结构松散

结构松散（精选9篇）

结构松散 篇1

(一) 使用的历史

使用砂砾结构铺筑路面大修基层的历史:1974年在原吴圩至北海K67+500～K101+500共34km新建油路, 1984年在原台马至防城港K0+000～K95+000共78.5km油路大修;1991年在石头坑至南庆的大直至那则段共40KM新建油路, 1995年在防城至东兴二级公路共51KM新建油路, 1998年小董至金科K0+000～K20+800共20.8km新建油路, 2001年在那丽至那思K0+000～K25+700共25.7km新建油路等, 据不完全统计, 三十多年来在钦州、防城、北海三个地区使用砂砾结构铺筑路面大修基层不少于500km, 约300万m2左右。

(二) 使用的依据

《公路路面基层施工技术规范》 (JTJ 034-93) 6.1.2条规定:天然砂砾符合规定的级配要求, 而且塑性指数在6或9以下时, 可以直接用作基层。级配不符的天然砂砾, 需要筛除超尺寸颗粒或需要掺加另一种砂砾或砂, 使基符合级配要求。

《公路柔性路面设计规范》 (JTJ 014-86) 第3.3.9条:天然砂砾如符合级配规定, 其使用范围和要求与级配砾石相同, 可以直接用作基层。如不符合级配组成, 可用作底基层, 并应按路基干湿类型适当控制细料含量和塑性指数, 最大料径不宜大于60mm。

(三) 基层厚度的计算方法

1. 计算设计年限内一个车道上累计当量轴次和路表容许弯沉值。

2. 按路基土组与干湿类型, 将设计路段划分为若干路段,

新建路面确定各段土基回弹模量值, 原有路面改建确定各段的计算弯沉值。

3. 根据容许弯沉值计算路面厚度, 计算可以用电算程序进行。

(四) 材料技术要求

1. 含泥量要求:

常用的砂砾是指河流冲积形成的砂淮、坡地, 有的露出水面, 有的淹在水中。从淹在水中打捞出来的砂砾比较干净, 一般含泥量符合要求, 从沙滩或坡地上取出的砂砾含泥量大一些, 规范要求塑性指数在6或9以下, 经试验知, 要求含泥量在20%以下, 若含泥量大于20%则需要加入干净砂砾进行拌和均匀, 使含泥量在20%以下。

2. 强度要求:

坚硬的砾石其表面较圆滑, 并不是所有砾石符合要求, 用作基层时, 砾石焦压碎值要求不大于35%。

3. 级配要求:

天然砂砾符合下表规定的级配要求, 可以直接用作基层, 级配不符合要求的天然砂砾, 需要筛除超尺寸颗粒或需要掺加另一种碎石、砂砾或砂, 使其符合级配要求。

(五) 施工方法

1. 准备下承层:

基层的下承层可能是土基也可能是垫层, 其表面应平整、坚实、具有规定的路拱, 没有任何松散的材料和软弱地点。

2. 施工放样:

放出中线及边线桩, 在两侧边桩上标出基层设计高。

3. 集料的拌和、运输和摊铺。

天然砂砾级配符合要求, 可以直接运到路上用作基层料, 级配不符合要求的天然石砾, 需要找一集中场地筛除超尺寸颗粒或需要掺加另一种碎石, 沙砾或砂并用装载机和均匀, 使其符合级配 (下转第62页) (上接第67页) 要求, 在拌和过程中, 用洒水车洒足所需的水份。应事先通过试验确定集料的松散系数, 计算各段需要集料数量, 计算每车材料的堆放距离, 集料装车时, 应控制每车料的数量基本相等, 料堆每隔一定距离应留一缺口, 保证施工期间交通畅通。集料的摊铺宜全幅进行, 基设计厚度大于20cm, 分两层施工, 摊铺后的集料按规定的路拱进行整平和整形。

4. 碾压:

(1) 初期碾压:因砂砾材料的水份极易蒸发, 在整形后, 当混合料的含水量略大于最佳含水量时, 立即用12t以上三轮压路机、振动压路机或轮胎压路机进行碾压, 后轮压完路面全宽时, 即为一遍, 一般需碾压6～8遍, 靠近路肩的两侧, 应多压2～3遍。 (2) 行车碾压:在压路机初压后, 砂砾基层仍然未能达到最密实, 但可开放交通, 在每天洒水2～3次保持湿润的情况下, 利用行车碾压7～10天, 使砂砾基层基本密实。利用行车碾压时, 必须有计划、有意识地控制车辆轮迹均布, 注意两侧的压实。值得注意的是, 砂砾基层不能单靠压路机碾压成型, 主要是靠行车碾压成型。 (3) 滚浆碾压、调路拱:基层材料基本密实后, 在上面再撒一层不超过5cm厚砂砾, 撒料时注意按设计调校好路拱, 然后洒足水份, 用振动压路机反复振动滚浆碾压, 直压到无多余细土泛到表面为止, 滚到表面的浆 (或事后变干的薄层土) 应予清除干净。滚浆碾压、调路拱之后, 开放交通, 洒水养护3～5天, 砂砾基层就可达到规范要求93%以上的密实度。

(六) 封油及铺面层

经验测平速度、压实度、弯沉值、设计厚度、宽度等技术指标合格后, 即可封油和进一步铺面层。

(七) 经济效益和社会效益

广西沿海地区的钦州、北海、防城自七十年代中期开始使用砾砾结构铺筑沥青路面基层以来, 已有三十年的历史, 经反复观察和研究, 若各项技术指标达到规范要求, 路面的早期损坏现象很少或基本上没有, 路面的使用寿命能达到设计要求。另外, 广西沿海地区钦州、防城、北海石山少, 碎石量少价高, 每立方至少50元以上, 若考虑碎石基层, 造价相当高, 但三个地区河流多, 砂砾丰富, 工地价每立方30元左右, 基层就可以节约投资40%左右。所以在其他地区使用砂砾结构铺筑基层, 同样可以节约投资, 会取得良好的经济效益。同时, 适当开采利用江河中的砂砾, 能使河床拓宽、加深, 对农田水利和排洪非常有好处, 亦会取得良好的社会效益。

结构松散 篇2

订立合同单位：

名称：＿＿＿＿＿＿＿；

地址：＿＿＿＿＿＿＿，经济性质：＿＿＿＿＿＿＿＿＿（所有制。）

（其余单位集资如上述所列）

以上各单位，本着互利互惠、共同发展的原则，在不改变各自所有制性质、财政物资渠道及隶属关系的前提下，相互协作生产（或开发）＿＿＿＿产品，经充分协商，决定联合组成＿＿＿＿联合总公司（或集团，系非法人的合伙组织），特订立本合同。

第一条

联营宗旨

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

第二条

联营项目及各方分工

在本合同有效期间，联营成员就下列项目的协作和分工，达成下列一致意见：

１．＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

２．＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

３．＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

第三条

经营范围与方式

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

第四条

联营常设机构＿＿＿＿联合总公司的地址：＿＿＿＿＿＿＿＿；隶属：＿＿＿＿＿＿＿；经济性质：＿＿＿＿（所有制）联营；核算方式联营成员各自经营，独立核算。

第五条

联营企业的组织机构

总公司设董事会。董事会由各联营成员 的法定代表人组成，董事会选举产生董事长、副董事长。董事长、副董事长任期＿年，可以连选连任。董事长、副董事长可以兼任总公司的经理、副经理。

董事会是总公司最高决策机构。其职责是组织实现联营成员之间在生产、销售、供货、技术服务、信息等方面签订的合同，直辖市联营成员之间的协作关系。

总公司实行董事会领导下的经理负责制。总公司设经理一名、副经理＿＿名，由董事会聘请，任期＿＿年。经理对董事会负责，处理总公司日常事务，副经理协助之。经理、副经理下设办公室、服务部、供销部、生产部......等等。

