横断面研究范文

横断面研究范文（精选12篇）

横断面研究 第1篇

1 城市道路横断面设计中存在的主要问题

横断面设计是城市道路设计中的关键, 本文结合道路设计工作心得及经验, 对其设计深入研究, 总结出道路横断面设计中存在以下主要问题。

1.1 道路功能及交通流构成分析不够

目前市内道路规划设计缺少对道路功能以及交通流构成的分析, 常常简单套用固定的模式造成道路横断面形式与使用功能不匹配。设计过程中应对道路在规划路网中的功能, 交通组织、机动车的交通特性、周边的用地性质、各种交通出行方式、服务对象等因素进行细致的分析, 以合理地布置道路的横断面。

1.2 机动车宽度偏宽

机动车道的宽度与车型和行驶速度、安全距离有关。我国城建部门在2O世纪6O年代根据调查资料得出了车辆横向安全距离及车身与侧石间安全距离的经验公式, 并据此得出了机动车道宽度与车速间的计算结果, 现行《城市道路设计规范》的车道宽度采用的就是该成果。目前本市道路交通流状况与《规范》制定时相比发生了很大变化, 原标准已不能适应新交通流的发展要求。道路机动车道宽度引用《规范》定为3.25~3.75m偏宽, 浪费了城市宝贵的土地资源。

1.3 分隔带的宽度及设置缺乏使用功能分析

大多数的四幅路断面, 道路中央隔离带的宽度较小, 一般为1.5~2m左右, 不易布置道路附属设施, 无法在路段上设置行人过街安全岛, 不利于行人及机动车辆的交通安全, 无法设置调头车道, 也不利于交通组织。现状机非隔离带大多数为2m左右, 难以设立公交港湾停车站, 公交车的停靠几乎完全隔断了相邻车道的车流, 影响道路的通行能力。如果公交车改在非机动车道上停靠, 则又会对非机动车形成较大干扰;如若向人行道方向拓宽, 又由于沿街用地的限制使道路无法拓展, 压缩人行步道, 则会对行人造成影响。

1.4 对非机动车道宽度和位置缺乏道路交通构成分析

随着城市机动车数量的增加, 这种组织方式越来越暴露出它的弊端, 主要表现在机动车交通主流与自行车交通主流重合, 机、非相互干扰, 既不安全, 也影响道路的通行能力, 尤其是道路交叉口, 由于机非冲突及缺乏机非分隔设施, 交叉口通行能力将损失20~30%。

1.5 对路边停车缺乏合理安排

路边停车包括路边临时停车和路边存车。在没有施划停车泊位的路边临时停车, 会干扰道路正常的交通行驶不可取;在有停车泊位的路边, 存车现象极为普遍。由于停车场配置不够, 随着私人轿车数量的增加, 停车难的问题将越发突出。

2 城市道路横断面设计

2.1 根据交通功能需求, 合理的布置道路的横断面

随着经济社会的快速发展, 城市建设步伐逐步加快, 交通规划体系逐步完善, 交通需求会对城市道路功能分级提出具体要求。在城市道路横断面设计时, 应对道路功能进行分析, 根据不同的交通功能需求, 合理地布置道路的横断面。

不同类别的道路其主要的服务对象不同, 并且各类交通在这些道路上的优先级也应不同, 城市道路横断面设计要根据不同道路类别、不同服务对象的优先级来进行。

2.2 合理布置机动车的宽度

要合理确定机动车道宽度, 节约道路用地资源。

2.3 合理确定非机动车遭宽度和位置

根据市交通发展规划, 加快自行车道和步行系统的建设, 即充分利用街坊道路和支路开辟自行车交通系统, 逐步形成地区性的自行车通行网络。要在一些新城区, 建设良好的自行车交通和步行设施, 提高居住环境质量。随着这些平行于主干路的贯通性胡同、街坊道路和支路的建设, 要充分考虑不同地区交通流的构成变化, 与远近期规划相结合, 区分道路交通优先权, 合理布置非机动车道的位置及宽度。

