盾构法煤矿斜井拆机卸荷对管片影响及处置技术

盾构法煤矿斜井拆机卸荷对管片影响及处置技术
姚捷1.2
(1.中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北武汉430063；2.水下隧道技术湖北省工程实验室，湖北武汉430063)
[摘要]依托神东补连塔长距离煤矿斜井工程，采用数值模拟手段，分析了煤可矿斜井盾构拆解时由于千斤顶纵向顶推力卸荷起的管片结构纵向、横向力学特性变化，并提出了拆解影响区管片锚固处置技术。研究表明，不加固情况下由于纵向卸荷导致管片最大纵向回弹量为14.66mm,位于千斤顶作用管片环，管片收敛变形较卸荷前增大了9%~19%。拆解影响区径向锚杆加固对斜井管片结构的变形和受力有明显的约束效果，并且随着预应力锚杆锚固长度增加，管片的位移量和接缝张开错动量减小，管片加固效果越好。现场加固处置后，管片纵向回弹量为4.2m,满足控制标准。

内容摘抄：

1工程概况
补连塔煤矿位于内蒙古鄂尔多斯市伊金霍洛旗乌兰木伦镇境内，矿井生产能力年产达2000万t水平，是目前世界上单井生产能力最大的井工煤矿。新建补连塔矿2号辅运平硐主要用作辅助运输使用巷道，作为日常运行车辆的通道。斜井总长度为2744.54m,其中明挖段长度为26.32m,TBM段长度为2718.22m,坡度-5.5°，开挖直径7.62m。采用预制管片衬砌，管片外径7.3m,内径6.6m,厚度0.35m,环宽1.5m。

2盾构拆解影响区管片纱纵向卸荷特性
2.1有限元模型
依托神东补连塔煤矿斜井拆解段工程资料，建立三维有限差分数值模型，研究拆解区千斤顶卸荷时，斜井管片结构应力、变形以及管片张开量的影响。模型尺寸为92m×81m×303m,拆解段斜井埋深270m。模型数据参数资料参考勘察报告及斜井设计施工资料，计算模型如图2示。建模时考虑管片的分块，采用“3标准块+2邻接块+1仰拱块+1封顶块”分块方式，错缝拼装，采用C40钢筋混凝土管片，主筋为HRB400,螺栓为机械性能等级。

3盾构拆解影区锚固处置技术[6-1o]
3.1加固方案
为了不破坏斜井结构整体性，借用吊装孔，每块管片布设1根径向锚杆进行加固（仰拱块除外），因此每环管片共计布设6根锚杆，锚杆型号为25自进式锚杆。根据计算结果可知，不加固情况下纵向卸荷影响范围约为40环管片，取1/2影响范围，共计20环进行加固，锚杆长度拟定为3,4,5m。管片径向锚杆加固计算模型如图5所示（显示了2环)。拆解区斜井管片加固锚杆参数如表5所示。

4结语
1)管片纵向御荷将引起结构纵向力学特性、横向力学特性变化。不加固情况下由于纵向卸荷导致管片最大纵向回弹量为14.66mm,位于千斤顶作用管片环。受到纵向卸荷影响，管片收敛变形较卸荷前增大了9%~19%。

（略）

投稿会员：可爱莹