第六条

联营成员的权利与义务

１．联营成员各是独立经济实体，各自经营，独立核算，自负盈亏。联营成员对总公司的债务不承担任何责任。总公司对联营成员的债务亦不负连带责任。

２．联营间成员的业务往来（包括提供原材料，零部件，半成品，委托加工、改制、经销产品，统一接受订货，科研协作，技术服务，技术转让等），须分别订立经济合同，实行内部优惠价。其权利义务关系受经济合同法调整。

３．联营成员所需的同质同价产品，能在本总公司内加工的，不得到总公司外加工。

４．联营成员有权优先获得本公司内部的科研成果和经济信息。

５．联营成员的财产所有权、正常经济活动和合法收入受法律保护。总公司及任何联营成员不得以任何理由干预和处分。

６．联营成员有退出总公司的自主权。但退出前签订的各项经济合同和协议仍应继续履行，直到合同或协议履行完毕或经订约双方协商一致同意终止。

７．凡与总公司业务有关的生产、科研、供应、销售等企业、事业单位，承认总公司的协议、章程，志愿加入总公司，可以提出申请，经总公司董事会批准即成为联营成员。

８．联营成员退出或新的成员加入本联营，不影响总公司的存在。

９．联营成员有独立进行其它经济活动的自主权。

第七条

违约责任

１．联营成员对总公司依照合同分配的、或依照合同规定所应承担的协作任务，因不可抗拒的事由确属无法承担的，应在不可抗拒的事由发生后＿＿＿（时间）内，及时通知总公司。由于其它原因不愿继续承担协作任务的，＿＿＿应在（时间）内报告总公司。

２．联营成员由于不可抗拒的事由确实无法承担协作任务，而给他方造成经济损失的，不负赔偿责任；由于其它原因不愿继续承担协作任务，而给他方造成经济损失的，应当承担赔偿责任。

第八条

本合同经各联营成员签字后，报请有关主管部门审批后生效。合同中如有未尽事宜，由联营成员共同协商修改。

第九条

本合同生效日，即总公司董事会成立之时。

第十条

本合同正本一式＿＿份，联营成员各执一份，总公司存一份。合同副本一式＿＿份，送＿＿、＿＿、＿＿、......各一份。

联营成员单位：＿＿公章

法定代表人：＿＿＿＿（盖章）

银行帐户：＿＿＿＿＿＿＿＿

地址：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

（其余同上。略......）

＿年＿月＿日

公证或鉴证机关：＿＿＿＿＿＿＿＿（公章）

松散地层隧洞开挖施工 篇3

1.1 工程实例

笔者作为四川省松潘县龙安堂水电站的投资方现场负责人、施工总承包方 (最大股东) 项目经理, 全程参与了方案制订和施工。该水电站为引水式, 总装机11 MW, 设计水头193.2 m, 流量7.6 m/s, 混流式水力发电机组, 砼重力坝 (最大坝高16 m) , 有压引水隧洞 (长7.8 km) , 过水断面积5.8~7.2 m², 装机多年平均利用小时4 875 h, 多年平均发电量0.54×108 k W·h。2005-07开工, 2010-08建成。投资方为松潘县松川水电开发有限责任公司, 设计方为四川省凡永设计有限公司 (水利水电乙级) , 监理方为四川省成化工程项目管理有限公司 (水利水电乙级) , 施工方为江河建设集团有限公司 (水利水电总承包一级) 。

1.2 地形、地质

工程位于川西高原山区松潘县岷江乡岷江村至大姓乡云昌村, 岷江上游左岸一级支流大姓河, 河流两侧多为高山, 少量台地, 山势陡峻, 平均坡度大于50°, 植被较差。厂区高程2 785 m, 隧洞沿线岩性不一, 节理、裂隙较发育并伴有多条贯穿性断层, 洞顶埋深普遍较大, 裂隙水较丰富。

1.3 工程布置

本项目为流域梯级水电开发, 本工程是第二级, 由首部挡水坝、取水口工程, 引水隧洞工程和厂区主副厂房、升压站工程三部分组成。

2 进口隧洞开挖

2.1 方案确定

受地形条件限制, 隧洞进口段位置可选择比较方案几乎没有, 进口处有一大片第四系松散堆积层, 开挖工程量巨大。经地质勘探, 该片松散堆积层为崩坡积层, 由孤石、漂卵砾石夹砂、亚黏土组成, 卵砾石成分主要为粉砂质板岩、钙质石英砂岩, 卵石粒径一般为0.4~1.2 m, 少数孤石最大粒径可达2 m以上, 密实, 平均容重2.34 g/cm³, 沿隧洞轴线方向长106 m, 洞顶以上高度在12~163 m之间。该松散层隧洞进口段开挖, 参建各方根据现场地形、地质实际, 结合同类工程施工经验, 协商一致确定如下方案:

洞轴线:遵循平顺原则, 沿山势走向布置, 在106 m长度松散层范围内中间处设一个168°的大转角, 并以半径为180 m的弧线连接。

断面形式:进口处为矩形, 设15 m渐变段过渡到松散层的城门洞形, 最后设15 m渐变段过渡到正常岩基的马蹄形。

开挖方式:阶梯式, 上层高2 m, 下层高1.2 m, 错位3 m左右。一般段以小进尺钻孔爆破为主, 特别软弱松散段以人工开挖为主。

施工支护:中心角90°范围内的顶部先打Ф25超前锚杆, 长3~4 m, 间距0.5~0.8 m。开挖后喷水泥砂浆封闭, 再用双层钢筋支架 (代替永久受力筋) 支护, 间距0.5~0.8 m。

衬砌结构:按劣V类围岩进行分析计算。

2.2 开挖施工

2.2.1 钻孔

手持式风钻造孔, 一般地段孔深1.5 m, 遇岩性不一卡钻或松散段孔深1.2 m。

2.2.2 孔位布置

周边孔直墙段以上顶拱孔间距35 cm, 其余47 cm, 两者间分别设38 cm、41 cm、44 cm三个过渡孔。设6个掏心孔, 正五边形布置, 边长27 cm, 正中间一个, 余孔间距58 cm左右, 上下层孔错位布置。

2.2.3 用药量

单孔用药量根据钻孔时的地层情况确定, 一般为2~4节铵梯炸药, 电雷管起爆。

2.2.4 出渣

爬渣机结合人工装渣, 拖拉机运渣。

开挖施工难点:钻孔遇孤石或大块卵石时易卡钻、易掉块光面不易控制。可采取的措施有:控制每轮掘进进尺, 浅孔有利于防止卡钻;单孔用药量根据岩性和孔深适时调整。结果:平均日进尺3.2 m, 无坍塌发生, 光面效果尚可;除个别孤石处外, 其他最大超挖量5 cm, 最大欠挖量3 cm, 欠挖处用人工二次修凿予以处理, 有三处拱顶渗水, 渗水量不大, 呈滴状。

2.3 支护施工

2.3.1 锚杆

在起拱线中心角90°范围内的顶拱先打Ф25超前锚杆, 正常情况长度4 m, 遇卡钻等地层复杂处不低于3 m, 否则更换孔位重打, 间距自顶孔的0.5 m过渡到两侧的0.8 m。

2.3.2 喷浆

每掘进3~5 m全断面喷水泥浆封闭围岩, 普通早强硅酸盐水泥, 水泥用量750 kg/m³, 掺加35 kg速凝剂, 混合天然砂, 最大粒径5 mm, 湿喷。

2.3.3 钢筋支架

喷浆24 h后架设钢筋花支架, 内外层间距55 cm, 纵向间距20 cm, 主筋Ф25, 连接筋Ф16, 每架分4段, 现场拼装。相邻支架焊缝错位60 cm, 支架间距50~80 cm, 支架与墙身留5 cm保护层, 每50 cm焊接5 mm厚“T”型钢板顶住围岩。

