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中国铁路隧道40年发展与展望

隧道建设（中英文） 2021年第11期41卷 1903-1930,I0091-I0118页

作者：田四明王伟杨昌宇刘赪王明年王克金马志富吕刚中国铁路经济规划研究院有限公司北京100038 中铁二院工程集团有限责任公司四川成都610031 中铁第一勘察设计院集团有限公司陕西西安710043 西南交通大学四川成都610031 中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063 中国铁路设计集团有限公司天津300142 中铁工程设计咨询集团有限公司北京100055

简要介绍中国铁路隧道建设发展概况,特别是改革开放40年来中国铁路隧道建设取得的长足进步,在已建成运营的16798座(总长约19630 km)铁路隧道中,于近40年建成的就有12412座(总长约17621 km),占中国铁路隧道总长度的近90%。从隧道设计理... 详细信息

简要介绍中国铁路隧道建设发展概况,特别是改革开放40年来中国铁路隧道建设取得的长足进步,在已建成运营的16798座(总长约19630 km)铁路隧道中,于近40年建成的就有12412座(总长约17621 km),占中国铁路隧道总长度的近90%。从隧道设计理论与方法、标准体系、支护结构体系、特殊岩土和不良地质隧道修建技术体系、风险管理体系、运营防灾疏散救援体系、隧道建造技术等方面总结中国铁路隧道取得的系列成就。通过列举标志性重点隧道工程,阐述中国铁路隧道不同时期的发展状况和技术特点。结合当前铁路隧道工程面临的技术难题和挑战,提出主动支护协同控制理念及技术、数字化勘察设计、智能建造和智能运维等发展方向。

关键词：铁路隧道设计方法标准体系结构体系风险管理防灾救援建造技术山岭隧道水下隧道黄土隧道岩溶隧道城市隧道主动支护智能建造智能运维

大断面巷道中空预应力注浆锚杆的支护效果研究

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中国安全生产科学技术 2015年第8期11卷 90-95页

作者：吴大伟吴爱军苏华友西南科技大学环境与资源学院四川绵阳612060

针对金川矿区大断面巷道在强构造应力作用下围岩变形严重的情况,提出了中空预应力注浆锚杆的支护工艺。通过数值计算得出以下结论:相比传统的普通砂浆锚杆支护工艺,采用中空预应力注浆锚杆支护工艺能够主动加固围岩,提高支护刚度;巷道... 详细信息

针对金川矿区大断面巷道在强构造应力作用下围岩变形严重的情况,提出了中空预应力注浆锚杆的支护工艺。通过数值计算得出以下结论:相比传统的普通砂浆锚杆支护工艺,采用中空预应力注浆锚杆支护工艺能够主动加固围岩,提高支护刚度;巷道两帮的变形减小了约14.56%,最大、最小主应力分别降低了4.4%和7.2%,粘结层破坏范围也随之减小。通过对支护后巷道变形监测发现:两帮最终变形量减小了约36.6%;通过抗拔实验,中空预应力注浆锚杆的抗拔力达到140k N,远大于普通砂浆锚杆的40k N抗拔力,中空预应力注浆锚杆有更好的支护效果。

关键词：强构造应力大断面巷道中空预应力注浆锚杆主动支护砂浆饱满度

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我国高地应力区隧道岩爆研究现状及分析

铁道标准设计 2022年第5期66卷 95-99,105页

作者：巩江峰田四明杨治刚中国铁路经济规划研究院有限公司北京100038 中铁十二局集团第二工程有限公司太原030024

随着我国铁路隧道的大规模建设,大量超深埋隧道在高地应场条件下的岩爆效应将成为铁路建设中的关键技术难题。为判别、预防岩爆的发生,提出不同等级岩爆防控措施,通过调研国内相关专家的研究成果及国内外典型岩爆隧道建设的相关研究成果... 详细信息

随着我国铁路隧道的大规模建设,大量超深埋隧道在高地应场条件下的岩爆效应将成为铁路建设中的关键技术难题。为判别、预防岩爆的发生,提出不同等级岩爆防控措施,通过调研国内相关专家的研究成果及国内外典型岩爆隧道建设的相关研究成果,结合实际工程经验,分析岩爆发生条件、高应力状态下岩爆发生机理、岩爆的预测、岩爆防治措施及作用机理,总结隧道发生岩爆的特征规律,提出高应力状态下不同等级岩爆的防控措施。分析结果表明,施工过程中岩爆的防治,应采取以微震监测为主的综合超前地质预报方法,隧道支护应采用主动支护和被动防护相结合方式,主动支护主要有预应力锚杆、超前应力释放、拱部超前支护、优化施工工法等措施,被动防护主要有高强钢纤维喷射混凝土、钢拱架、消能防护网等措施,岩爆防治技术的关键在于,快速恢复围岩原始三轴应力状态,同时采用少人化、无人化的大型机械化施工,相关研究成果已纳入高原铁路岩爆隧道设计原则。

