钢管混凝土支护在失修巷道中的应用工学论文
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篇1：钢管混凝土支护在失修巷道中的应用工学论文
钢管混凝土支护在失修巷道中的应用工学论文
摘要：根据开滦钱家营矿业分公司井下失修巷道的实际情况，探讨了钢管混凝土支护的施工工艺，同时在实践中采用了钢管混凝土支护对失修巷道进行了维修治理，取得了较好地技术经济效益，为失修巷道的修复提供了一条行之有效的施工方法。
关键词：失修；钢管混凝土；支护
开滦钱家营矿业分公司岩石巷道一般布置在12-1煤层的底板岩层内内，距12-1煤层10-15m，可采煤层有5个，煤层间距较小，属于近距离可采煤层。从而，煤层间的开采应力相互影响，使采区内的巷道受重复应力的影响，造成巷道重复修复率提高，这不仅给行人带来不安全隐患，而且给煤矿企业提高了经营成本。这公司原来治理失修巷道一般采用架设U25或U29型钢加工的三心拱支架，由于U型钢拱形支架是可塑性的，所以受矿压影响，拱形支架易变形，而且易发生折断，反复修复率较高。这公司修复八采轨道山利用钢管混凝土支护，取得了较好地经济效益。
一、八采轨道山的地质反水文情况
(一)地质情况：八采轨道下山巷道开口位于600西轨道大巷，测点W71前90m，其方位为313°，倾角17°，巷中与六采下部运煤石门间距20m。巷道位于12-l煤层以下2-16m，岩性为中砂岩、细沙岩、粉砂岩、煤线，如表1。
(二)地质构造情况：根据实际揭露的构造情况，在F3测点前8m左右遇到fl’断层，该断层倾角40°，落差2.0m。变坡点前32m遇到f2’断层，该断层倾角55°，落差2.0m。
(三)水文情况：八采轨道山位于煤12-1底板含水层中。正常涌水量0.2m3／min，最大涌水量0.4 m3／min。
二、动压巷道支护原则
(一)优选巷道层位：煤系地层的岩性差异较大，动压巷道应尽量布置在坚硬岩层中，以期求得稳定性好、返修率低。
(二)优化巷道断面：应该根据区域地应力的分布特征，优化巷道断面形状，能使巷道围岩具有良好的应力状态。
(三)适度让压：动压巷道变形较大，要做到不许巷道变形是难以实现的，在保证巷道稳定的前提下，适度让压即给定巷道一定的允许变形值是最为经济合理的支护策略。在巷道允许变形的范围内充分让压，使围岩尽可能地释放变形能，能有效地发挥围岩的自承能力。这就要求支护体必须具备一定的柔性。
(四)强化支护：在适度让压的基础上，为了满足巷道使用的要求，必须对围岩的变形进行控制。可通过优化巷道支护参数，提高支护体的整体强度，来控制巷道的变形。深井软岩巷道最终的稳定，主要还是依靠支护体的支护强度。
(五)控制巷道底板变彩：动压巷道围岩处于 “四面来压”应力状态，即顶板、底板和两帮同时受压。当巷道围岩应力较大时，围岩变形能必然从巷道的未支护面或支护薄弱面释放出来，局部围岩变形量大，进而导致巷道整体失稳。因此采取全封闭的支护形式，可以有效地控制巷道失稳。
(六)提高围岩的自承能力：巷道围岩不仅具有一定的自承力，而且还是一种天然的承载构件。保护围岩原始结构的完整性，适时对围岩予以补强，提高围岩的整体强度，发挥围岩的自身承载力，防止围岩塑性区域的无限制扩大，能取得事半功倍的效果。
三、钢管混凝土支护的原理及优点
(一)钢管混凝土支护的原理：钢管混凝土支护是在钢管支架外壳内填装混凝土组成的支架，其工作原理是：借助内填混凝土，增强管壳的稳定性，借助钢管壳的约束作用，使混凝土处于三向受压状态，从而使夹心混凝土具有更高的抗压强度和抗变形能力。钢管混凝土支架具有圆柱状外形，是最合理的截面形状，它不仅有惯性矩大的`特点，而且无异向性，不易扭曲变形。
(二)钢管混凝土支护的优点：钢管混凝土支架具有突出的优点是支护能力强，与同质量的u型钢支架相比，其支护反力可达u型钢支架的2，5倍多。u型钢支架支护能力较小，钢管混凝土支架是一种“经济型高强度支架”，是“性价比”最优的支护方式。
四、钢管混凝土支护参数的选择
(一)钢管参数的选择依据：φ140×8.5mm钢管混凝土支架支护强度及承载能力满足支护要求。
(二)钢管参数的选择：φ159×8mm的接头套管能够与中140×8浅谈综采5mm钢管尺寸匹配较好。钢管选用φ140×8.5mm无缝钢管，单位长度重量为27.57kg／m。接头套管φ159)<8mm无缝钢管，单位长度重量为29.79kg／m。
(三)混凝土配制：混凝土采用425#普通硅酸盐水泥配制，石子采用最大粒径为15mm的碎石作为粗骨料，优质河砂(中砂)作为细骨料。在配制混凝土时掺入适量减水荆，掺量为水泥重量的O.5％；掺入适量速凝剂，掺量为水泥重量的2.5％；掺入适量膨胀剂，掺量为水泥重量的2％。
五、施工方法
首先用钎子将原来支护的背板拆除，在找清浮掉的情况下，用风镐由巷顶向两帮进行拆除原支护，用木背板进行临时支护，然后，按间距500mm架设钢管混凝土支架，在钢管混凝土支架上面背700×120X70mm(长×宽×厚)木背板，木背板与巷顶、巷帮接触不实部位用木背板接顶背实。钢管混凝土支架架设10架后，在一起用注浆泵向钢管支架内注入混凝土。附钢管混凝土支护施工图。
六、结语
钢管混凝土支护与u型钢拱形支架相比，抵抗矿压能力较强，延长了巷道服务年限，对失修巷道的加固可以广泛推广。
在钢管混凝土支护中，注浆速度较慢，需要对注浆工具进行改造。
对于有底鼓现象的失修巷道的加固，应采用加底弯拱钢管混凝土支架进行加固，加固效果较好。
篇2：钢管混凝土结构在建筑工程中的应用论文
钢管混凝土结构在建筑工程中的应用论文
摘 要：在我国当下的建筑工程项目施工中，钢管混凝土技术在其中有着较为广泛地应用，并已成为建筑工程项目的关键性技术之一，文章就钢管混凝土机构在建筑工程项目中的应用进行相关研究，希望能以此推动我国建筑业的相关发展。
关键词：钢管混凝土；结构；建筑工程
随着我国钢产量的不断增长，钢筋建材越来越受到我国建筑业的青睐，其在建筑工程项目建设中所运用的频率也日渐增加，钢管混凝土技术就是其中应用较为广泛的一种施工技术。钢管混凝土技术本身拥有承载力高、塑性与韧性好的特点，所以对其进行相关研究有着很强的现实意义。
1 钢管混凝土结构的施工特点
顾名思义，钢管混凝土结构技术是由钢管与混凝土合作进行的一种建筑工程项目施工技术，因此其在具体应用中往往有着一定方面与钢结构与混凝土结构类似，这种类似性使得钢管混凝土结构技术在具体建筑工程项目的施工中必须严格按照《钢结构工程项目施工规范》与《混凝土结构工程项目施工规范》进行具体施工的进行，只有这样才能保证相关建筑工程项目的顺利施工。此外，由于钢管混凝土结构技术是一种组合型结构技术，这就使得其在具体施工中有着一定特点，笔者将其总结如下：（1）在钢管混凝土结构技术的具体应用中，有时候需要浇灌的空间极为狭小，因此相关施工人员必须格外注意钢管混凝土结构技术应用中的浇灌质量。（2）由于钢管混凝土结构技术运用中有时会采用一些较长的钢管肢管，这就使得其在具体运用中往往需要进行多次浇灌。（3）在钢管混凝土结构技术的具体应用中，由于一些地方的焊接难度较大，这就使得其在具体运用中很容易对混凝土造成烧伤影响，因此相关施工人员在施工中必须对其格外注意。（4）钢管混凝土结构技术的运用中需要考虑拼装间隙要求、施工精度等问题，这些都是施工人员需要注意的问题。
2 钢管混凝土结构的施工方法
上文中我们了解了钢管混凝土结构技术的施工特点，在下文中笔者将对我国现阶段建筑工程项目施工中常采用的钢管混凝土结构的施工方法进行论述，希望能对我国建筑业的相关发展带来一定启发。