2.3.4 支护施工难点

超前锚杆易卡钻, 位置不易掌握, 喷浆、钢筋架支护间歇施工, 要求两者作业工人合二为一, 否则不利于人力资源的有效利用。结果:施工中未发生坍塌和掉块现象, 三处渗水点虽有滴水但均为清水, 无细颗粒带出。

3 衬砌

隧洞整体开挖后按设计要求进行衬砌施工。

4 结束语

经检测, 该工程施工符合规范和设计要求, 经隧洞整体通水和放空检查, 一切正常。松散地层隧洞开挖关键是要选择可行的施工方案, 施工中要找准孔位、合理布孔, 控制好进尺、用药量, 技术人员要掌握现场第一手情况, 以适时调整施工参数;要随时观察围岩变化, 特别是加强易掉块段和渗水地段的观察, 及时做好施工支护。只要准确掌握现场情况, 松散地层段隧洞一样可以正常施工。

摘要：通过松散地层隧洞开挖实例, 介绍了施工参数和注意事项。

凌乱感侧边松散辫子头怎么编？ 篇4

1、自然吹干头发

洗完头之后边吹干头发边用手拨动，不需要用梳子梳得太直太整齐，并将原本习惯分的发际线拨散。

2、将前方的头发卷起

抓起前方发际线的头发，发量只需一小部分，接着边扭卷边收到耳朵上方，用发夹固定住。

3、分成三等份

将全部的发量分成三等份，上一个步骤收起的那一小撮头发就收在最靠近脸部的那等份里面。

4、编发

将分好的三等份头发以三股辫的方式编织，要注意的是不用编织的很整齐，但要边编边用力拉紧。

5、向上推挤

编好三股辫后，一手拉住其中一等分头发的尾端，另一手拉住剩下的两等分用力往上推紧。可以让辫子凹凸不平，不再那么整齐。

6、放下原本向上推紧的两等份

将上一个步骤向上推紧的那两等份再往下放，此时三部分的头发已经可以收拢放在一起。

7、将尾端绑起来

将收拢的三等份头发的尾端用橡皮圈绑起来。

8、用梳子将辫子轻轻刷乱

想要制造自然的质感就是比乱还要更乱，用梳子轻轻的将辫子下半部分梳乱就对了。

9、用手将辫子拉松

最后再用手稍微将辫子拉松。

玩转炫染个性发色

上世纪50年代的女性曾希望通过将头发染黑，以达到掩盖白发或提亮发色的目的。然而随着时代的演进，染发的概念和技术也发生了翻天覆地的变化。如今我们可以随心所欲地选择挑染、漂染或者渐变染来映衬我们不同的心情。

如果说一成不变的发色已成为过去，随之而来的就是各种挑选染膏颜色的问题：什么是当下的流行发色?什么样的场合、发型乃至肤色、脸型适合什么样的发色?什么样的发色能够最映衬我们的气质和品位?

毫无疑问，在这个发色风行的时代，染发早已不仅仅是掩盖白发的必需品，更是一种非常重要的时尚态度――所有人都有追求美和时尚的渴望。我们通过打造更加自然亮泽、有层次感的头发，突破年龄、种族的限制，让色彩大胆演绎、铸就真我个性。

松散破碎围岩巷道支护研究 篇5

随着煤炭开采强度的不断增加, 巷道掘进与维护工程量日益增多。尤其当巷道所处围岩地质条件复杂时, 巷道掘进后围岩多处于松散破碎状态, 高围压状态下围岩积聚了大量变形能, 使得巷道围岩表现出初期变形速率快、整体收敛、四周来压及强烈变形等特点, 传统单一支护方式很难达到围岩稳定性控制的目的。因此, 加强针对松散破碎围岩巷道支护技术的研究, 对于提升矿山生产安全性具有重要意义[1]。

1 松散破碎围岩巷道破坏机理分析

借由对过去煤矿松散破碎围岩巷道破坏资料的分析研究, 可知影响松散破碎围岩巷道稳定性的因素主要有三点, 分别为构造应力、高应力与动压、岩性差异。

1.1 构造应力影响性分析

对于松散破碎围岩巷道, 地下构造应力是影响其稳定的重要因素, 特别是通过断层等特殊地质构造时, 过高的构造应力极易导致围岩裂隙的进一步发育, 从而加剧围岩破碎性, 导致作用于巷道围岩支护体的变形压力及松散压力增大, 从而提升了围岩塑性范围, 使得巷道围岩出现流变或泥化现象, 对支护体的稳定及井下生产安全造成严重影响[2]。

1.2 高应力与动压影响性分析

以埋深200 m的深部巷道为例, 其在上覆岩层重量的作用下产生的主应力根据式 (1) 可知为5 MPa:

式 (1) 中, σ为地应力, MPa;γ为上覆岩层平均质量, kg (地质实测可知通常为25 k N/m3) ;H为煤层埋深, m。

而深部巷道围岩的抗压强度多在25 MPa以上, 稳定系数多为0.5左右, 这时在静压作用下巷道多难以维持稳定状态。而当处于煤层回采期间, 巷道动压系数会远高于巷道稳定时的静压系数, 多介于1.5~2之间。由此可知, 对于绝大多数深部巷道围岩而言, 其在高应力及动压的影响下巷道很难依靠自身围岩强度保持稳定, 所以必须通过一系列加固手段提升巷道围岩整体强度, 使其力学性能获得大幅改变, 从而有效实现巷道围岩的长久稳定, 为安全生产奠定基础。

1.3 围岩岩性差异影响性分析

在导致松散破碎围岩破坏的诸多影响因素中, 围岩岩性差异对巷道稳定影响显著。根据专业调查统计显示, 若巷道修建于灰岩、砂岩等高强度岩层中, 其稳定性往往不易受外界因素 (动压、高应力等) 的干扰, 而当巷道处于页岩、砾岩等强度较低的岩层中时, 其稳定性则往往极易受到动压影响进而出现变形破坏[3]。

2 松散破碎围岩巷道常见支护工艺

对于高应力松散破碎围岩巷道, 为确保其生产的安全、稳定, 依据巷道破坏状况有两种常用的合理支护工艺, 即锚注预加固联合支护、锚喷注联合支护。现对两种方案进行具体叙述。

2.1 锚注预加固联合支护

对于已发生围岩完全破碎的巷道而言, 其必须重新掘进全新的巷道以替代已彻底损毁的巷道。而对于新掘巷道, 在进行初次支护时必须对原有支护参数进行全面修订, 对锚杆材质及长度进行重新设计并将锚杆同钢筋和金属网等进行联合使用, 从而形成完整的联合支护锚网带。同时, 在初次支护完成后还应及时对锚网带进行二次喷浆加固, 从而进一步增强围岩整体性与强度。通过上述2次联合加固后, 新掘巷道基本可有效承载外部动压的作用。最后施工作业人员还可依据实际情况补打一定量的注浆锚杆, 进一步加强巷道稳定性, 从而有效保障井下生产安全。

2.2 锚注预加固联合支护工艺

对于出现裂隙但尚未完全破坏的松散破碎围岩巷道, 可通过锚注预加固联合支护对其进行加固补救。首先, 通过喷浆作业对巷壁表层裂缝进行封堵并通过打入巷壁的注浆管对壁后破碎围岩进行注浆加固。在注浆作业完成后进一步使用树脂锚杆与注浆锚杆对巷道周边围岩进行全方位深部围岩注浆加固。同时, 针对发生破坏变形的巷道局部位置还应进行独立的二次加固, 从而确保锚杆、浆液及破碎围岩的完美结合, 使三者成为有机联合体, 真正有效实现对围岩稳定性的保护, 为进行安全生产提供保障[4]。

