取相应的工程防治措施。