2.1 立式手工浇捣法
立式手工浇捣法是一种我国建筑工程项目施工中常见的钢管混凝土结构施工方法，其通过完成相关构件安装后向钢管内进行多次混凝土连续浇灌，以此完成相关钢管混凝土结构的施工。立式手工浇捣法是一种施工速度较慢、效率也较为低下的钢管混凝土结构施工技术，因此其在具体应用中往往存在着质量问题，其具体应用流程如下。
立式手工浇捣法在具体应用中需要在钢管底部首先浇灌一层水泥砂浆，通过对相关钢管底部的封锁避免混凝土的连续浇灌中出现弹跳现象。在完成水泥砂浆的浇灌后，相关施工人员就可以从钢管上口对其进行连续的混凝土浇灌，在浇灌过程中相关施工人员需要通过振捣器将其积压的更为密实，并在浇灌的不同环节对振捣器进行相关调整，最后保证浇灌的混凝土稍稍溢出钢管，在这一步完成后，相关建筑工程项目的施工人员需要迅速将端板紧压钢管并进行点焊，这里使用的端板需要具有排气孔，这点需要相关施工人员注意。
2.2 高位抛落无振捣法
跟上文中提到的立式手工浇捣法一样，高位抛落无振捣法也是我国建筑工程项目施工中常见的钢管混凝土结构施工方法，高位抛落无振捣法是通过将混凝土从高位抛落的方式替代上文中提到的振捣器，这种钢管混凝土结构施工方法具有一定的先进性。高位抛落无振捣法在建筑工程项目的具体应用中，相关施工人员首先需要对施工中所使用的混凝土进行严格配比，保证其在高位抛落无振捣法的具体应用中不会出现离析分层的现象发生。在相关施工人员对混凝土进行具体的配比中，其不仅需要通过对混凝土中水灰比的控制保证混凝土的强度，还需要通过在混凝土配料中添加一定外加剂的方式保证混凝土的流动性与适当的粘度，以此保证高位抛落无振捣法能够在建筑工程项目施工中顺利运用。
高位抛落无振捣法因为在建筑工程项目的施工过程中通过对混凝土的配置免去了立式手工浇捣法所必需的振捣作业，这就使得高位抛落无振捣法具有施工流程简单、施工效率较高的优点，其在具体运用中还能起到降低工程造价的作用，是一种较为优秀的钢管混凝有结构施工技术。不过高位抛落无振捣法只能怪运用于钢管直径大于350mm、钢管高度高于4m的建筑工程项目中，所以其自身也存在这一一定局限性。
2.3 混凝土泵送顶升浇灌法
混凝土泵送顶升浇灌法同样是一种建筑工程项目施工中常见的钢管混凝土结构施工方法，其通过在适当高度安装进料支管的方式，通过泵车提供混凝土，完成由下至上连续的钢管混凝土灌入，依次进行具体的建筑工程项目施工。从本质上看，混凝土泵送顶升浇灌法与高位抛落无振捣法在具体建筑工程项目施工中有着一定相似之处，其同样需要相关施工人员把握好混凝土的相关配比，方能进行具体的混凝土浇灌工作。在混凝土泵送顶升浇灌法的.具体建筑工程项目施工的运用中，相关施工人员首先需要对钢管的肢管位置开设一个临时的浇灌孔，并在这一位置焊接一个临时的短钢管“判畏А保这一“判畏А钡陌沧笆俏了在混凝土浇灌过程中可能发生的混凝土倒流而做的防范工作。在通过由下至上连续的钢管混凝土灌入结束后，相关建筑工程项目施工人员就可以将输送管卸下，等待浇灌的混凝土最终彻底凝固，在混凝土凝固后，相关施工人员就可以将施工中使用的“判畏А倍谈止芨钊ィ并将钢管肢管位置的浇灌孔进行修补，使其恢复原有模样。混凝土泵送顶升浇灌法与高位抛落无振捣法一样有着施工效率高的特点，而相较于上文中提到的两种钢管混凝土结构施工法来说，混凝土泵送顶升浇灌法的浇灌质量更高，当然其也具有美观度不足的问题，但总的来说混凝土泵送顶升浇灌法是一种较为完善的钢管混凝土结构施工方法。
3 结语
随着我国建筑业的不断发展，我国钢管混凝土结构施工方法也得到了极大的提升，为了保证我国建筑工程项目的质量不断提高，相关研究人员一定要对钢管混凝土结构的施工方法进行不断研究，以此推动我国社会的整体发展。
参考文献
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篇3：钢管混凝土在抗震工程中的应用论文
钢管混凝土在抗震工程中的应用论文
摘要：简要介绍了钢管混凝土的特点和发展史，针对前人已研究的成果，综述了不同截面、不同空心率、不同结构下的钢管混凝土构件的抗震性能，为钢管混凝土在实际抗震工程中的运用提供了参考建议。
关键词：钢管混凝土；抗震性能；耗能能力
0 引 言
钢管混凝土构件是在钢管内填充混凝土。随着高层、超高大跨度建筑的需要，钢管混凝土结构凭着承载力高、造价低、施工方便、抗震性好等优越的条件被广泛应用，很多研究者做了很多关于钢管混凝土的抗震性能分析和研究，取得了很大的成果，并在抗震工程中得到广泛应用。
1 钢管混凝土的特点
钢管在纵向轴心压力作用下，属于异号应力场，其纵向抗压强度将下降，小于单向受压时的屈服应力，同时钢管是薄钢管，单向受压时，承载力受管壁局部缺陷的影响很大，远远低于理论临界应力计算值；对于混凝土，强度低，截面大，随着混凝土强度增大脆性增加，而混凝土抗拉性比较差［1］。
钢管混凝土是新型结构［2］，正好弥补了两者的缺点，在钢管混凝土构件在纵向轴心压力作用下，由于混凝土的密贴，保证了钢管不会发生屈曲，可以使这算应力达到钢材的屈服强度［3］，使钢材的强度承载力得以充分发挥；对于混凝土，混凝土不仅受到纵向压力，还有受到钢管的紧箍力，使混凝土三向受压，使混凝土纵向抗压强度提高，弹性模量也得到提高，塑性增加。
钢管和混凝土的共同作用下，使得钢管混凝土构件有以下特点：
（1）构件承载力大大提高。1976年哈尔滨锅炉厂做了一次简单的对比试验，得到钢管混凝土柱轴心受压下承载力是空钢管和管内径素混凝土柱之和的173%。
（2）良好的塑性和韧性。这种新结构在承受冲击荷载和振动荷载时，有很大的韧性，所以抗震性能比较好。
（3）造价低, 从很多实际工程可以看到，钢管混凝土柱与普通钢筋混凝土柱相比，节约混凝土50％以上，结构自重减轻50％左右，钢材用量相等或略高，不需要模板。与钢结构相比，可减少钢材50％左右。
（4）施工简单，可以缩短工期。
2 钢管混凝土结构的发展史
钢管混凝土结构是在劲性钢筋混凝土结构、螺旋配筋混凝土结构以及钢管结构的基础上发展起来的。
在19世纪60年代前后，钢管混凝土结构在苏联、北美、西欧和日本等发达国家得到重视，并开展了大量的试验研究，但是施工工艺得不到解决。
在19世纪80年代后期，由于先进的泵灌混凝土工艺的发展，解决了施工工艺的问题。如1879年英国的Severn铁路桥的建造采用钢管桥墩，在管内灌了混凝土防止内部锈蚀并承受压力。
1923年，日本关西大地震后，人们发现钢管混凝土结构在这次地震中的破坏并不明显，所以在以后的建筑，尤其是多高层建筑中大量应用了钢管混凝土。1995年阪神地震后，钢管混凝土更显示了其优越的抗震性能。
钢管混凝土在我国的发展：20世纪60年代中期，钢管混凝土引入我国。1966年北京地铁车站工程中应用了钢管混凝土柱。在70年代厂房和重型构架也应用了钢管混凝土柱；80年代后，我国开展了科学试验研究，得到了结构的计算理论和设计方法［4］。
现阶段我国对钢管混凝土性能的研究：圆形、多边形和方形、实心与空心、轴心受压与偏心受压构件的强度和稳定；压弯扭剪复杂应力状态下构件的'强度和稳定；抗震性能与抗火性能以及施工时初应力的影响等。而且取得了很大的科研成果。
3 综述前人已研究的钢管混凝土抗震性能
3.1钢管混凝土构件根据截面形状可以分为方形、矩形、多边形及圆形截面钢管混凝土构件。