3 松散破碎围岩巷道支护实例分析

龙马煤业南轨道巷道开拓过程遇断层, 断层岩层主要为泥岩和细粒砂岩, 受构造应力和环境水影响, 围岩裂隙极度发育、破碎严重。巷道原支护采用架棚支护方式, 这种方式无法对周边围岩进行有效主动加固, 使得煤体受采动影响严重, 从而导致棚后的空帮、空顶现象频发, 围岩无法有效构成完整承载体, 巷道掘进过程中变形现象严重, 对井下生产的高效开展造成了严重威胁。鉴于此, 通过相关围岩支护理论的研究并结合龙马煤业南轨道巷道实际地质条件, 提出巷道喷锚注联合支护方案。

3.1 联合支护方案

a) 预注浆加固。工作面两帮分别布设两注浆孔, 注浆孔距顶 (底) 板和煤壁分别为500 mm与250 mm, 向巷帮内倾斜20°, 注浆孔孔深6 000 mm, 间距1 000mm, 孔径42 mm。钻孔注浆每3 200 mm (4个掘进循环) 为1次注浆循环;

b) 煤帮喷混凝土。向巷道两帮喷涂厚度10 mm左右的混凝土涂层, 对裂隙进行封堵的同时, 确保锚杆预紧力达标;

c) 锚带网锁联合支护。巷道断面为矩形断面, 尺寸4 200 mm×3 500 mm。顶板选用左旋螺纹钢锚杆、3 200 mm W型钢带及金属网实施联合支护。锚杆长度2 500 mm、直径20 mm, 配备直径28 mm的树脂药卷加长型锚固, 锚杆布设间排距为750 mm×800 mm, 共布设5根;锚杆长度2 500 mm、直径20 mm, 配备直径28 mm的树脂药卷加长型锚固, 锚杆布设间排距为800mm×600 mm, 共布设3根;巷道两帮选用右旋螺纹钢锚杆、2 800 mm M型钢带及金属网实施联合支护, 锚杆长度2 500 mm、直径20 mm, 配备直径28 mm的树脂药卷加长型锚固, 锚杆布设间排距为800 mm×600mm, 共布设4根;顶板依照五2- 1- 2的形式布设长锚索进行加强支护, 锚索长度8 300 mm、直径15.24 mm, 布设在钢带之间, 并配合托盘共同使用, 布设时锚索间排距1 600 mm×800 mm;

d) 锚杆注浆加固支护。在巷道顶板上每间隔3排螺纹钢锚杆布设1排注浆锚杆, 对煤体进行注浆加固。注浆锚杆长2 000 mm、直径25 mm, 注浆孔深2 000mm、孔径42 mm。同时在巷道两帮依照800 mm×3 200mm的间排距分布设3个注浆孔。

3.2 支护效果分析

依照方案进行支护作业后对巷道围岩变形进行检测, 图1为巷道围岩变形量示意图。通过图片分析可知, 通过支护作业, 巷道两帮及顶底板变形均获得有效控制, 两帮变形最大25 mm, 顶底板移近量最大60mm, 均处于安全控制范围内, 支护取得了理想效果。

4 结语

松散破碎围岩支护问题作为深部巷道支护中极为常见的安全问题之一, 对井下生产的安全高效开展有着严重威胁。因此, 对于矿山企业而言如何通过科学、合理的支护工艺实现此类巷道的有效支护, 对于保障煤炭生产的持续与安全进行意义显著。作为一名合格的煤炭技术人员理应投身相关工艺的探索中, 从而为中国煤炭产业的长久发展提供保障。

参考文献

[1]王清标, 张聪, 王辉, 等.松散破碎岩体锚固与监测技术应用研究[J].防灾减灾工程学报, 2014 (6) :771-777.

[2]亓忠明.高应力松散破碎围岩巷道支护技术研究[J].能源与节能, 2014 (6) :178-180.

[3]刘晓宁.松散破碎半煤岩开拓巷道围岩变形破坏机理及控制技术研究[D].徐州:中国矿业大学, 2014.

浅析松散围岩巷道支护技术 篇6

随着煤炭开采强度不断增加, 巷道掘进与维护工程量日益增多。尤其当巷道所处围岩地质条件复杂时, 巷道掘进后围岩多处于松散破碎状态;高围压状态下围岩积聚了大量变形能, 使巷道围岩表现出初期变形速率快、整体收敛、四周来压及强烈变形等特点, 传统单一支护方式很难达到围岩稳定性控制的目的[1]。

1 工程概况

A矿井田境内地质构造极发育, 该矿西翼轨道巷道埋深在600 m, 大巷所处岩层主要为泥岩和细粒砂岩, 受构造应力和环境水影响, 围岩裂隙极度发育、破碎严重。巷道原支护采用传统锚网喷支护方式, 出现严重围岩变形现象, 虽经多次维修但变形量仍较大, 对矿井正常生产造成很大影响。

2 巷道变形破坏机理

分析矿井巷道地质情况, 巷道变形破坏因素是多方面的, 各因素所引起的影响程度各不相同。综合分析可知, 巷道变形破坏因素主要为以下几个方面:

a) 地应力大。测试巷道围岩应力得出, 巷道围岩所处地质条件较为复杂, 断层、动压等影响使围岩所受地应力极大。结合原支护方案的支护情况, 巷道拱顶多处发生剪切滑移现象, 并且支护体有整体外移迹象, 进一步反映了巷道围岩在高地应力作用下产生碎涨蠕变;

b) 围岩性质。该轨道巷道所处围岩性质主要为粉砂岩, 并且围岩中含有遇水膨胀的高岭石与伊利石, 围岩整体较为破碎, 属于Ⅳ~Ⅴ类围岩。巷道围岩存在严重的开石蚀变和风化现象, 局部地段围岩在高地应力作用下有明显的工程软岩特性。随着巷道服务年限增长, 围岩碎裂现象日益严重, 围岩中积聚了巨大的碎涨变形能, 增加了巷道支护难度。并且, 由于碎涨变形能在围岩中不均衡分布, 其施加在支护结构的力亦不均匀, 使支护结构局部受力过大而出现严重破坏;

c) 水理作用。据该矿地质资料勘测, 巷道围岩所处环境水量较大, 有构造裂隙带水、岩脉裂隙水等多种围岩水类型。巷道长时间受到环境水的侵蚀、溶解与冲刷, 使围岩物理力学性质发生改变, 降低了围岩承载能力;

d) 巷道掘进。该矿巷道掘进方式为爆破, 爆破会加速围岩破碎松动, 使浅部围岩松散破碎程度加剧;

e) 原支护方案不合理。该巷道原有支护方式为锚网喷支护方式, 巷道支护初期就表现出明显的破坏变形, 表现为部分锚杆断裂、顶部掉渣剥落, 后期甚至出现严重的巷道变形现象。分析其原因主要有两个方面: (a) 巷道支护阻力不够, 高地应力作用下锚网喷支护阻力不能够承载外部巨大的弹性能; (b) 支护方案不合理, 由于巷道围岩较松散, 锚杆支护在其中并不能发挥良好的控制效果[2]。

3 松散围岩巷道控制

分析轨道大巷变形破坏特征及机理可知, 传统的单一支护方式很难达到松散围岩稳定性控制的目的。同时, 由于巷道围岩中积聚了大量碎涨变形能, 一味增加支护刚度不符合深部围岩控制原则。结合相关工程施工技术与围岩控制理论, 设计对轨道大巷采用“U型棚+锚索注”联合支护方式。