关键词：铁路隧道岩爆隧道高地应力场主动支护预应力锚杆大型机械化施工

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深部软岩巷道围岩稳定性综合分析及支护实践

矿业安全与环保 2015年第2期42卷 68-71页

作者：牛建春高家平张胜军丁亚恒朱术云河南省正龙煤业有限公司城郊煤矿河南永城476600 中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116

针对城郊煤矿深部巷道围岩变形破坏现象,分析了深部巷道围岩工程地质特征,得出巷道围岩处于极不稳定状态,显现出较明显的高应力软岩巷道的变形破坏特征;数值计算结果表明,巷道四周角部位置形成了4个高剪应力区,剪应力约为2.1 MPa;而巷... 详细信息

针对城郊煤矿深部巷道围岩变形破坏现象,分析了深部巷道围岩工程地质特征,得出巷道围岩处于极不稳定状态,显现出较明显的高应力软岩巷道的变形破坏特征;数值计算结果表明,巷道四周角部位置形成了4个高剪应力区,剪应力约为2.1 MPa;而巷道底板所受剪应力较小,为0.1 MPa,但受底板两侧高剪应力区的影响较大。选取锚杆预紧力与锚索预紧力协同作用的支护方式对深部巷道围岩进行支护设计,不仅能够有效控制围岩的变形,而且能够使巷道围岩快速达到稳定,实现控制围岩大变形的目的。现场应用监测验证了协同支护方式对巷道的变形起到较好的控制作用,体现出预应力锚杆(索)的主动支护作用。研究结果对城郊煤矿深部延伸巷道围岩支护方式的选择具有重要的参考价值。

关键词：深部巷道围岩稳定性分析主动支护数值模拟现场监测

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深埋藏复杂应力下相交巷道围岩控制技术

煤矿安全 2019年第12期50卷 81-84页

作者：邓俊禹王子君辽宁石油化工大学矿业工程学院

以四通煤业公司五采区变电所为工程背景,确定了较大的原岩应力、多次动压影响及不合理的巷道支护方式是导致巷道维护困难的原因。借助数值模拟软件,分析了巷道变形机理及变形特征,确定了提高巷道围岩稳定性和加强支护是解决基本顶离层... 详细信息

以四通煤业公司五采区变电所为工程背景,确定了较大的原岩应力、多次动压影响及不合理的巷道支护方式是导致巷道维护困难的原因。借助数值模拟软件,分析了巷道变形机理及变形特征,确定了提高巷道围岩稳定性和加强支护是解决基本顶离层和围岩破碎问题的关键。通过注浆,提高巷道围岩的自承载能力,使用强力锚杆、锚索变被动支护为主动支护,对设计的“注浆+高强度锚网索+工字钢支架+单体液压支柱联合支护”方案进行了工业性试验,试验结果表明,巷道围岩控制效果明显。

关键词：围岩控制数值模拟联合支护围岩强化主动支护注浆

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互补支护技术在林南仓矿深部围岩中的应用

煤炭工程 2015年第5期47卷 48-50,54页

作者：肖雪峰刘志双常振兴开滦(集团)有限责任公司河北唐山063000 中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院北京100083

针对林南仓矿深部软弱围岩巷道地应力大、变形大、支护困难的现状,在9#煤层石门进行互补支护技术试验,首先对围岩结构展开了观测,进而分析了该矿围岩变形的主要影响因素,最终以支护体"支护统一,护支并重"的思路,进行了支护设计。工程实... 详细信息

针对林南仓矿深部软弱围岩巷道地应力大、变形大、支护困难的现状,在9#煤层石门进行互补支护技术试验,首先对围岩结构展开了观测,进而分析了该矿围岩变形的主要影响因素,最终以支护体"支护统一,护支并重"的思路,进行了支护设计。工程实践表明,与原支护方式相比,在一个月的时间内,新支护方式顶底变形量减少了546mm,两帮移近量减少了1154mm,说明该方式能够有效控制该矿深部低自承、高膨胀围岩的变形,为安全开采提供了保障。