国外Shinji 和 Yamazaki 等[5]对受变化的轴力和往复水平荷载作用下的方钢管混凝土柱的受力性能和位移进行研究；Amit[6]做了高强方钢管混凝土柱抗震性能的试验研究，分别分析了高强混凝土和高强混凝土对构件滞回性能的影响；Kang 和 Moon[7]考察了方钢管混凝土柱恒轴力在低周反复荷载和单调荷载作用下构件的承载能力和耗能能力，得到方钢管高强混凝土柱滞回曲线饱满，即使在高轴压比的情况下，都没有明显的捏缩现象；试件有较好的耗能能力，位移延性系数均大于 3[8]。方钢管高强混凝土柱与普通方钢管混凝土柱[8]相比，有较高的弹性刚度和极限荷载；与高强混凝土柱[10]相比，有良好的耗能能力和更小的强度退化；与纯钢柱比，有良好的抗失稳能力。
苏献祥的矩形钢管混凝土柱在循环荷载作用下的性能研究中得到矩形钢管混凝土柱承载力高，变形能力强，有较稳定的后期承载力，延性系数在6．89～11．53[11]之间，满足延性柱的抗震要求，矩形钢管混凝土柱的滞回曲线饱满，没有明显的“捏缩”现象，耗能能力强，具有良好的抗震性能。
随着边数越多，钢管混凝土构建的组合性能越好，产生的紧箍力增大，承载力增大，塑性增强，承载力是抗震重要指标之一，因此圆形钢管混凝土具有较好的抗震性能。
矩形钢管混凝土柱与梁节点构造简单、连接方便，还能有效提高构件的延性及有利于防火、抗火等特点，最重要的是矩形截面存在刚度的强轴和弱轴，它可以按要求提高强轴方向的刚度，而弱轴方向刚度基本不变，从而提高截面整体效果；但是矩形各边不相等所以受到的紧箍力不同，不如方形截面受紧箍力相等。圆钢管混凝土构件的钢管对核心混凝上起到了有效的约束，使混凝土的强度得到了提高，塑性和韧性大为改善。截面选择时应该根据实际情况抓住主要的矛盾。
3.2钢管混凝土在房建中用于框架结构、框架剪力墙、剪力墙及筒体结构中。
Kim和 Bradford［12-13］指出钢筋混凝土框架结构抗侧刚度较小,为了使结构既具有较高的抗侧刚度，又有较好的耗能性能和承载力。有钢管混凝土框架结构抗震性能试验研究［14］得出此实验的P一△滞回曲线均呈现出饱满的棱形，充分表明钢管混凝土框架的耗能能力强和延性好。在破坏阶段，梁出现屈服甚至屈曲，得到钢管混凝土柱的抗倾刚度及塑性很好，整个结构的P一△曲线无下降段，具有较强的变形能力。
为减小高层建筑底部剪力墙的厚度，减缓箍筋的密集程度，提高剪力墙的抗震能力，可以采用钢管混凝土剪力墙结构，有试验［15］表明钢管混凝土剪力墙试件的开裂荷载、名义屈服荷载和弹塑性变形能力都大于相同参数的钢筋混凝土剪力墙试件，而且约束边缘构件为端柱的钢管混凝土剪力墙，其变形能力大于约束边缘构件为暗柱的矩形截面钢管混凝土剪力墙。
钢管混凝土减震框架结构在地震中消耗的地震能量相对较小，而钢管混凝土减震框架结构（三重钢管防屈曲支撑）具有与钢管混凝土框架剪力墙结构相当的承载力，并在变形能力延性和耗能能力等方面均有明显的提高，对刚度退化和强度退化也有明显的缓解，具有更合理的受力性能和破坏机制，新型三重钢管防屈曲支撑起到良好的耗能减震作用，有效地改善钢管混凝土框架的抗震性能［16］。
基于性能的钢管混凝土空间筒体结构试验［17］中得出此结构在Y向罕遇地震作用下，单侧支撑屈服，表明对于Y轴不对称的布置，对结构扭转影响显著；结构在X向罕遇地震作用下，个别重要构件钢管混凝土柱进入边缘屈服状态，少数支撑和钢梁边缘屈服，Y向罕遇地震作用下，偏心扭转相对较小，几乎不进入屈服状态，2个方向的层间位移角均小于1/50的要求，但是结构抗震能力完全达到了性能目标D的水准，接近c的水准［18］，得出钢管混凝土空间结构在X向罕遇地震下注意重要构件的强度和延性要求，在Y向罕遇地震作用下注意结构布置对称，避免偏心对结构的扭转作用，只要布置合理抗震性能还是比较强的。
为了改善钢管混凝土框架结构的受力性能，通常在钢管混凝土框架中设置支撑［19-20］来提高结构的抗侧刚度，但是在大震作用下，支撑有可能会出现失稳，可以通设置剪力墙来提高抗侧刚度，但剪力墙与钢管混凝土框架的协同工作以及大震作用下钢管混凝土框架能否成为第二道防线这些都有待研究。
3.3 钢管混凝土可以根据钢管内是否充满混凝土分为实心钢管混凝土与空心钢管混凝土。
实心钢管混凝土结构会使结构自重加大，地震作用下影响效应加大，但是要根据具体工程实际的截面尺寸和承载力来决定是否采用实心钢管混凝土。
诺丁汉特伦特大学的 Y.L. Song 等进行了一组纯空心混凝土短柱与空心钢管混凝土短柱的轴压试验，试验结果表明纯空心混凝土短柱的破坏表现为非常明显的脆性破坏，而空心钢管混凝土短柱则表现出了较好的延性，其承载力几乎比纯空心混凝土短柱提高了50%［21-22］。
K.A.S. Susantha、Hanbin Ge 等人分析了作用在圆形、八边形和方形钢管混凝土柱内填混凝土上的侧压力，指出平均侧压力极值与柱的材料和几何特性有关，研究了各种截面形状的钢管混凝土柱的后期工作性能，对于混凝土强度和后期工作性能，试验结果与计算结果都吻合良好［23］。
方形空心钢管混凝土不适合应用于需要抗震设防的建筑结构中；而圆形截面的空心钢管混凝土，对于不同空心率的构件，控制适当轴压比的限制，能够满足《实、空心钢管混凝土结构设计规程（CECS 254-2011）》中要求的结构分析参数限值。为了满足抗震的要求，规程中关于空心钢管混凝土柱设计轴压比限值给了太大，应当作适当的修正，建议空心钢管混凝土设计轴压比大些，可通过计算满足，此时构件具有较好的抗震性能；轴压比、空心率及截面形式都是影响空心钢管混凝土压弯构件滞回性能的重要参数。其影响为：轴压比越大，滞回环小而且扁瘦，耗能能力越差，强度退化越剧烈，刚度退化越快，对构件初始刚度影响不大，水平极限承载力有先增大后减小趋势，延性减小；空心率越大，滞回环小且扁瘦，耗能能力越差，强度退化剧烈，刚度退化快，构件初始刚度减小，水平极限承载力下降，延性越差；相比于等效面积相同的方形截面构件，由于圆形截面空心钢管混凝土中的钢管和混凝土的组合性能比较强，在压弯作用下，耗能能力更强，强度退化和刚度退化不明显，初始刚度和水平极限承载力增大，且延性较好。
3.4 新型钢管混凝土抗震性能
蔡克铨和林敏郎进行了圆中空夹层钢管混凝土柱抗震性能的试验研究［24］，表明径厚比为150和75的圆中空夹层钢管混凝土柱的峰值应变约为无约束混凝土的1.6～2.3倍，这说明混凝土受到了很大的约束，混凝土三向受压使混凝土延性增加，使得破坏过程减缓。中空夹层钢管混凝土柱的复合弹性模量为实心钢管混凝土柱的1.5倍以上，这说明中空夹层钢管混凝土有较高的复合弹性模量，有较高的轴向刚度。还有即使设计的中空夹层钢管混凝土柱的轴向强度低于实心钢管混凝土柱，但是抗弯能力却比实心钢管混凝土强。
在钢筋混凝土柱的截面中部设置圆钢管的柱,或由截面中部的钢管混凝土和钢管外的钢筋混凝土组合而成的柱,称为钢管混凝土组合柱,简称组合柱；若钢管内外混凝土不同期浇筑,则称为钢管混凝土叠合柱,简称叠合柱。钱稼茹、康洪震开展了对钢管高强混凝土组合柱抗震性能试验研究，其试验得到试件的滞回曲线饱满,位移延性系数都大于4,极限位移角都大于1/40,耗能能力和极限位移角大于参数相近的高强混凝土柱［25］。可以根据地区抗震等级选择是否采用这种组合柱，使其满足抗震要求，同时减少资源的浪费。
4 结束语