3.1 U型棚+锚索注联合支护机理

锚索注与U型钢棚联合支护的支护机理为:锚注支护形成外承载结构, 起到加固巷道围岩、封闭围岩表层和防止围岩垮落的作用;并且锚杆支护有一定的柔性, 能够通过变形释放部分为弹性能。U型钢棚能够为锚杆支护提供较大的径向应力, 形成一个内承载结构;并且U型钢棚和锚杆支护之间可垫加木板、矿用背板等装置, 起到柔性过渡的作用, 通过自身变形来吸收一定围岩压力, 降低围岩对U型钢棚的压力损害。U型钢棚与锚网喷联合支护形成一个连续的承载结构, 锚索注加固围岩维持围岩稳定, 充分发挥围岩的自身承载能力;U型钢棚提供支撑力确保锚网喷注的支护效果, 二者协同支护, 确保围岩稳定性。

3.2 支护参数

新支护方案施工工艺为:巷道扩修至设计断面→初喷混凝土→锚网一次支护→复喷混凝土→U型钢棚二次支护。支护关键参数设计如下:

a) 初次支护。帮顶实施高强度锚杆支护, 并施加较大的预紧力;顶帮均采用螺纹钢锚杆, 顶板锚杆参数为:直径22 mm、长度2 400 mm、间排距800 mm×800 mm, 两帮锚杆规格与顶板锚杆相同, 但间排距变为800 mm×900 mm;顶帮锚杆均采用树脂锚固剂进行锚固, 锚固剂为两支, 规格Z2550。锚索3根, 中顶与两肩窝各一, 间排距控制在1 600 mm×3 000 mm。锚网安装结束后进行复喷混凝土, 喷层厚度控制在100mm;

b) 二次支护采用U钢。U型钢支护时机应选取围岩变形能释放到一定程度时进行, 由于原支护方案中围岩变形能已经得到了大幅度的释放, 所以全断面U型钢支护可在锚网喷支护7 d后进行。U型钢主要为3节型钢搭接完成, 各节U钢均具有一定的曲率弯曲;扁钢长1 100 mm搭接处用下限位式双槽夹板和螺栓进行连接;棚距为800 mm, 用扁钢作为拉杆连接。钢棚锁腿采用卡缆与高强锚杆, 锁腿锚杆数量为8根, 底角锚杆下摆15°, 孔口距底板位置300 mm, 其余锚杆距离底板1 000mm;

c) 注浆加固。注浆加固采用浅孔注浆方案, 从底角依次向上进行注浆施工。注浆材料选用普通水泥浆液, 水泥∶水∶添加剂比例为1∶2∶0.08, 注浆压力控制在3MPa~5 MPa, 视注浆范围进行调整[3]。

4 工程支护效果

为了解新支护方案支护效果, 在采用新支护方案后对西翼轨道大巷围岩表面收敛位移情况进行观测, 为期90 d。观测期间巷道累计变形量如图1所示。

分析轨道大巷围岩变形收敛曲线可知, 巷道顶底板与两帮变形均较小, 顶底板移近量55 mm~60 mm, 两帮变形量20 mm~25 mm, 巷道围岩变形均在安全允许范围内。而由围岩变形曲线波动情况得到, 围岩变形经历了三个阶段, 即急速增长、缓慢增长和趋于稳定。急速增长阶段 (2 d~20 d) , 此阶段的围岩变形量占到了整个围岩变形量的多大部分, 约为70%, 而且锚网喷与U钢支护初期能够阻止围岩过度变形。缓慢增长阶段 (20 d~60 d) , 这一阶段的两帮和顶底板变形量为9 mm和12 mm, 表明:随着围岩变形, 外部U型钢支护阻力逐渐增加, 提高了支护体的承载能力;变形稳定阶段的围岩变形速率及变形量均非常小, 逐步达到稳定状态。围岩整个变形周期较长 (90 d) , 巷道围岩表现出较强的流变特性, 这亦验证了高地应力作用下松散围岩变形特点。

5 结语

西翼轨道巷道围岩变形机理为:松散围岩巷道在高地应力作用下产生围岩变形, 受环境水、围岩特性的影响加剧了围岩变形速率, 进而导致原支护失效。U型钢棚支架与锚索注支护加固能够形成一个连续的承载结构, 锚网喷支护加固围岩形成外承载结构;U型钢棚形成内承载结构, 提供支撑力确保内承载结构的支护稳定性。轨道运输巷道采用U型钢棚支架与锚索注联合支护后, 巷道围岩变形较小 (顶底移近量55 mm~60mm, 两帮收敛在20 mm~25 mm) , 支护体受力情况良好, 巷道未出现明显围岩变形及底鼓现象。工程实践证明, 锚索注与U型钢闭合支架支护技术在深部软岩巷道支护中的应用具有推广价值, 能够控制松散围岩巷道变形与稳定。

摘要：松散围岩巷道控制是煤矿开采难点之一。通过充分调研, 揭示了西翼轨道大巷变形破坏机理, 分析松散围岩巷道支护要点, 设计并应用了“锚索注+U型钢棚”联合支护体系, 监测结果表明该支护体系能够抑制围岩大变形, 取得良好支护效果。

关键词：松散围岩,变形机理,围岩控制,锚注+U型钢棚

参考文献

[1]张合超, 吴浩源.回采巷道预应力锚杆支护参数模拟优化研究[J].煤炭与化工, 2015 (7) :10-13.

[2]方新秋, 赵俊杰, 洪木银.深井破碎围岩巷道变形机理及控制研究[J].采矿与安全工程学报, 2012 (1) :1-7.

降低松散回潮滚筒粘料量 篇7

关键词：降低,松散回潮,滚筒,粘料量

精益管理是烟草行业的重点工作之一, 其核心内涵就是持续改善, 消除浪费。我厂制丝车间把精益管理作为今年的重点工作, 在日常检查中发现, 筒体类设备生产过程中烟叶或烟丝容易粘附在滚筒内壁上, 造成原料浪费。制丝车间根据控制成本消耗、实现成本管控精益化这一要求, 针对这一问题进行了课题攻关与改进。

1 现状分析

1.1 首先, 我们对同行业其它厂家相同设备的松散回潮滚筒粘料量数据进行比较, 以下是与各厂沟通交流时的数据:

从表中可以看出, 我厂松散回潮滚筒粘料量平均为10.75Kg / 批, 与行业优秀厂家相比有一定差距。

1.2 对松散回潮滚筒粘料情况进行调查。松散回潮滚筒粘料主要由两部分组成:筒体粘料量和筒体出口处水渍烟片。筒体粘料量平均9.92Kg/ 批, 占松散回潮滚筒粘料量的92%, 筒体出口处水渍烟片平均0.83Kg/ 批, 占松散回潮滚筒粘料量的8%, 松散回潮滚筒粘料量主要是由筒体粘料量引起的, 如果能解决筒体粘料量的60%, 滚筒粘料量就能接近先进厂家数据。

1.3 通过对人机料法环中的操作工未按操作规程操作、前后室喷嘴及管路支撑座堆积烟片、喷嘴角度小、筒体导流板导流效果差、叶片出口水分大、冷凝水排放不及时、不能规范指导操作工操作、环境温湿度高等八大末端因素的分析, 确认造成松散回潮滚筒粘料量高的主要原因是:前后室喷嘴及管路支撑座堆积烟片、喷嘴角度小以及筒体导流板导流效果差。

2 改进措施

2.1 正交试验法设计前后室积料喷吹装置

选定压缩空气压力、喷吹管径、喷吹孔径为最佳条件, 选用L9 (33) 正交表, 共做9次试验, 确定最好的工艺组合, 加工回潮机前室压缩空气喷吹装置。下图为回潮机前室压缩空气喷吹装置图片:

针对后室出料罩积料, 维修人员根据其结构特点及空间位置安装了立式喷吹管, 用DN15 不锈钢管, 管壁表面均布三排直径3.2mm圆孔, 呈立体发散方式对出料罩内壁进行喷吹。

如下为回潮机出料罩内壁压缩空气喷吹管路图片:

2.2 建立DOE实验, 获得喷嘴角度、高度最佳位置

按试验参数高度取2.8 米, 角度取42°进行喷嘴的最终固定安装, 见下图所示:

2.3 改进筒体导流板形状

针对筒体导流板分布形状, 导致出料端部分物料上抛高度不足这一现状, 经维修人员分析论证后将导流板 (由直板) 改为三角翼形状, 并对导流板出料角度做了调整, 在滚筒进口处加装导流板, 使物料一进入滚筒就能依据导流板改变流向。

3 改进效果

3.1 对改进后5 月份20 批次的松散回潮滚筒粘料量进行效果检查:

松散回潮滚筒粘料量统计表 (表2)

从上表可以看出:松散回潮滚筒粘料量由活动前的10.75kg/ 批降低到4.59kg/ 批, 节约了原材料。

3.2 效益分析

公路隧道穿越松散地层施工工艺 篇8

1.1 材料

施工用主要材料为普通硅酸盐水泥(强度不低于42.5MPa)、C 25混凝土、C 20喷射混凝土、Ⅰ级钢筋、Ⅱ级钢筋、钢拱架、锚杆、小导管、钢管、钢钎、支护钢板。

1.2 施工前测量工作

1)导线控制点、水准点复测完毕,并完成导线点的加密工作。

2)根据设计图纸,准确计算出隧道中线、设计高程等内业数据,并在施工现场放出掌子面开挖轮廓线。

1.3 试验项目

1)C 20喷射混凝土、C 25衬砌防水混凝土和水泥浆、水泥砂浆的水灰比,并进行验证试验。2)对所进场钢筋、钢管、支护钢板、锚杆、水泥、砂子进行检验,合格后方可用于施工。

2 操作工艺

2.1 超前锚杆施工操作方法

1)尽可能缩短围岩暴露时间,开挖后立即对开挖面进行初喷,初喷厚度3cm～5cm,封闭工作面,填充围岩裂隙,固定松动岩石;2)架立网构钢架支撑,并做好纵向联结支撑;3)第一次测量,标出超前锚杆孔的位置,并核对隧道净空;4)钻机钻孔,钻孔的外倾角一般在6°～12°;钻孔间距在0.2m～0.4m;5)钻孔注浆,注浆时将注浆孔插到孔底,待孔内砂浆流出方可停止注浆;6)迅速插入锚杆,锚杆长度应保证在开挖后留在围岩内的长度不小于0.7m;7)挂钢筋网,将钢筋网焊接在锚杆外露端,并采用横向短钢筋,筑构联合支撑体系;8)清除工作面底部附近的浮渣,采用装载机配合自卸车出渣;9)第二次喷射混凝土,喷至设计厚度。

2.2 超前小导管施工操作方法

1)适用于围岩为砂粘土、粘砂土、亚粘土、粉砂、细砂、砂夹卵石夹粘土等非常松软,破碎的土壤;2)尽可能缩短围岩暴露时间,开挖后立即对开挖面进行初喷,初喷厚度3cm～5cm,封闭工作面,填充围岩裂隙,固定松动岩石;3)测量布孔,将小导管位置准确放出;导管间距视围岩松散情况布设,间距0.6m～0.7m;4)搭设钻机工作平台,准确定位,调整好角度即可开始钻孔,钻孔外倾角一般为5°～10°;5)钻好孔后,采用液压千斤顶或液压钻将小导管顶入孔内;小导管前部2.5m～4m范围按梅花形钻好6注浆孔;6)将管口封闭,调制水泥浆水灰比为1∶1,注浆时水泥浆与水玻璃体积比为1∶0.5;采用注浆泵进行注浆,初始压力为0.5MPa～1.0MPa,终压为2.0MPa,并持荷2min封闭。

2.3 插钎法施工操作方法

1)插钎法适用于粒径较大的石块、碎石堆积层,或有粘砂土充填而胶结为中等密实的漂卵石地层;2)根据具体地质情况确定插钎的间距及范围;3)采用风镐或人力将2m左右的钢钎或短钢轨(入土一端端尖)沿最前一排支撑上缘向工作面打入,方向向外倾斜;4)做好插钎后,挖去掌子面上部围岩,同时嵌入横梁进行支护;5)挖去掌子面下部围岩,同时架设立柱、底梁纵撑。

2.4 插板法施工操作方法

1)插板法适用于石屑堆积,砂层或软塑地层;2)插板一般采用宽0.1m左右,长0.7m～1.0m的长板,前端劈尖;3)工作面防护,设置护板;4)隧道开挖,同时自上而下拆除护板。

2.5 钻钎护顶法施工操作方法

1)钻钎护顶法适用于颗粒大小不均,且无粘结物充填的漂卵石地层;2)将导坑掌子面用背拆或木板背紧,有砂部分用草袋堵塞;用凿岩机在横梁下缘向上钻孔,外倾角不小于30°;3)架设立柱和纵梁作为工作面支护,然后插入钢钎,钢钎长1.5m～2m,间距一般为20cm～25cm;钎尾用铅丝系于横梁上;4)开挖导坑至拱线处,抽换掉纵梁的立柱,在高于衬砌断面处架设横撑;5)向两侧继续进行扩大,采用扇形支撑,自上而下,边挖边支;6)开挖后尽快进行初期支护。

3 成品保护

1)超前锚杆、小导管注意不要弯折。2)支护钢架搬运应轻拿轻放,防止变形损坏。3)超前小导管、注浆锚杆的水泥浆、砂浆应达到设计强度后方可爆破开挖。

4 应注意的问题

4.1 超前支护施工

1)当遇砂、软土等特别松软的地层时,应慎重选择支护方法及其参数。2)应保证拱架的架设质量及拱脚处的地基有足够的承载能力。3)开挖宜采用微震动爆破,以免引起围岩过大的扰动和破坏。4)锚喷支护要及时,并确保施工质量。

4.2 分部开挖施工

1)开挖时,应预留核心土。2)在松散的碎石或砂层中开挖时,应准备草束或麻袋,随时堵塞缝隙,以免漏砂造成空洞引起坍塌。3)每一级台阶支撑架设应有锁脚锚杆,防止开挖下一级台阶时发生坍塌。4)支撑架设应预留沉落量。5)上下台阶之间的距离应尽量缩短,衬砌要紧跟。6)衬砌应隔适当距离设置沉降缝。7)衬砌封闭后,应向衬砌背后压注水泥砂浆加固。

5 安全环保措施

5.1 安全操作要求

1)施工现场必须设置专职安全员,负责现场施工安全和指挥现场运输车辆电工必须持证上岗施工用电必须由专职电工管理。3)开挖后应先排除危石后再进行下一道工序。4)施工现场应保证有充足的照明设施。5)特种机械操作人员必须持证上岗。6)加强对开挖后的隧道进行收敛量测观察,防止隧道变形过大而坍塌。7)施工现场人员必须戴安全帽。

5.2 环保操作要求

1)开挖的土石方应堆放在指定地点,不得乱堆、乱弃,影响周围环境不得影响运输安全和河道疏洪能力现场要配备足够的洒水车,确保施工现场及施工便道不扬尘。3)尽量减少施工噪声和夜间施工,避免扰民现象。4)机械车辆途经居住场所时应减速慢行,禁止鸣叫喇叭。5)施工现场配备通风机,使洞内保持新鲜的空气