2.4 按照功能设置分隔带宽度

分隔带的作用主要是分隔对向或同向车流, 同时也是道路景观与绿化的重要组成部分, 有中央带与两侧带之分。中央带通常有四种形式, 即双黄线、栏杆、分隔墩和绿化带;两侧带通常有分隔墩和绿化带两种形式。绿化带式的中央分隔带的作用很多:可减少对向行车的危险性;可供行人过街设置安全岛;可为交叉口进口道增加左转车辆专用道;可安排车辆调头车道。两侧带的作用也很多:可分隔机非交通, 减少机非相互干扰;可为交叉口进口道增加右转车辆专用道;可在中央绿化带上没置路灯、交通设施;可安排公交车站车道。

2.5 合理确定公交停靠站的布置及型式

公交车停靠站的布置有两种情况, 一种是在交叉路口附近, 另一种是在路段上。

交叉口是各个方向人流汇聚和分散最为方便的地方, 因而交叉口附近是公交站点布置的理想位置。在交叉口附近, 公交停靠站应设置在距离交叉口50m以外处, 同时宜布置在路口的上游。在路段上, 一般上、下行线路对称公交站台在道路平面宜错开布置, 且应背向错开30~50m, 以免行人过街视线不好, 造成交通事故。

2.6 合理安排路边停车

目前路边停车形式分为两种: (1) 在一幅路路边停车; (2) 在三幅路、四幅路非机动车道边停车。这两种停车形式的位置都侵占了非机动车道, 可能会影响道路安全及通行能力。路边停车设计应依据道路网布局和交通组织进行, 同时考虑交通流量、车道数、道路宽度、路口特性、公共设施及两侧土地使用情况等因素。

3 横断面规划设计的建议

3.1 注重道路功能设计, 提高城市道路的宜人氛围

城市道路横断面分配必须体现不同类别交通在不同类别道路上的优先级差异, 从快速路到支路, 行人、自行车优先级应越来越高, 但小汽车等机动车优先级需愈来愈低。地面常规公交在各类道路上都应体现一定的优先性, 提高公共交通可达性, 方便居民出行。为实现各类道路预期设计功能, 为体现不同类别交通流的优先级差异, 建议道路非机动车道、人行道宽度设计需打破传统, 其规划设计宽度宜随着道路等级的提高而适度变窄。

3.2 合理确定机动车车道宽度, 节约道路用地资源, 降低工程造价

对于普通地面道路, 建议路缘带宽度统一采用25cm, 但路侧带、分隔带上的障碍物 (如行道树、杆线等) 设置必须满足车辆行驶的净空要求, 不能引发司机心理负担, 降低道路通行能力。大力发展公共交通是我国城市解决交通问题的必由之路, 干路可能由于公交线路重复系数高, 出现多辆公交车并排行驶的情况, 双向4车道干路的机动车车道平均宽度宜为3.5m, 双向6~8车道干路的机动车车道平均宽度宜为3.3m (承担繁重过境交通的城市出入口道路除外) 。干路车道缩窄后节约的资源若设置为分隔带, 不仅可提高道路绿地率, 改善城市景观, 提高车辆运行车速, 而且可方便行人、自行车过街安全岛的设置。

3.3 考虑远近期结合, 合理确定非机动车道及车行道宽度, 保护城市特色

随着我国城市居民出行由自行车向公交、小汽车的转变, 以及平行于干路的贯通性分流支路的建成, 我国城市干路系统净化为“机动车专用路”的时机将逐步成熟。为使现状的非机动车道资源能够适应将来的车道功能转变, 采用分隔带形式的三幅路、四幅路道路横断面非机动车道路面宽度宜为6m或4m。对于通过铁栏杆或水泥墩临时隔离的三块板双向4车道干路, 考虑将来转变为机动车专用路后行人过街安全岛和中央分隔带的设置以及并不希望把大量自行车引到新建干路, 建议道路近期建设横断面的非机动车道宽度为3.5m, 车行道总宽为23m;对于双向6车道干路, 建议道路近期建设横断面的非机动车道宽度为1.5m、车行道总宽为25m。

4 结束语

特大断面隧道的节能应用技术研究 第2篇

在山区道路及地下工程营运过程中,其照明电耗所占比重大,特别是长大公路隧道,其照明电耗成本更大.随着公路建设的发展,愈来愈多的大断面公路隧道、特长隧道不断涌现,其通风与照明设施众多,能耗大.为响应国家节能降耗要求,本文以广州珠江黄埔大桥龙头山双向分离式八车道大断面公路隧道为依托,通过对LED灯多次调查、现场试验、优化设计后并结合科研成果,在依托工程中成功地全隧采用LED节能照明灯,相比原设计方案,可以节约电耗超过40%.