钢管混凝土结构与相同参数下钢筋混凝土柱相比有较好的承载力和塑性，因此具有较好的抗震性能。在选择钢管混凝土的截面形式时要根据结构的需要，若设计部位其中一个方向轴向刚度较大，而地区地震作用不大可以选择矩形截面；若地震作用较大时，各方向轴向刚度相差不大的情况下，可以选择圆钢管混凝土。对于空心率下抗震性能要根据计算，然后选择反复荷载下承载力高和钢管与混凝土组合性能比较好的空心率。充分利用已研究的钢管混凝土抗震性能设计方法，计算和验算新型钢管混凝土构件是否可以既节省造价又安全可靠。
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篇4：钢纤维喷射混凝土在隧道初期支护中的应用论文
钢纤维喷射混凝土在隧道初期支护中的应用论文
摘 要：结合槎路隧道工程实例，介绍在隧道衬砌施工中喷射钢纤维混凝土过程中对钢纤维的技术要求和具体的施工工艺以及所具有的经济效益。
关键词：钢纤维；韧性；干喷；体积率
1 引言
钢纤维混凝土是由水泥、水、中粗砂、骨料、钢纤维及必要时掺入外加剂或掺和料按一定比例配制而成。钢纤维混凝土具有良好的综合力学性能，钢纤维的加入可提高混凝土的强度、韧性及抗裂性，使混凝土的特性由脆性向弹塑性过渡，是目前国内外比较先进的外掺料。钢纤维按材质分为普通碳素钢和不锈钢两种类型，一般多用普通碳素钢钢纤维。钢纤维混凝土自1963年进入实用化阶段以来，在高层建筑、公路路面和桥面机场等工程中得到广泛的应用，不仅提高了结构的使用寿命，而且节约了大量投资。但其在隧道衬砌方面的应用却不多。本文结合黎南复线槎路隧道的施工工艺，对钢纤维混凝土在隧道衬砌方面的应用进行研究介绍。
2 工程概况
黎南复线槎路隧道位于广西壮族自治区南宁市南郊区，隧道起讫里程为DK2+070～DK44-290，全长2 220m.该隧道属于浅埋暗挖隧道，大部分埋深在5～10m 左右，且要穿越超过400m 的公路及房屋建筑。地质为膨胀泥岩、粉砂质泥岩，圆砾土及煤层等；地下水丰富，开挖过程中涌水量较大，且具有溶出型侵蚀性和腐蚀性，施工难度较大。根据工程地质情况及相关要求，在施工时，全隧采用“新奥法”施工工艺，暗洞段采用复合衬砌和复合加强衬砌两种方法。在穿越公路、楼房等建筑物段采用复合加强衬砌，即在初期支护中喷射钢纤维混凝土。
3 喷射钢纤维混凝土
3.1 对钢纤维的基本要求
为了达到最佳施工质量及相关要求，在进行喷射钢纤维混凝土施工时，对钢纤维的几何参数及体积率都有具体的要求。
3.1.1 钢纤维的几何参数
钢纤维混凝土的增强效果与钢纤维的长度、直径、长径比有关。钢纤维增强作用随长径比增大而提高。钢纤维长度太短起不到增强作用，太长施工困难，影响拌和质量，直径过细在拌和时易弯折，过粗则在同体积率时，其增强效果差。试验表明，钢纤维长度在15～ 60mm、直径或等效直径在0.3～1.2mm、长径比在30～100的范围内选用，其增强效果和施工性能可满足要求。不同的钢纤维混凝土结构中选用的钢纤维不同。
3.1.2 钢纤维的体积率选用范围
钢纤维混凝土中钢纤维的体积率过小，其增强作用较差，国内外一般以0.5%为最小体积率。钢纤维体积率超过2 时，拌和物的和易性变差，施工困难，质量难以保证。确定钢纤维掺入量时根据钢纤维的性能、混凝土结构对增强效果的要求及经济合理的原则选定。结构对增强要求低时可选用低值，结构对增强要求较高时可选用高值。
3.2 配合比设计及要求
槎路隧道因喷射钢纤维混凝土地段相对分散，同时受机具设备和开挖方法的限制，在施工时均采用干喷法施工。在此就干喷法施工的主要问题进行论述。
3.2.1 配合比设计槎路隧道初期支护混凝土设计强度为C20混凝土，其理论配合比为：42.5MPa普通硅酸盐水泥，400kg；中粗砂（河道中），835kg；粗骨料（河卵石）5～ 15mm，835kg；耐腐蚀剂，32kg；钢纤维，80kg.
3.2.2 有关要求
（1）钢纤维参数及掺量：根据采用的喷射机型号，本隧道选用钢纤维类型为ZH一06凸痕型，长度为20mm，等效直径0.4mm，长径比为50，钢纤维体积率为1% ，约每立方混凝土8Okg.
（2）水泥：钢纤维混凝土中常用强度等级为42.5MPa或52.5MPa的普通硅酸盐水泥，钢纤维混凝土中水泥用量较大，一般为36O～450kg/m.
（3）细骨料：采用硬质、洁净的中砂为宜，细度模数Mk =2.5～3.3.据经验，天然含水率在5%～7%为宜。
（4）粗骨料：天然河卵石或质地坚硬的人工碎石均可，平均粒径在5-15mm 为宜。
（5）水：只要不含影响水泥正常凝结硬化及对纤维和基体有腐蚀作用（pH< 4的酸性水和含硫量（按SO3计）超过水量的1% ）的有害物质的水均可。
（6）外加剂：槎路隧道整体处于膨胀泥岩和粉砂质泥岩中，泥岩中的水具有侵蚀性和腐蚀性，需加6% ～8% 的耐腐蚀剂。隧道开挖中渗水较大时，为尽快提高混凝土的早期强度，一般按2 %～4%的掺量加入速凝剂。在渗水量不大时，为避免混凝土的后期强度损失过大，速凝剂尽可能少加或不加。
3.3 喷射钢纤维混凝土施工
3.3.1 工艺流程
3.3.2 关键技术
（1）混凝土拌制、存放和运输。钢纤维在拌和料中的分布均匀性，不仅与原材料和搅拌工艺有关，而且受搅拌机械和投料方法影响更大。试验表明：采用强制搅拌机比自落式搅拌机效果好。本隧道施工中因受机械设备影响而采用自落式搅拌机。投料时采用先投水泥、砂和碎石，在拌和过程中分散加入钢纤维的方法进行拌和，拌和时间不少于2min.
钢纤维混凝土施工时，喷锚料应尽量随拌随用，掺入速凝剂时存放时间不得超过20min，不掺入速凝剂时干混合料存放时间不超过2h，否则被视为废料，不可再行使用。在运输和存放过程中不得淋雨、流入水或混合杂物。
（2）喷射作业。混合料通过胶管长距离的高速输送，在喷头处已稍有分离，水在距受喷面lm 左右处加入，喷射应根据其当前标定的'给水速度调整水阀，按混凝土配合比设计确定的水灰比供水。喷射混凝土时，喷枪要垂直正对工作面，连续平稳地自下而上水平横向移动，喷头一圈压半圈的旋转喷射。
在施工时还应注意风压对喷射钢纤维混凝土的影响。在混合料输送时，采用适当的风压是钢纤维均匀分布、减少回弹损失的主要条件。风压太大钢纤维的分布就不均匀。试验表明，钢纤维混凝土喷射堆中心的钢纤维含量为喷堆周边的85.3% ，这种现象产生的主要原因是由于料流喷出后，分布在料束外缘的钢纤维在接近受喷面前被横向气流吹至周围（其中部分钢纤维落地，部分钢纤维滞留在喷堆周边），因此，降低风压则横向气流的压力和流速也会降低，这样不仅会减少钢纤维的回弹损失，也会改善钢纤维分布的不均匀性。一般混合料输送距离在100m以内时，喷射风压控制在0.15～0.2MPa为宜。
（3）养护。混凝土施工质量的好坏，受养护的影响相当明显。因此在混凝土喷射完毕后要及时洒水或喷水雾养护。避免因养护不及时而导致喷射钢纤维混凝土的质量不合格。
4 取得的经济效益
槎路隧道喷射钢纤维混凝土段总长605m，它的使用对降低工程成本、提高工程质量和加快施工进度起着积极的作用，并有良好的经济效益。体现在以下方面：
（1）减少混凝土的用量及开挖土石方量。喷射钢纤维}昆凝土取消了素喷混凝土中的预留沉降量（15cm），使隧道断面开挖土方量每米减少1.9m3，合计1 150m……二次衬砌混凝土减少了复合预留变形到位的数量（平均厚度7cm），节约了二次衬砌混凝土890m……采用喷射钢纤维混凝土进行支护补强，减少了素喷混凝土一半的厚度，因而降低了工程成本。
（2）钢材用量减少。喷射钢纤维混凝土可代替“新奥法”中传统的网喷支护，即可取消钢筋网片，减少了施工工序，加快了施工进度，本隧道共节约钢筋网片39.13t.