参考文献

结构松散 篇9

关键词：汶川地震,松散物源,岩土特性,室内外实验,应力应变曲线

5. 12 汶川大地震导致四川盆地西缘( 青藏高原东缘) 的龙门山断裂带之中央断裂和前山断裂迅速向北东方向破裂,形成长达近300 km的地震破裂带[1]。汶川大地震的主震强烈,震中烈度达到XI度,对山体造成了严重的破坏。余震频繁而强烈,使山体进一步遭到往复破坏。强烈的主震和余震,在龙门山断裂带范围内造成了大量的崩塌、滑坡等次生山地灾害,形成了大量的松散固体物质[2—5]。这些松散固体物质堆积在流域的坡面和沟道,不仅为泥石流活动提供丰富的物质来源,而且改变了流域原有的地表结构、表层岩土水力性质、含水层结构和坡面水动力场,改变了表层岩土降水入渗机制、降雨产流规律及水动力特性[6—8],导致震后泥石流激发雨量降低、泥石流灾害频发、规模大且危害严重。如2008 年9 月24 日,北川县苏宝河流域和都坝河流域暴发大规模泥石流灾害,造成了40 多人死亡,多处居民安置点被淤埋[9]; 2010 年8 月8 日舟曲泥石流共冲出松散物质181 × 104m3,造成1 467 人遇难和298 人失踪[10]。

汶川地震灾区的泥石流灾害已成为中国,乃至国际上最为关注的自然灾害之一,国内外诸多学者对此开展了大量的相关研究[11—14],例如: 崔鹏等人从固体松散物质条件、微地貌条件和水文条件的变化3 个方面,分析了汶川地震区震后泥石流形成条件的变化,并提出了相应的防治对策[15]; 张永双等人将汶川地震灾区地震-滑坡-泥石流灾害链的形成、演化过程划分为4 个阶段,提出高位泥石流的判识指标,并探讨其分布特征、动态变化趋势及防治对策[16]。大量的研究为震后泥石流灾害的发育规律、形成机理、监测预警、工程防治等奠定了基础。

地震诱发的松散固体物质具有形成速度快、欠固结、大孔隙等特性,是一种物理、力学性质非常复杂的不连续介质,其性质和结构既不同于母岩,也不同于原地固有的残坡积物、堆积物等,具有特殊性,因此,必须对其进行系统、深入的研究,才能正确解析其致灾机理,为泥石流预警阈值、防治工程关键参数设计等提供依据。但是,遗憾的是目前专门针对松散固体物质岩土特性的相关基础性研究较少。

都江堰虹口深溪村锅圈岩沟位于汶川地震极震区,地震烈度为XI度,地震在沟内诱发了滑坡,导致松散物源十分丰富( 20 × 104m3) ,震后每年的雨季,在降雨作用下,该沟都会暴发泥石流,给沟内居民的生命财产、生产生活等构成了严重的威胁和危害。本文以锅圈岩沟为例,首先对地震诱发的滑坡进行遥感解译,得到了滑坡堆积体的三维特征参数; 其次,对沟内的松散物源开展原位渗透实验、直剪实验和三轴实验,对松散土体的渗透特性、强度参数及其与含水率和黏粒含量的关系、应力-应变曲线、孔隙水应力-应变曲线等岩土力学特性等开展系统的研究。

1 研究区概况

1. 1 自然地理概况

锅圈岩沟位于都江堰市北部,距都江堰市区约10 km,是白沙河一级支流深溪沟左岸的一条支沟,沟口地理位置坐标东经103°37'08. 18″,北纬31°5'28. 41″( 图1) 。该沟位于龙溪-虹口国家级自然保护区内,地处龙门山断裂带的中南段,属于汶川地震极震区( 烈度为XI度) ,流域面积为0. 15 km2,主沟长约580 m,平均坡降270‰,流域最高海拔高程1 222m,最低海拔高程943 m。

锅圈岩沟主要出露的地层由基岩和第四系地层组成,其中基岩为三叠系上统须家河组,岩性以砂岩、泥岩、碳质页岩为主夹煤,为层状、块状结构,属半坚硬-坚硬岩组。第四系地层为全新统残坡积、洪坡积以及滑坡、泥石流堆积层。第四系地层以松散的碎石类土为主,厚度为1 ~ 20 m,厚度变化较大,一般呈现山脊处薄、沟谷处厚的特点。

研究区属于龙门山山系,地形起伏变化大、沟道狭窄、弯曲较大,该区一般海拔高程943 ~ 1 222 m,为中山区,属中山构造侵蚀地貌,山体走向为NESW,山脊狭窄,一般地形坡度在20° ~ 40° 以上( 图2) ,上陡下缓,沟谷切割较深,多为“V”型谷。

都江堰市属四川盆地中亚热带湿润季风气侯,年均气温为15. 2 ℃,年均降雨量为1 200 mm。四季分明,夏无酷暑,最热的7、8 月份平均气温为24℃ 左右,平均最高气温仅28 ℃ ; 冬无严寒,最冷的1月份平均气温为4. 6 ℃,平均最低气温在2 ℃左右。降水量在时间上分配严重不均,5 ~ 9 月降水量占全年降水量的80% 以上,其他月仅占20%[17]。

沟道两侧植被比较好,植被中高大的乔木较少,主要以灌木和草本植物为主,沟道种植有中药材厚朴和经济作物猕猴桃。植被覆盖率约为60%左右。

锅圈岩沟人口密度较小( 常住人口约5 户20人) ,人类工程活动相对较多,区内主要人类工程为修建民房和道路、开荒伐木( 主要是种植猕猴桃和砍伐中药材厚朴) 。

1. 2 地震前后泥石流灾害活动性对比

“5. 12”汶川地震在锅圈岩沟诱发了滑坡,形成了大量的松散固体物质,这些松散固体物质不仅为泥石流活动提供了充足的物源,而且改变着流域微地形地貌、产汇流规律及水动力特性,使得锅圈岩沟由非泥石流沟转化为泥石流沟,震后泥石流暴发频率高且发生规模大、危害程度高,地震前后泥石流发生频率对比如表1 所示。

2 遥感图像解译

针对锅圈岩沟地震前后流域滑坡发生情况,本文选用地震前后不同时期的Google Earth遥感影像( 其卫星影像部分来自于美国Digital Globe公司的Quick Bird商业卫星与Earth Sat公司的陆地LANDSAT—7 卫星) 进行分析,首先是不同时期遥感影像的获取; 其次在Arc GIS 9. 3 平台上,对遥感影像进行精确的配准并勾绘流域的界限;然后利用目视解译对震后锅圈岩沟形成的滑坡进行详细的解译,如图3 所示; 最后通过遥感影像的对比分析,结合现场踏勘,得到滑坡体的三维特征参数。

图3 可知,“5. 12”汶川地震造成锅圈岩沟发生滑坡,主要分布在锅圈岩沟源区坡度≥30°的U型三面山体区域。由Google Earth影像可知,该滑坡后缘高程1 210 m,前缘高程1 030 m,前后缘相对高差180 m,水平投影面积约28 700 m2,斜坡坡面面积约42 900 m2,主滑方向176°,滑落体堆积于坡面及沟道中,为泥石流的发生提供了丰富的物源。地震诱发滑坡的特征参数如表2 所示。

滑坡堆积物主要成分以碎石、块石、砂粒为主,为松散状态和欠固结状态,粒径大小相差悬殊且孔隙率大,如图4 所示。这些滑坡松散堆积体在强降雨作用下,迅速入渗,形成壤中流,土体内部发生侵蚀和细颗粒迁移,改变土体结构,促使松散土体再次起动形成泥石流。

3 松散土体岩土力学特性实验

3. 1 原位土体渗透实验

地震诱发的松散土体往往不同于常规的裸地,其粒径范围广、孔隙大、欠固结、入渗快,造成岩土体降雨入渗及产汇流规律发生改变,对于泥石流的起动更极为有利。为此,在锅圈岩沟的物源区进行原位土体渗透实验,查明其下渗特征和规律,为泥石流降雨-产汇流、致灾机理等的研究提供基础。

