矿建施工中的岩土处理与加固工艺研究.pdf
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1、中文科技期刊数据库(全文版)工程技术 177 矿建施工中的岩土处理与加固工艺研究 李昶锋 江西江能煤矿管理有限公司,江西 南昌 330000 摘要:摘要:岩土处理与加固工艺在矿建施工中具有重要的意义。岩土条件的复杂性和不良地质的存在对矿建工程的稳定进行和可持续发展带来了挑战。因此,针对岩土层的物理力学性质和地质特征进行深入研究,并开展相应的处理与加固工艺研究是至关重要的。本文以某矿区为研究对象,分析了其矿建施工中的岩土处理和加固工艺。通过对包括地层特征、构造特征、不良地质和水文地质特征以及岩土层的物理力学数据进行分析,选择灰浆注浆法、爆破破碎技术、桩基础和加筋土墙进行岩土处理与加固,可以有效改
2、善矿建施工中的岩土条件,确保工程的稳定。关键词:关键词:矿建施工;岩土处理;加固工艺 中图分类号:中图分类号:TU753 1 地质特征 1.1 地层特征 该矿区的地层主要由砂岩、页岩和泥岩等沉积岩组成,其厚度在 200 米至 500 米之间变化,并广泛分布。其中,砂岩层通常较为坚硬,而页岩和泥岩层具有较弱的工程性质。由于砂岩与页岩、泥岩之间的界面不明显,岩土层边界划分可能会比较困难。这会对基础设计和加固措施的确定带来挑战,需要通过详细的地质勘察和工程分析,结合现场试验数据,尽可能准确地确定岩土层的边界位置和性质。另外,页岩和泥岩具有较低的强度,容易受到水分侵入和溶解作用的影响。这可能导致施工过
3、程中的稳定性问题,如滑坡、坍塌等。为了应对这些问题,需要采取适当的处理措施,如加固和防水,以提高岩土体的稳定性和抗水性能。1.2 构造特征 该矿区位于一条东西向的断裂带上,具有复杂的构造背景。断裂带主要由逆冲断裂和走滑断裂组成,并呈现出以压应力为主的构造应力状态。断裂带附近的地层受到构造应力的作用,容易发生变形和位移。逆冲断裂会导致地层的挤压和抬升,而走滑断裂则会引起地层的水平滑动。这种变形和位移可能会破坏地层的连续性和稳定性,增加了施工过程中的风险。同时,断裂带的存在使得地层容易发生断裂和滑动,特别是在断裂带内部或附近。这种现象不仅会导致地质灾害的发生,如岩体崩塌、滑坡等,还会给基础工程的施
4、工和运行带来困难。此外,在断裂带上可能存在局部的应力集中区域。这些区域的应力水平较高,容易导致地层破坏和变形,进一步增加了工程施工的难度。在设计和施工阶段,需要充分考虑这些应力集中区域的存在,采取相应的措施进行处理。1.3 不良地质 该矿区存在多个断层和褶皱,其中一些断层具有活动性。此外,溶洞也可能分布于局部地区。对施工带来了潜在的风险和挑战。活动性断层可能引发地震,对工程实施构成威胁。地震产生的振动和地表破裂可能导致结构损坏、土体液化等问题。因此,在矿建施工中需要充分考虑断层的位置、走向和活动特征,采取相应的防护措施,如增加结构的抗震能力和合理设置地震监测系统。褶皱造成地层的弯曲和变形增加了
5、基础工程设计的复杂性。褶皱带附近的地层可能存在不规则的倾角和厚度变化,这会给基础选择和施工带来困难。在设计过程中,需要进行详细的地质调查和工程分析,以准确评估褶皱对基础稳定性的影响,并采取适当的设计方案和加固措施。溶洞是由地下水的溶蚀作用形成的空洞,这些溶洞可能导致地下水渗透和坍塌,影响结构的稳定性。在施工过程中,需要进行全面的地质勘察,发现和评估溶洞的位置和规模,并采取合适的处理措施,如填充、支护等。1.4 水文地质特征 中文科技期刊数据库(全文版)工程技术 178 矿区地下水位相对较高,处于浅层地下。水流方向主要受区域地势和地层裂隙的控制。水化学性质呈中性偏碱性,含有一定的溶解物质。水文地
6、质对岩土层稳定性和加固工艺的影响主要表现在地下水渗流对岩土层强度的影响,以及水化学物质对加固材料腐蚀和侵蚀作用。需要合理处理地下水与施工过程之间的关系,并选择适当的加固措施来稳定工程。2 岩土层物理力学性质 对该区域的岩土层进行野外和室内试验,获取其物理力学参数。试验结果如以下表格所示。表 1 岩石物理力学指标统计表 参数 平均值 最小值 最大值 密度 2.5 g/cm 2.3 g/cm 2.8 g/cm 孔隙度 20%15%25%抗压强度 100 MPa 80 MPa 120 MPa 抗拉强度 10 MPa 8 MPa 12 MPa 表 2 岩石特殊性试验指标统计表 参数 平均值 最小值 最
7、大值 吸水率 5%3%8%渗透系数 1.510cm/s 1.010cm/s 2.010cm/s 岩石膨胀系数 0.0012 0.0008 0.0015 热膨胀系数 810/C 610/C 910/C 表 3 原位测试指标统计表 参数 平均值 最小值 最大值 地层厚度 50 m 40 m 60 m 孔隙水压力 2 MPa 1.5 MPa 2.5 MPa 岩土层渗透性 非渗透-地震波速度 2500 m/s 2300 m/s 2700 m/s 该矿区岩土层具有以下力学性质和特征。岩土层的平均密度为 2.5 g/cm,表明该层相对较重。孔隙度平均为 20%,表示在总体积中存在一定比例的空隙。岩土层的抗
8、压强度平均为 100 MPa,具有较高的抗压能力,尽管最小值为 80 MPa,最大值为 120 MPa。抗拉强度平均为 10 MPa,相对较低,表明在受拉伸力时的抵抗能力较弱,但差异不大。吸水率平均为 5%,岩土层对水分的吸收能力较低,最小值为 3%,最大值为 8%。渗透系数平均为 1.510-6cm/s,说明岩土层的渗透性较低,最小值为1.010-6cm/s,最大值为2.010-6cm/s。岩石膨胀系数平均为 0.0012,表明岩土层在受热膨胀或冷缩时的变形程度相对较小,最小值为 0.0008,最大值为 0.0015。热膨胀系数平均为 810-6/C,表示岩土层在温度变化下的线性膨胀或收缩能
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