隧道附屬工程遇采空區(qū)的穩(wěn)定性分析及處治研究.pdf

1、當豎井在施工建設(shè)中，遇到復(fù)雜的地質(zhì)條件（如采空區(qū)）時，豎井的安全穩(wěn)定性就成為設(shè)計和施工的首要考慮問題。而這問題由來已久，且一直是個比較棘手的問題。本課題就是據(jù)此提出，并提供了相關(guān)穩(wěn)定性分析及解決辦法。
　　 本文以某隧道1號豎井及通過的采空區(qū)為研究對象，采用理論分析、工程實測和數(shù)值模擬等手段進行研究。主要研究內(nèi)容和成果如下：
　　 (1)通過對采空區(qū)的詳實調(diào)勘，可知采空區(qū)的地下空洞體積率較大，對豎井的安全性和穩(wěn)定性會產(chǎn)生

2、一定程度的影響，豎井施工建設(shè)前應(yīng)當采取專門的治理措施，且治理難度和工程量均較大。總體上說，采空區(qū)穩(wěn)定性較差，采空區(qū)的治理等級定為第三級。經(jīng)綜合評定，采空區(qū)須進行注漿處治來加固和充填松散破碎巖體。
　　 (2)通過對采空區(qū)的準確探明，計算和確定了治理范圍、注漿量及工藝等設(shè)計方案，同時現(xiàn)場做變更優(yōu)化以確保注漿質(zhì)量。
　　 (3)處治后，根據(jù)3個檢查孔所探明的采空區(qū)冒落帶和裂隙帶的分布特征，結(jié)合孔內(nèi)鉆進情況、巖芯、耗水量、終孔

3、水位等指標及結(jié)石體的強度和波速數(shù)值來判斷，認為注漿效果較好，實體可達Ⅳ級圍巖強度指標，通風豎井通過時可依此進行相應(yīng)的支護設(shè)計。
　　 (4)采用有限元軟件ANSYS來動態(tài)模擬豎井（包括采空區(qū)）的開挖支護等一系列過程，研究豎井支護的受力、位移等狀態(tài)，并通過具體數(shù)據(jù)可知處治前采空區(qū)發(fā)生塑性變形破壞，覆巖冒落而導(dǎo)致圍巖極不穩(wěn)定，豎井穿越時會發(fā)生變形移動，襯砌結(jié)構(gòu)與圍巖分開脫離，襯砌失去了支撐力而破壞；或者因局部應(yīng)力過大超過了承載力而被