3. 1. 1 实验原理

根据野外实验的条件和测定的方便性,下渗速率选用双环法进行测定。双环高为250 mm,内、外环直径分别为219 mm、400 mm。

在锅圈岩沟泥石流源区选择实验点,并对实验点进行采样( 采样点如图5 所示) ,采用环刀法测定实验地点土体的天然密度,采用取样烘干法测定原地土体的前期含水率; 实验点1 位于滑坡松散堆积体上( 干密度为1. 82 g /cm3; 前期含水率为4. 8% ) ,实验点2 位于泥石流沟道( 干密度为1. 71 g /cm3; 前期含水率为10. 2% ) 。并在室内进行颗分实验,得到实验点样品的颗粒级配曲线( 图6) 。

3. 1. 2 实验结果

在室内对数据进行拟合,得到的下渗曲线、最大下渗率和稳定下渗率如表3 所示。

通过实验和分析,对锅圈岩沟滑坡堆积体和泥石流堆积体降雨入渗规律有如下结论。

( 1) 松散滑坡堆积体和沟道泥石流堆积体的渗透特性具有差异性: 松散岩土体的初始下渗速率和稳定下渗速率远大于泥石流堆积体。

( 2) 实验中,1#松散滑坡堆积体侧渗严重,远大于2#沟道的实验土体的侧渗,说明地震引发的松散滑坡堆积体颗粒性状相差悬殊、分选性极差。2#泥石流沟道实验土体侧渗较小,说明泥石流堆积体具有较好的分选性和成层性。

( 3) 地震导致极震区地表破碎和错动,形成大孔隙、大裂隙的松散物源,地表入渗能力大幅度增加,水分在土壤剖面的分布和渗透过程以大孔隙流动为主,降雨入渗土体具有渗透速率大、稳定下渗时间快等特征。

( 4) 极震区松散物源土体欠固结,固体颗粒粒径大小相差悬殊,属于宽级配砾石土,砂、砾石含量多,孔隙率大,渗透实验时可以观察到水和细颗粒的运移,土体内部存在细颗粒侵蚀作用。细颗粒随水的侵蚀和搬运,造成松散岩土体结构及其特性( 渗透性、水动力等特性) 进一步发生变化。

3. 2 直剪实验

剪切实验的主要目的在于测定土体在不同法向应力作用下,土体破坏时的抗剪强度,从而确定土体强度参数、强度参数随土体含水率及黏粒含量的变化关系等。

3. 2. 1 实验原理

本实验采用常规四联应变控制式直接剪切仪进行,直剪实验土样主要选取锅圈岩沟源区不同位置处松散土体,取样位置如图7 所示,土体的颗粒级配如图8 所示。

实验用土首先用2 mm筛对土样进行过筛,分别对这几种土样按0% 、5% 、10% 、15% 和20% 含水率配置试样,然后进行密封固结48 h。按原始干密度1. 437 g /cm3制作环刀样品,每种含水率试样均制作4 份; 所加的垂直压力采用50 k Pa、100k Pa、200 k Pa和400 k Pa个等级,进行固结剪切实验。剪切速率为0. 8 mm /min,得到不同垂直压力下的剪应力,再推算每组土样的黏聚力和内摩擦角。试样制作过程和实验操作方法遵循《土工实验方法标准》。

3. 2. 2 实验结果

1) 土体强度参数与含水率的关系

土体强度与土体含水率密切相关。相同性质的土体,其强度参数也因土体含水率的不同而呈现差异性,土体强度参数与含水率的关系如图9 所示。

从图9 可以看出,直剪实验中松散土体黏聚力和内摩擦角均随含水率呈先增大后减小的趋势。

2) 土体强度参数与黏粒含量的关系

黏粒含量对泥石流物源的强度具有重要影响,当黏粒含量越多,土体黏聚力越大,土体强度越大;黏粒含量少,甚至没有,粗颗粒与水则容易分离,土体黏聚力小。图10 为不同含水量状态下,黏粒含量对抗剪强度指标的影响。

由图10 可以看出,土体黏聚力和内摩擦角在不同的含水量状态下,随黏粒含量的增加而呈增加的趋势,但在不同的含水率状态下,变化趋势不同。含水率为0% 时,黏粒含量对土体内聚力和摩擦角影响最大; 随着含水率的增加,黏粒含量对土体内聚力和摩擦角影响逐渐减小。

3. 3 三轴实验

为了获取松散土体在变形破坏过程中孔隙水压力的变化情况、不同围压和含水量状态下的应力应变和孔隙水压力-应力应变曲线,开展三轴实验。

3. 3. 1 实验原理

试验土体选择直剪实验中黏粒含量为4. 23%的土体作为GDS三轴实验土体,按土体干密度为1. 75 g / cm3,含水量为5% 、10% 、12. 5% 和15%配样。

实验仪器为GDS 10 Hz/20 k N双向振动三轴系统,实验中,剔除大于2 mm的颗粒( 实验条件所限) ,试样直径D = 50. 5 mm,高H = 110 mm,试样均双面排水固结历时10 ~ 12 h。并在装入压力室前在其外套上一层较薄的乳胶膜,用橡胶条将试样上下两端用力扎紧在底座和顶面压力块上,严防漏水漏气。实验过程严格遵照《土工实验规程》。

3. 3. 2 实验结果

图11 反映了同一含水量不同围压作用下的应力应变曲线,从曲线的变化过程可以看出,围压越大,同样应变情况下需要的剪应力也就越大; 并且围压越小,剪应力达到峰值引起的土体应变越小,土体越易破坏。

图12 为同一围压条件下不同含水量的应力应变曲线。总体上,轴向应力均随着应变的增加而增加,且在不同含水量条件下增长速率有所不同。当围压为50 k Pa,仅含水量为5% 时,轴向应变达到3% 时轴向应力达到最大值,之后,土体破坏,应力急速减小,呈现明显峰值。其他含水量条件下土体轴向应力略微升高后达到平衡状态,峰值不明显。

同一围压不同含水量下的孔隙水压力-应变曲线

图13 反映了土体剪切过程中孔隙水压力随应变的变化过程,随着土体含水量的增大,同一围压条件下土体剪切变形破坏过程中土体的孔隙水压力也随之增大; 另外孔隙水压力随着围压的增大也增大。在土体破坏前,孔隙水压力随着轴向应力和应变的增加而增加; 在土体破坏后,孔隙水压力的迅速降低,随后随着剪应力的继续和应变的加大,孔隙水压力又有所回升。

4 结论

汶川地震极震区地震诱发了大量的松散固体物质,这些松散固体物质具有形成速度快、欠固结、大孔隙等特性,呈非均质且空间结构较为复杂,岩土特性具有特殊性。本文以都江堰虹口锅圈岩沟为例,在遥感解译的基础上,通过室内外实验,对地震诱发的松散固体物质的岩土特性进行了系统、深入的研究,为泥石流致灾机理、预警阈值、防治工程关键参数设计等提供依据。取得初步结论如下。

( 1) 地震诱发的滑坡堆积体主要分布在源区坡度≥30°的区域,平均堆积厚度约为15 m,储量达20 × 104m3,这些松散固体物质为泥石流活动提供丰富的物质来源,使得震后该沟每年都暴发泥石流。

( 2) 通过沟内源区松散土体的原位渗透实验,发现其呈现大空隙、大裂隙、欠固结等特性; 初始和稳定入渗速率都较大,水分在土壤剖面的分布和渗透过程以大孔隙流动为主; 实验时还可以观察到水和细颗粒的运移,说明土体内部存在细颗粒侵蚀作用。细颗粒随水的侵蚀和搬运,造成松散岩土体结构及其特性( 渗透性、水动力等特性) 进一步发生变化,促进松散物质再起动形成泥石流。

( 3) 通过室内直剪实验,得到了松散物质的强度参数及其与黏粒含量和含水率的变化关系。松散土体黏聚力和内摩擦角均随含水率呈先增大后减小的趋势; 随黏粒含量的增加而呈增加的趋势,但在不同的含水率状态下,变化趋势不同,含水率为0%时,黏粒含量对土体内聚力和摩擦角影响最大。