大型立井凿井井架基础不均匀沉降控制研究

发布时间：2020-09-08 15:53

　　在地下空间的开发与利用过程中,立井提升系统是立井正常施工和生产中重要的提升构筑物,是整个生命线工程的重要组成部分,实际工程中面临着许多大纵深、超大断面的立井项目,在施工过程中由于井架基础的不均匀沉降会给工程带来很多经济和安全问题。当井架基础底座位于复杂地质条件下时,对井架基础的不均匀沉降提出了更严格的控制要求。本文以佛岭隧道1#通风立井井架基础加固为工程背景,结合理论分析、注浆实验研究、数值模拟分析、工程监测等方法对位于不同属性基础上的井架底座的不均匀沉降量进行了分析,并对控制井架基础的不均匀沉降方案进行了研究,主要研究内容和结论如下:(1)佛岭隧道1#通风立井,4个井架基础分别位于不同属性的基础上,其中一个井架底座直接架立在原岩上,两个井架底座架立在爆破矸石回填土基础上,一个架立在矸石回填土基础和原岩基础的交汇处,提升系统运行中由于上覆承受荷载和构筑物自重等因素的作用,会使井架基础在底座处产生不同程度的沉降现象,影响工程正常进行。(2)从数值模拟结果可以看出,对矸石回填土基础不进行处理时,井架底座处产生的最大沉降值为4.5cm,不均匀沉降现象显著;通过注浆整体加固矸石回填土基础后,井架底座处的最大沉降值降低为2.59cm,对比不进行任何处理的矸石回填土基础,最大沉降量降低了43%;采用整体联合加固后,井架底座的最大沉降量降低到1.8cm,降低了60%,可以经济合理的控制基础的不均匀沉降。(3)通过实验研究,得出在水泥浆液中掺入水玻璃配制成的水泥—水玻璃双液注浆材料可以很好的控制浆液的析水率,提高浆液的稳定性;水泥—水玻璃浆液的凝胶时间受到水玻璃的体积掺量和水灰比的影响,水玻璃掺量一定时,水灰比越大,浆液的凝胶速度越慢,时间越长;水灰比一定时,当水玻璃掺量低于15%时,浆液的凝胶时间随水玻璃掺量的增加而减少,当水玻璃掺量高于15%时,浆液的凝胶时间随水玻璃的使用量的增加逐渐稳定趋于某一定值。(4)注浆实验研究表明:水泥—水玻璃浆液结石体的强度受到水玻璃掺量的影响,当水玻璃的掺量为15%时,水泥—水玻璃浆液结石体的单轴抗压强度最高,而当水玻璃的掺量大于20%时,在结石体的养护过程中,出现了明显的裂纹,并随着时间的增长,裂纹不断深入结石体内部,直至全部破坏。(5)通过理论验算结果可知:井架基础底座和锁口盘相连的悬臂梁受弯构件产生的最大挠度值为1.44cm,根据规范,该受弯构件允许的最大挠度是2.67cm,满足规范要求;悬臂梁结构产生的最大弯矩值M_(max)(28).24?10~6N?m,满足配筋要求的前提下,该悬臂梁结构的最大受弯承载力M_u(28).28?10~6N?m,M_u(28).28?10~6N?m(29)M_(max)(28).24?10~6N?m,基本满足受弯承载能力要求,联合注浆加固井架基础完全满足要求。(6)对佛岭隧道1#立井井架基础采用整体联合加固方案,并进行工程监测。结果显示:4个底座的最大沉降量都得到了显著的降低,同时,最大不均匀沉降量也得到了明显的控制,说明方案对控制基础不均匀沉降效果良好,保证了施工期间的安全和稳定。
【学位单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U455

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