（3）干喷集料回弹率比素喷少。在干喷（水在喷头处加入）实施过程中，通过试验，素喷混凝土集料回弹率平均在25 左右，而干喷混凝土由于钢纤维的成网和联结作用，回弹率平均只有14％左右。
5 结束语
槎路隧道在复合加强衬砌段初期支护采用喷射钢纤维混凝土取得了良好效果。实践表明，钢纤维应用广泛，不仅在初期支护中应用，在二次衬砌中及其它的地下工程防护、公路路面、水利工程、房屋工程及局部受压构件等均可使用钢纤维混凝土增强，并能提高效益。
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篇5：消石灰在沥青混凝土磨耗层中的应用的工学论文
消石灰在沥青混凝土磨耗层中的应用的工学论文
摘要:通过西部沿海高速公路阳江雅白一级联络线沥青砼路面采用掺加消石灰代替2%矿粉做为抗剥离措施的实例，对分析消石灰对改善沥青混凝土面层的水稳定性及经济性提供了参考。
关键词:沥青混凝土；消石灰；水稳定性
1. 概述
对沥青路面来说，沥青与集料表面牢牢地粘结，沥青膜不能逐渐产生剥离，是非常重要的性质，为了建造稳定耐久的沥青路面，沥青与集料的粘附性和抗剥离性能是防止路面破坏的最基本的条件之一，从沥青膜剥落机理可知，为了有良好的抗剥落性能，最好选用碱性石料，选用粘度大的沥青，但由于在不少地区，玄武岩、灰绿岩等碱性优质石料非常缺乏，往往需要就地取材采用花岗岩、砂岩、石英岩等酸性石料，这些石料石质坚硬、致密、耐磨性强，能充分发挥集料间的嵌挤作用，惟有它们含有较多的二氧化硅成份，与沥青粘附性不佳，因此，必须采取有效的抗剥落措施，现行《公路沥青路面施工技术规范》提到当高速公路、一级公路的石料为酸性石料时，宜使用针入度较小的沥青并采取下列抗剥离措施，使沥青与矿料的粘附性符合规范要求，这些措施是：
1、用干燥的.、细消石灰粉或生石灰粉、水泥作为填料的一部分，其用量宜为矿料总量的1%―2%；
2、在沥青中掺加抗剥落剂；
3、将粗集料用石灰浆处理后使用。
2.阳江联络线项目提高沥青与集料粘附性研究成果
我们选用磨耗层AK-16A目标配合比10―20mm石：瓜米石：石屑：砂：矿粉=40：20：20：15：5为基本配合比，分别采用掺2%消石灰、2%水泥及4‰抗剥落剂三种抗剥落措施进行配合比设计和配合比验证以便进行对比，其结果如下：
从以上结果可看出：
A、三种配合比最佳用油量基本上都在±0.1%以内，属误差允许范围，用油量比较无明显差异
B、从稳定度、残留稳定度、动稳定度三项指标综合来看，掺抗剥落剂要优于掺消石灰及掺水泥。沥青混合中添加抗剥离剂不但能改善沥青灰的水稳性，而且也明显提高沥青路需抗永久变形能力。
C、掺消石灰在残留稳定度及动稳定度措施上均明显优于掺水泥。
2．2 抗剥离剂使用的长期性及耐久性有待解决。尽管掺加适量抗剥离剂使沥青与集料的早期粘附性得到改善，但实际当沥青混合料不断与水接触，能否长期的改善粘附性尚属疑问。现时市场抗剥落剂很大部分是从高脂肪酸衍生出来的长链胺类化合物，在实际生产使用中，沥青料时在较高温度下搅拌，贮存，摊铺及碾压，向这些对于那些受热稳定不好的抗剥剂是致命的，所以抗剥落剂长期性及还是一个有待解决问题，针对几点，我们认为抗剥落剂在使用上还需慎重。
2．3 消石灰作为热料沥青混合料提高沥青与集料粘附措施，在国外得到最为普遍的承认。主要包括以下几点：
1、消石灰可以提高沥青的粘性，同时使集料的表面性质得到改善；
2、消石灰能降低集料表面的电荷，降低表面能，而表面能小的集料不与氢键结合，水稳定好。
3、消石灰粉能使集料表面活化，提高与沥青粘结力；
4、消石灰在集料矿料间结合成独立的结晶质的石灰石，与沥青粘结性起到叠加作用。
而在实际施工中，该措施使用也较为简单，只需用它代替一部分矿粉即可。
2.4经济性比较。
对于施工企业来说效益是生命线、施工成本是一个必须考虑的问题，我们对几种剥落措施进行了经济比较，单位取每百吨沥青混合料采用剥落措施成本：若石质为玄武岩、灰绿岩等碱性石质材料则基本不采用剥落剂措施，但由于受材料分布限制如要追求采用玄武岩、灰绿岩石质则往往要从上百公里以外远运，以远运费用为0.5元/吨/公里计，则增加成本惊人，运距100KM则每百吨碎石远运增加成本： 100t×60%×100km×0.5元/吨/公里=3000元
60% ― 碎石占沥青混合料比重
若采用抗剥落剂则增加成本为：
100t×4.5%×0.4%×100km×2400元/吨=432元
4.5% 沥青混合料中沥青用量
4% 沥青中用量抗剥剂
若采用水泥代替2%矿粉，则增加成本为：
甲供：100t×2%（400元/吨－168元/吨）=464元
自供：100t×2%（300元/吨－108元/吨）=264元
若采用水泥代替消石灰作为剥落措施，则增加成本
100t×2%（180元/吨－168元/吨）=24元
从上面分析可以看出来采用消石灰是最经济的，在三者性价比中消石灰同样是最高的，水泥则由于其水稳定性及高温稳定性差于消石灰，而且其性价比最低。所以当采用酸性石料在沥青面层使用时，消石灰应该是沥青混合料抗剥离措施中最有效、经济、简便的措施。
2．5 在实际中，由于消石灰在来源上还是有一定限制的，阳江联络线项目部之所以选择消石灰作为抗剥落措施不仅由于它的简单、有效，同时也是因为阳江地区消石灰来源较为丰富，有了正规厂家供应，这一点同水泥作比较，水泥已经成为一种工业成形产品，本身已批量化、系列化。产品有完整的检验方法来保证其质量的稳定，而且来源广泛，这些也是今后施工选用抗剥离措施需要考虑问题。
3.阳江联络线项目部关于抗剥离措施在实际施工中的运用
3．1 阳江联络线在大面积铺筑以消石灰为抗剥离措施的沥青路面同时，针对各项技术指标，进行了较长时间统计，以利于今后总结。
①浸水稳定度为9.5~10.7KN；
②残留稳定度为92%~98%；
③动稳定度抽检值为2042次/mm；
④路面压实度代表值为97%~99%。
以上数据可反映出消石灰在高温稳定性及水稳性方面是较好，符合在配合比设计时的预期目标。
3．2 针对水泥与抗剥落剂，阳江联络线项目部选择两个试验段进行了抗剥离研究，现场取样试验及检测结果见下表
通过这些数据可见消石灰与水泥在施工比较中在技术指标上还是占有优势的，而抗剥落剂则还需长期验证调查，才能得出真实使用效果。
3.3对于抗剥离措施的研究，我们将在第二年雨季过后进行路面回访调查，对三种抗剥措施施工路面进行对比，以获得抗剥离措施进一步的研究。
4.结语
经过大量的研究及西部沿海高速公路阳江联络线项目沥青路面施工的检验，证明在沥青混凝土中掺加消石灰作为抗剥离措施在技术上及施工上都是可行的，并且和采用掺水泥及剥落剂等措施比较。其具有以下优点:
①.耐久性好
②．经济。从几种抗剥落方法比较可以看出采用掺消石灰的措施能节省投资。
篇6：复合土钉支护在某基坑中的应用工学论文
复合土钉支护在某基坑中的应用工学论文
摘要：通过某基坑采用桩锚及土钉墙支护相结合的施工实践，介绍了设计方案、施工方法、技术难点及现场控制措施。
关键词：桩锚支护、复合土钉、要点控制实施
1工程简介及特点
某（陕西机工业集团有限公司）研发大楼由19层主楼，高约75.3m，地下二层，地下埋深约10.5m，地上部分总建筑面积约24000m2。
工程周围有3幢保护建筑和配电室一处，该工程因其特殊的地理位置，地处闹市，周边环境复杂及工程地质情况变化较大，使该基坑施工难度较大。
1.1工程特点：
①基坑深；②基坑所处的地理位置十分重要；③工程地质和水文地质情况十分复杂；
1.2技术难点
①如何确定一个安全、经济、环保的基坑支护方案；②由于场地狭窄，且只有一个门进出，运输不便，造成施工周期长，基坑暴露时间长，加之水位升高，对基坑极为不利；③如何解决土钉及锚杆在卵石地层中的成孔问题，是施工的难题。
2工程地质条件
表1土层力学参数
工程地质剖面图（见表）
3基坑周边环境情况
研发大楼基坑位于五一大厦东侧，东临药材公司，北接基地家属楼，南面为劳动东路。距离最近的楼为4m，在这样一个心脏地区进行10.5m的基坑施工，施工难度非常大。
4基坑支护与坑内降水
该基坑经过多方案的比选，最终采用桩锚及复合土钉支护。
第一步：西侧及北侧800护坡桩施工。施工要点：①先施工护坡桩，再挖土方，有利护坡桩施工；②锚杆原设计为20m，间距3.2m，因砂卵石成孔困难，实际施工时改为9±2mm，间距1.6m。缩短了长度，但增加了数量，减少了地层的蠕变量。
第二步，东侧上部土方开挖，土钉支护+护坡桩施工。施工要点：①先挖去桩顶土方，虽有利成孔但给灌注成桩增加了难度；②为了保证护坡桩施工安全，必须对已开挖桩顶部分进行支护，主要采用常规土钉支护。