关键词：深部围岩互补支护主动支护软弱围岩

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动压巷道离层变形特征及支护技术研究

煤炭科学技术 2015年第4期43卷 6-10 26,26页

作者：娄金福中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院北京100083 煤炭科学研究总院开采设计研究分院北京100013 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室(煤炭科学研究总院) 北京100013

为了对比分析不同支护方式下围岩离层变形过程的差异,以铜川矿区复合顶板动压巷道为例,在同一回采巷道内分别设置工字钢棚试验段和锚杆支护试验段,采用巷道矿压在线监测系统实测两种支护方式下围岩离层变形的动态过程,探究不同支护方式... 详细信息

为了对比分析不同支护方式下围岩离层变形过程的差异,以铜川矿区复合顶板动压巷道为例,在同一回采巷道内分别设置工字钢棚试验段和锚杆支护试验段,采用巷道矿压在线监测系统实测两种支护方式下围岩离层变形的动态过程,探究不同支护方式下的围岩变形机理,为确定合理的巷道支护方式提供依据。实测结果表明:主动支护和被动支护时动压巷道离层变形过程有本质区别,在锚杆支护地段深部与浅部围岩以同步变形为主;而在工字钢架棚支护段,深部与浅部围岩的位移量差别较大,出现了较大的离层空间,棚式支护不能满足围岩变形要求。根据试验巷道围岩支护体的信息反馈结果,动压巷道应该采用主动支护方式,据此采用高预应力强力一次支护理论进行了动压巷道支护方案优化设计,改进后的支护方案能够满足动压巷道的支护要求。

关键词：主动支护被动支护动压巷道离层动态响应围岩变形机理

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大断面开切眼迈步掘进一次成巷工艺技术研究

煤炭工程 2022年第7期54卷 26-30页

作者：魏斌中煤科工开采研究院有限公司北京100013 天地科技股份有限公司开采设计事业部北京100013

为了保证综采工作面大尺寸回采设备的安装,需要掘进大断面的切眼巷道,然而大断面切眼如何快速成巷、稳固支护,始终是难以解决的问题。为此提出了迈步掘进一次性成巷的施工工艺,即对于6100mm宽的巷道而言,第一次施工宽度4000mm巷道,施工... 详细信息

为了保证综采工作面大尺寸回采设备的安装,需要掘进大断面的切眼巷道,然而大断面切眼如何快速成巷、稳固支护,始终是难以解决的问题。为此提出了迈步掘进一次性成巷的施工工艺,即对于6100mm宽的巷道而言,第一次施工宽度4000mm巷道,施工一个班后,迈步至第二次施工剩余的2100mm宽度,往复交替循环,避免了二次扩帮与安装的交叉作业,节省了时间。采用锚杆(索)上钢带、钢筋网支护的主动支护参数,有效控制了围岩变形,顶板下沉量最大为130mm,两帮移近量最大为164mm。现场掘进过程中,从未发生过安全事故,该技术的使用提高了掘进效率,保障了安全。

关键词：大断面切眼迈步掘进一次成巷主动支护围岩控制

松软破碎煤层瓦斯抽采钻孔失稳机理分析及加固技术

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煤炭科学技术 2018年第7期46卷 178-183页

作者：张英中赟国际工程股份有限公司河南郑州450007 江西理工大学资源与环境工程学院江西赣州341000

为解决采动影响下破碎煤体在瓦斯抽采过程中,钻孔密封质量差、易发生失稳破坏等难题,以平煤十三矿为工程研究背景,在钻孔失稳变形机理分析的基础上,提出采用孔口段煤体注浆固化+孔内主动支护联合防治技术以提高钻孔稳定性,并在己15-17—... 详细信息

为解决采动影响下破碎煤体在瓦斯抽采过程中,钻孔密封质量差、易发生失稳破坏等难题,以平煤十三矿为工程研究背景,在钻孔失稳变形机理分析的基础上,提出采用孔口段煤体注浆固化+孔内主动支护联合防治技术以提高钻孔稳定性,并在己15-17—11030工作面进行工业性试验。工业性试验结果表明:试验孔瓦斯衰减速度较慢、抽采寿命长,其最大抽采浓度约是普通对比孔最大抽采浓度的1.3倍;在第10天,普通对比钻孔发生失稳破坏,抽采瓦斯浓度和孔口负压骤然下降,而应用该技术的试验孔始终保持高效的抽采;依靠该技术的支护作用可改善煤体物理力学参数,使破碎区煤体相互啮合并处于原位,阻止钻孔破碎区进一步扩大或恶化,保持钻孔的长期稳定和瓦斯的高效抽采。

关键词：破碎煤层主动支护采动影响失稳钻孔