第三步，无护坡桩部分复合土钉施工。复合土钉施工：①土方开挖。为确保施工安全，本工程在土方开挖过程中是严格遵循“分区、分层、分段、均衡、适时”的原则执行的：（1）基坑周边分层、分段开挖，每层2m左右，并留出土钉工作面。（2）土方开挖时特别要求挖土、运土的机械设备不得撞击支撑结构，也不得悬空的支撑构件上停放或行走。（3）整个基坑的土方开挖是井然有序的，特别是周边区的土方开挖，确保了支护工程施工的顺利进行。
②土钉及非预应力锚杆施工。针对砂卵石中难以成孔的问题，本工程土钉或非预应力锚杆的`筋材全部有采用钢花管制作。本工程土钉主要是按“击入法”进行施工的，施工机械包括3～12m3/min的空压机，冲击锤定位器对准土钉管靴，最后开动空压机，用人工或机械向前推移启动冲击器，在高频冲击力作用下，钢管被慢慢击至设置的深度；这种方法更加快捷、简便，保证了施工进度，克服了砂卵石成孔问题。
③按照岩土工程“动态设计”的原则，现场对施工中发现的一些在原设计图纸中未能考虑到、但确实存在安全隐患的区段进行了必要的设计变更，保证了边坡及周边环境的安全。本工程开工后对某些区段进行了补强加固处理。
第四步，基坑内降水：由于基坑周边无作业面，不能布置降水井及回灌井，加之原勘察水位在－12.48m，预先未考虑降水井，故根据现场实际情况，布置了几个3×8m的积水坑，进行坑内降水，保证了后续工程施工。
5点评
1、通过该工程的成功实施，为我们在砂卵石地层中施工土钉提供了成熟的经验。
2、基坑开挖分块、分段进行对控制基坑变形非常有利，复合土钉的布置为基坑分块施工创造条件。
3、对基坑周边有建筑物及无建筑物部分采取不同的支护方式，即增加了基坑和周边环境的安全性，又节省了造价。
4、目前，虽然土钉技术不断发展，但施工难度也不断加大，以土钉支护为主，辅以桩锚的复合支护结构应用很广；但还存在理论落后于实践的局面，有待我们进一步实践，并充分借鉴，消化国外的先进经验，才能保证工程的可靠性和经济性。
篇7：超前支护在采矿工程中的应用论文
摘要：超前支护技术目前已经广泛应用于多种工程的实施当中，是较为成熟的一种支护手段。主要阐述了超前支护的概念，对石门揭煤、巷道掘进及矿产回采过程进行分析，并结合超前支护技术探究其技术的应用。
关键词：超前支护；采矿工程；应用；研究
0引言
在采矿工程中，超前支护技术为其带来了巨大的经济效益，目前超前支护技术已经广泛应用到采矿工程的各个过程当中，极大地提高了采矿工程的安全性与稳定性，为顺利施工提供了基础保障。由于采矿工程相较于其他工程具有特殊性，且对施工过程的安全性和施工效率要求都较高。因此，为保障施工人员的生命财产安全和矿产企业的经济效益，必须要对采矿过程中的各个环节进行详细核查。高效的超前支护技术支持不仅能够保障采矿工程完成的高效性及施工的安全性，而且对矿产企业的发展和经济效益具有重要的支撑作用。
1超前支护技术概述
超前支护技术是目前许多工程中应用较为完善的一种技术手段，其工作内容主要是在松软或易破碎的岩层工程中超前于掘进工作而实施的一种起支护作用的技术，在辅助措施的作用下保障施工工作面稳定，以保证工程的顺利实施。目前，超前支护技术已经渗透到中国许多工程当中，成为不可缺少的重要技术之一，其中在铁路建设、公路维修、隧道工程等工程中被广泛应用。由于采矿工作的特殊性和对安全性的要求较高，超前支护技术的引入对提高采矿工作面的稳定性具有十分重要的意义，该技术为采矿施工的安全提供有力的保障，并能够在安全性较高的条件下解决开采效率低下等问题，大大地提高了矿物开采生产的综合效益。目前超前支护技术的表现形式包括三种：a)利用钢管加固松散岩石，一般用于锚定工作面前上方的岩体；b)利用钢管和钢轨加固棚顶，结合钢管和钢轨锚固工作面前上方的岩体；c)利用倾注泥浆加固松散泥土，利用泥浆的粘着性胶结硬化破碎的岩体。
2超前支护在石门揭煤中的应用
2.1石门揭煤中的问题
在中国矿产开采过程中，石门揭煤常常是事故发生的主要阶段，在巷道进行掘进过程中，揭露遇到煤层的过程中往往会引发煤层段掉顶，这也是在石门揭煤中遇到的主要难题，并且该难题仍旧尚未被攻克，成为中国矿石开采中石门揭煤的重要隐患问题。在石门揭煤过程中如果发生掉顶情况，则会容易引发连片的煤层塌落，甚至导致大部分煤层段掉顶，严重影响采矿工作人员的工作进度，甚至会引发煤灰与瓦斯事故，对开采人员及工作技术人员的生命安全造成严重威胁，同时也严重损害了采矿工程的经济效益。目前，中国诸多的矿产开采揭煤过程中常常发生掉顶情况，为缓解这种情况，一般会采用架棚探梁进行支撑，并对顶板采取一系列的措施处理，但是依旧不能避免掉顶的事故发生，也难以预防大量瓦斯的涌出，为采矿工程带来了巨大难题。
2.2超前支护技术在石门揭煤中的应用分析
目前，采矿工程中石门揭煤环节遇到诸多问题，其中掉顶问题尤为严重，在此，超前支护技术的应用预防了掉顶问题的发生，在解决石门揭煤的掉顶问题中发挥了巨大的作用。以下是超前支护技术的具体应用分析：a)在巷道中见矿物之前要做好相应的处理措施，在距离见矿物前2m处打眼，要求孔眼之间的距离控制在300mm内，孔眼深度控制在1.8m左右，工作人员对孔眼的间距和深度要严格把关；b)要求孔眼位置均匀分布在巷道周围，并且在每个孔眼插入一根钢管，由于钢管长度可以调节，工作人员要根据不同的采矿巷道的实际情况使用不同长度、直径和厚度的钢管。然后进行超前护顶保护措施[1]，在进行炮击揭煤前一定要严格把控超前护顶保护措施，控制炮眼深度低于支护眼深度，并且要严格把控钢管质量及钢管力度，适当调整钢管间距，此外，在每次炮击之前都要详细核查钢管状态，排查问题钢管并立即更换正常钢管，核查钢管间距，并针对不合理间距的钢管集中分析并加以处理或适当调整钢管距离。
3超前支护在巷道掘进中的应用
3.1巷道掘进中的问题
随着开采工程不断深入，巷道掘进的难度也与之增加。在多次不同程度的开采爆破及人力或器械的踩踏碾压作用下，开采地点上方的土方承重能力逐渐减弱，对开采位置的确定产生了严重影响。在巷道掘进过程中，许多采矿单位对巷道土方的坍塌预防工作和改进工作并不到位，因此常常会导致塌方现象的出现。岩体一旦再一次受到的外力作用就极易引发坍塌和破碎，并且在巷道坍塌后不能被再次使用，如果采矿工作人员重建新的巷道，不仅会浪费时间开采时间，而且会大大消耗采矿工程的资金和劳动力，甚至会连接原先破坏的断层岩体，引发更大面积的坍塌。
3.2超前支护在巷道掘进中的应用分析
施工单位面对巷道掘进问题时往往难以着手，从根本来说，提高巷道掘进效率是解决巷道掘进问题的根本途径。保证巷道掘进的高效性需要引入机械化的临时支护方式，同时提高综掘机的工作水平，真正实现高效、安全、快速掘进。悬臂式纵轴掘进机结合超前支护技术形成了高效、安全的机载临时支护装置，该装置不仅能够高效地搭建开掘过程中所需的支护钢架，更能够有效拆除支护设备，为下一阶段的掘进提供技术支持，提高了掘进效率并为采矿工程节省了劳动力。临时机载支护装置要借助悬臂式纵轴掘进机完成，并通过综掘机原站为其供油，其工作原理为：掘进机的三位两通工作阀连接到相应的支护油路，当机器进行工作时，综掘机原站供油，同时三位两通工作阀打开支护油路并连接综掘机原站，实现油路相互连通。在超前支护架开始工作前，首先要关闭综掘机油路，然后展开顶架并且伸出展开侧架，接着向前推动支护顶架与顶梁架的'液压控制手柄，目的是将支护钢架和钢网安放在顶梁架上。完成这一操作后，液压油会经过溢流阀进入到操作阀，然后再经过分流集流阀进入到双向锁中，再然后双向锁打开后进入油缸，同时利用双向锁控制油量。以上工序完成后主架与顶梁架会缓慢打开，当高度达到所需位置后将主架上升到巷道顶板，并把钢带与钢网紧压在巷道顶板，同时，立马进行打眼和锚杆安装工作。工作完成后将主架降到最低位置，折合主架与顶梁架，并将顶梁架合拢伏于综掘机上。工作完成后，操作人员要将两位三通手柄推向油路，关闭支护油路，并停止支护控制阀，综掘机进行下一工作循环[2]。当然，在采矿掘进巷道的过程中利用机械化超前支护手段需要机械平均无故障工作时间超过3000h，并且该机械手段适用于宽度为2.3m～4.2m以上的巷道。
篇8：超前支护在采矿工程中的应用论文
4.1矿产回采中的问题
在采矿工程中，矿产的回采也是该过程中的重要一环，由于在开采过程中会发生矿产遗漏或未发现矿层，造成开采过程中的煤炭损失和降低经济效益，故而在巷道掘进过后还要回采矿产。在矿产回采过程中，开采和掘进过程中会产生不同程度的爆炸和人力踩踏情况，极易导致前上方岩体坍塌和破碎，也会使后续掘进工作和回采工作的难度更大。在回采过程中，回采工作人员难以完全按照第一次开采方式进行回采矿产工作，并且原先的开采方式也会为开采人员带来巨大的安全隐患，甚至会造成大面积的掩体崩塌或瓦斯泄露等问题，因此，为了保障开采人员安全和开采效率，采矿单位必须确切分析矿区的位置及未开采矿物的位置和周围环境。
4.2超前支护技术在矿产回采中的应用分析
通常在回采过程中，超前支护技术能够有效解决回采遇到的许多问题。一般来说，在回采过程中超前支护技术的运用方式有两种：a)在采矿结束时的漏斗之间进行不间断掘进，通俗来说就是重新在巷道内进行煤炭开采。该种方式对遗漏煤矿的开采率更高，具有较高的开采效率，但是由于已经开采过的部分承重能力变低，在后续的不断压力下也导致坍塌概率更大，更容易发生岩体塌方等问题，所以该方式一般安全性较差，并且对巷道空间要求较为严格，实行该种回采方式要保证进巷道间距5m左右；b)沿着两个废弃矿场之间的连接柱进行回采施工，该种回采方式有开采盲点较多的缺点，因而经济效益达不到预期效益，但是该种方式能够充分结合超前支护技术，也是安全性能更高的回采方式，中国大多数煤矿的回采工程都采用该种方式。该种方法可以采用超前支架的方式实现，超前支架采用两个支架作为底部支撑，并且将左右两个支架合并为一个支架使用，此外，在两个支架之间的顶梁位置通过防盗防滑千斤顶链接底座，起到支撑的作用。每个支架一般由前后两节组成，并且前节顶梁后部与后节伸缩梁链接，前后节底座通过移驾千斤顶相互链接。采用这种链接方式的目的是增加支架的稳定性，提高超前支护的安全性。此外，该种支撑回采方式具有节省空间的优点，其最大支撑高度可以达到3.5m，支撑宽度达到3m以上，扩大了开采空间。再加上此种方式的底座较小，支架两侧及中间都有较大的通道，便于工作人员来回穿行和材料及设备的运输。该操作简便，仅凭单人就可以简单操作，省时省力，为矿产开采工程减少劳动力和财力支出[3]。
5结语
超前支护技术在采矿工程中被广泛应用，并在石门揭煤、巷道掘进、矿产回采中都发挥了重要作用，该技术的引用能够保障开采工作人员的安全性、稳定巷道及上方岩体，为矿产企业的经济效益和施工人员的人身安全提供了有力保障。
参考文献：
［1］杨和平.超前支护在采矿工程中的运用［J］.能源与节能，(3)：106-107.
［2］郭卢进.采矿工程中超前支护的能够用［J］.机械管理开发，(8)：152-153.
［3］尹贤刚，谌立勇，郑云.超前支护在采矿工程中的应用研究［J］.矿业研究与开发，(5)：60-62.
篇9：浅谈光纤在继电保护中的应用工学论文
浅谈光纤在继电保护中的应用工学论文
论文关键词：光纤通道；光纤保护；应用
论文摘要：介绍了光纤通道的特点和工作原理，以及目前在电力光纤网络中光纤保护装置与光纤通道的连接方式和主要特点，讨论了光纤保护在实际应用中可能遇到的问题及其解决办法。
随着通信技术的发展，在纵联保护通道的使用上，已经由原来的单一的载波通道变为现在的载波、微波、光纤等多种通道方式。由于光纤通道所具有的先天优势，使它与继电保护的结合，在电网中会得到越来越广泛的应用。
1光纤通道作为纵联保护通道的优势
光纤通道首先在通信技术中得到广泛的应用，它是基于用光导纤维作为传输介质的一种通信手段。光纤通道相对于其他传统通道（如：电缆、微波等）具有如下特点：
1.1传输质量高，误码率低，一般在10-10以下。这种特点使得光纤通道很容易满足继电保护对通道所要求的“透明度”。即发端保护装置发送的信息，经通道传输后到达收端，使收端保护装置所看到的信息与发端原始发送信息完全一致，没有增加或减少任何细节。
1.2光的频率高，所以频带宽，传输的信息量大。这样可以使线路两端保护装置尽可能多的交换信息，从而可以大大加强继电保护动作的正确性和可靠性。
1.3抗干扰能力强。由于光信号的特点，可以有效的防止雷电、系统故障时产生的电磁方面的干扰，因此，光纤通道最适合应用于继电保护通道。
以上光纤通道的三个特点，是继电保护所采用的常规通道形式所无法比拟的。在通道选择上应为首选。但是由于光缆的特点，抗外力破坏能力较差，当采用直埋或空中架设时，易于受到外力破坏，造成机械损伤。若采用OPGW，则可以有效的防止类似事件的发生。
2光纤通道与光纤保护装置的配合方式
目前，纵联保护采用光纤通道的方式，得到了越来越广泛的应用，在现场运行设备中，主要有以下几种方式：
2.1专用光纤保护：
光纤与纵联保护（如：WXB-11C、LFP-901A）配合构成专用光纤纵联保护。采用允许式，在光纤通道上传输允许信号和直跳信号。此种方式，需要专用光纤接口（如：FOX-40），使用单独的专用光芯。优点是：避免了与其他装置的联系（包括通信专业的设备），减少了信号的传输环节，增加了使用的可靠性。缺点是：光芯利用率降低（与复用比较），保护人员维护通道设备没有优势。而且，在带路操作时，需进行本路保护与带路保护光芯的切换，操作不便，而且光接头经多次的拔插，易造成损坏。
2.2复用光纤保护：
光纤与纵联保护（如：7SL32、WXH-11、CSL101、WXH-11C保护）配合构成复用光纤纵联保护。采用允许式，保护装置发出的允许信号和直跳信号需要经音频接口传送给复用设备，然后经复用设备上光纤通道。优点是：接线简单，利于运行维护。带路进行电信号切换，利于实施。提高了光芯的利用率。缺点是：中间环节增加，而且带路切换设备在通信室，不利于运行人员巡视检查，通信设备有问题要影响保护装置的运行。
2.3光纤纵联电流差动保护：
光纤电流差动保护是在电流差动保护的基础上演化而来的，基本保护原理也是基于克希霍夫基本电流定律，它能够理想地使保护实现单元化，原理简单，不受运行方式变化的影响，而且由于两侧的保护装置没有电联系，提高了运行的可靠性。目前电流差动保护在电力系统的主变压器、线路和母线上大量使用，其灵敏度高、动作简单可靠快速、能适应电力系统震荡、非全相运行等优点是其他保护形式所无法比拟的'。光纤电流差动保护在继承了电流差动保护的这些优点的同时，以其可靠稳定的光纤传输通道保证了传送电流的幅值和相位正确可靠地传送到对侧。时间同步和误码校验问题是光纤电流差动保护面临的主要技术问题。在复用通道的光纤保护上，保护与复用装置时间同步的问题对于光纤电流差动保护的正确运行起到关键的作用，因此目前光纤差动电流保护都采用主从方式，以保证时钟的同步；由于目前光纤均采用64Kbit数字通道，电流差动保护通道中既要传送电流的幅值，又要传送时间同步信号，通道资源紧张，要求数据的误码校验位不能过长，这样就影响了误码校验的精度。目前部分厂家推出的2Mbit数字接口的光纤电流差动保护能很好地解决误码校验精度的问题。 3光纤保护实际应用中存在的问题
3.1施工工艺问题
光纤保护是超高压线路的主保护，通道的安全可靠对电力系统的安全、稳定运行起到重要的作用。由于光缆传输需要经过转接端子箱、光缆机、电缆层和高压线路等连接环节，并且光纤的施工工艺复杂、施工质量要求高，因此如果在保护装置投入运行前的施工、测试中存在误差，则会导致保护装置的误动作，进而影响全网的安全稳定运行。
3.2通道双重化问题
光纤保护用于220kV及以上电网时，按照220kV及以上线路主保护双重化原则的要求，纵联保护的信号通道也要求双重化，高频保护由于是在不同的相别上耦合，因此能满足双通道的要求，如果使用2套光纤保护作为线路的主保护，通道双重化的问题则一直限制着光纤保护的大规模推广应用。
3.3光纤保护管理界面的划分问题
随着保护与通信衔接的日益紧密，继电保护专业与通信专业管理界面日益难以区分，如不从制度上解决这一问题，将直接影响到光纤保护的可靠运行。对于独立纤芯的保护，通信专业与继电保护专业管理的分界点在通信机房的光纤配线架上。配线架以上包括保护装置的那段尾纤，属于继电保护专业维护，这就要求继电保护专业人员具备一定的光纤校验维护技能。
3.4光纤保护在旁路代路上的问题
线路光纤保护在旁路代路时不方便操作，由于光纤活接头不能随便拔插，每次拔插都需要重新作衰耗测试，而且经常性拔插也容易造成活接头的损坏，因此不宜使用拔插活接头的办法实现光纤通道的切换。对于电网中没有单独的旁路保护，旁路代路时是切换交流回路，因此不存在通道切换问题，但对电网有独立的旁路保护，对于光纤闭锁式、允许式纵联保护暂时可以采用切换二次回路的方式，但对于光纤差动电流保护则无法代路，目前都是采取旁路保护单独增设一套光纤差动保护的方法解决。已有部分厂家在谋求解决光纤保护切换问题的办法，如使用光开关来实现光纤通道切换。
结束语
尽管目前光纤保护在长距离和超高压输电线路上的应用还有一定的局限性，在施工和管理应用上仍存在不足，但是从长远看，随着光纤网络的逐步完善、施工工艺和保护产品技术的不断提高，光纤保护将占据线路保护的主导地位。
参考文献
[1]贺家李，宋从矩.电力系统继电保护原理[M].北京：中国电力出版社.
[2]钟惠霞.数字光纤通信概述[J].
篇10：浅谈钢管幕支护在箱涵顶进施工中的应用
浅谈钢管幕支护在箱涵顶进施工中的应用
管幕工法是非开挖工艺的一种,作为利用小口径顶管机建造大断面地下空间的施工技术,国外已有的.发展历程,在日本、美国、新加坡和中国台湾等应用于穿越道路、铁路、结构物、机场滑行道等工程,都取得了非常好的效果,积累了一定的施工经验.管幕工法在南水北调箱涵工程京沪高速穿越段也得到应用.现已此工程为例,对管幕支护做一简单介绍.
作 者：刘洪涛 潘俊熙 作者单位：天津市水利工程有限公司,天津,300222 刊 名：中国科技纵横 英文刊名：CHINA SCIENCE & TECHNOLOGY 年，卷(期)： “”(10) 分类号： 关键词：钢管幕 顶进 管幕施工 箱涵篇11：初探泡沫混凝土在建筑工程中的应用建筑工程论文
初探泡沫混凝土在建筑工程中的应用建筑工程论文
摘 要：目前很多新型材料被广泛应用到建筑工程当中，泡沫混凝土就是其中的一种，与传统混凝土相比在性能方面有了很大提升，而且降低了施工成本。因此，文章重点研究泡沫混凝土的主要特点及其在建筑工程中的应用，为今后同类工程施工提供参考。
关键词：泡沫混凝土；建筑；特点；应用措施
泡沫混凝土为一种新型材料，将其应用到建筑工程中，更符合环保节能理念，目前已经被广泛的应用到工程建设中。但是因为应用经验比较少，在实际施工中经常会因为技术处理不当，而出现质量隐患。为提高材料在建筑工程建设中应用效果，必须要基于材料特点，对施工技术进行优化分析，争取提高技术实施规范性，消除存在的各类隐患。
1 泡沫混凝土分析
泡沫混凝土为混凝土材料的分支，其主要是通过物理方法制备泡沫，然后向其中添加适量的凝胶材料、填料、粉煤灰、水以及外加剂等，并对其进行均匀充分搅拌，最后按照要求进行浇注成型，并采取措施将其制成多孔轻质材料。与常规混凝土材料相比，其内部含有大量封闭孔隙，在实际应用中具有隔热、保温、轻质、耐火等特点。对于材料在建筑工程建设中的应用，可以作为保温隔热现浇混凝土墙体材料，或者预制成轻质隔墙板与砌块，另外还可以作为建筑工程地基补偿、屋面、地面以及保护层等施工，下文将结合泡沫混凝土在屋面工程中的应用进行论述。
2 泡沫混凝土的施工前的准备工作
泡沫混凝土的施工与其他的材料有着相似之处，虽然在操作上是非常简单的，但是也需要做好准备工作，以下就是对泡沫混凝土在施工前的准备工作进行分析：
首先要对普通混凝土进行质量上的检查，泡沫混凝土就是在普通混凝土的基础上加入泡沫剂或者是外加剂构成的，因此，需要对混凝土的质量进行检查，只有普通混凝土的质量得到了保证，才能保证泡沫混凝土的施工质量；其次，要注意混凝土的配合比，混凝土的配合比与混凝土的强度有着很大的关系，如果没有将混凝土的强度控制好，是不能进行泡沫混凝土的配置的。
再次，要对原材料等进行检查，主要包括水泥、砂砾、泡沫剂或者是外加剂，水泥和砂砾等原材料要有厂家的检验报告，如果没有合格证明是不能使用的，泡沫剂在购买的时候也要符合相关的规定，泡沫剂是泡沫混凝土材料的.一种添加剂，作为生产厂家要有检验合格的证书，与水泥的要求有着相似之处，这些材料在采购人员采购之后，也不能直接的就使用，作为施工人员还要对这些材料进行重复性的检查，确保质量没有出现问题才能直接的使用。
最后就是要对施工作业环境进行检查，如果施工作业环境不符合要求是不能施工的，否则会影响着施工的安全性，在屋面的作I做好之后要对周围进行清理，否则屋面是无法使用泡沫混凝土进行浇筑的，还要注意最后的环节就是要对屋面进行养护，如果屋面的养护工作没有做好，就会影响着泡沫混凝土的施工质量，泡沫混凝土的厚度也要满足要求，达到相关的技术标准。
泡沫混凝土在施工之前就要营造一个良好的施工环境，将准备工作做好，这样在施工的过程中就能保证事半功倍，提高施工的进度，让屋面工程能够顺利的完工。
3 施工技术分析
3.1 做好基底的处理工作
基底在泡沫混凝土的施工中是比较重要的，只有将屋面基底处理干净，才能保证泡沫混凝土的顺利浇筑。将基底清理好之后，还要进行检查，确保基底已经清理干净，当确定基底处理干净就要洒水养护，这样的处理方式对施工的质量控制是更加有利的，另外还要在实际的工作中做好标高的测量工作，通知还要保证屋面的保温层和防水层都已经满足施工的相关标准和要求，为了保证施工中混凝土浇筑的质量，不会因为浇筑施工而出现屋面平整度不达标的现象，同时还要在施工的过程中使用一些砌块，将这些砌块固定在建筑结构当中，这样就可以为找平层施工的顺利进行提供更好的条件，保证找平施工的质量。
3.2 泡沫混凝土的配制
在已经确定了泡沫混凝土配合比之后，接下来就是要严格的按照这一配合比的要求进行实际的配制，在这项工作中，要对投料的顺序进行严格的控制，同时在投料之前，还要对投料的重量进行精确的称量，当然这一过程中也会受到很多因素的影响，从而出现一定的误差，在这样的情况下。我们需要在施工中将误差控制在合理的范围内，一般都是按照水泥、发泡剂和水的顺序进行投料，在这之后就是对混合料进行搅拌，在搅拌混合料之前，一定要首先用水将搅拌机湿润，之后再加入干燥的混合料，所有的材料都添加完毕之后就可以进行搅拌操作，搅拌的时间大约在2分钟左右，这样才能增强混凝土材料本身的和易性。
3.3 浇筑的注意事项
在屋面正式浇筑混凝土之前，首先要对所配制的混凝土进行试件性能检测，当检测性能符合设计要求时，方能开始进行混凝土的浇筑。在实际的屋面工程混凝土浇筑施工中，应该先以清水湿润屋面基底，继而在涂刷一道素水泥浆，以起到隔离作用，或者也可以使用界面结合剂。继而再把配制好的泡沫混凝土浇筑在屋面上。一般从屋面两侧边缘向中部浇筑，泡沫混凝土浇筑时分层进行，每层厚度100mm左右，第l层混凝土强度达到1.2MPa后方可进行下一层混凝土浇筑。由于浇筑面积过大，为防止泡沫混凝土干缩开裂，故设置6m×6m分格缝，按分隔缝分仓浇筑，分仓面积6m×6m。
3.4 质量控制
为了能够保证泡沫混凝土的施工质量，在进行施工中需要对其采取一定的质量控制措施。首先应该严格把关泡沫混凝土的配制质量。尤其要确定合理科学的泡沫混凝土配合比，必须要经过试验室试验来确定。其次要对泡沫混凝土的干密度、热导率、干燥收缩值以及抗压强度、吸水率等诸多参数按照一定的规定进行确定。
4 结语
泡沫混凝土在当今的建筑工程施工过程中是一个非常常见的施工材料，这种材料在应用的过程中可以体现出非常好的性能，同时它也可以很好的降低能源的消耗，对我国资源和能源的合理应用都有着十分重要的推动作用，因此其也具有非常好的发展前景。
参考文献
[1] 蒋晓曙，李莽.泡沫混凝土的制备工艺及研究进展[J].混凝土， 2012（01）.
[2] 邵春光.泡沫混凝土在地下室保温隔热工程中的应用[J].科技创新导报，2011（06）.
【钢管混凝土支护在失修巷道中的应用工学论文】相关文章：
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