作 者：严宗雪 招国忠 伍尚干 韩直 作者单位：严宗雪,招国忠,伍尚干(广州珠江黄埔大桥建设有限公司)

韩直(重庆交通科研设计院)

大断面公路隧道施工技术研究 第3篇

关键词：大断面全断面开挖新奥法数值模拟

中图分类号：TU7文献标识码：A文章编号：1007-3973(2011)005-008-02

1.概述

随着我国高等级公路的发展，大断面公路隧道将成为高等级公路隧道的重要组成部分。我国大断面公路隧道是随着我国经济实力的提升而迅猛发展的，它适应于高等级公路，提高公路的通行能力，缓解因交通量剧增而带来的通行压力。由于我国大断面公路隧道发展较迟，在设计、施工及其关键技术、围岩稳定性研究等许多方面同一些发达国家有不小的差距。本文通过数值模拟大断面隧道开挖工法，以求能对大断面隧道的設计和施工有一定的指导意义。

2.新奥法的施工原理

新奥法的要点主要是把围岩体和支护视为承载结构体系，围岩是主要的承载对象，支护结构用来限制围岩变形。在施工过程中，采用动态施工方式，即：对支护结构进行监控量测指导进一步的施工。

2.1支护结构与围岩的相互作用影响因素

(1)岩体的初始应力状态；(2)岩体的特性；(3)支护结构的特性；(4)支护结构与围岩的接触条件；(5)支护结构参与工作的时间；(6)施工技术。

2.2支护结构与围岩的相互作用计算法

2.2.1数值计算法

有限单元法，取3～5倍洞径范围进行分析。可简化为平面应变问题，各向同性的均质弹性体，或弹塑性体，或粘弹塑性体。单元类型：三角形、四边形、回填的弹簧单元、锚杆的梁单元、防水层的节理单元、衬砌梁单元、各种体单元。

2.2.2剪切滑移破坏法

开挖隧洞在荷载(竖向荷载大于水平荷载)作用下，水平直径的两侧形成压应力集中而产生剪切滑移面。随着压应力的不断增加，剪切滑移面不断地向水平直径的上下方且与最大主应力轨迹线成45°－θ／2(西是围岩的内摩擦角)方向扩展。由于围岩受剪而松弛，产生应力释放。当围岩的应力较小，剪切滑移面不再继续扩展时，则在坑道水平直径两端形成两个剪切楔形滑移块体。

在无支护情况下，两楔形滑移块体，由于剪切面与围岩体分离，向坑道内移动。之后，上下部分围岩体由于楔形块体滑移失去支撑力，产生挠曲破坏而坍塌。最后形成一个暂时稳定的垂直椭圆形洞室；当水平侧向压力大于垂直压力时，则形成水平椭圆形洞室。

2.2.3特征曲线法

特征曲线法又叫变形法，或收敛，约束法。特征曲线法是通过支护结构和围岩的相互作用，求解隧道支护结构在荷载作用下的变形和围岩在支护结构约束下的变形之间的协调平衡。即利用围岩的特征曲线与支护结构的特征曲线交会的办法来决定支护体系的最佳平衡条件。交会点的物理意义：隧道开挖后为了稳定围岩而在围岩表面所需要提供的支护抗力与支护结构本身所提供的支护抗力相平衡。

3.隧道施工过程数值模拟

3.1工程概述

本项目线路轴线两侧各500m范围内出露的地层主要有中生界上侏罗统茶湾组(J3c)、中生界上侏罗统大爽组(J3d)、中生界下白垩统官头组(Klg)和第四系地层。隧道埋深120m，围岩为V级，E=1.5×10°，密度p=1800kg／m³，c=20kpa，泊松比u=0.35，内摩擦角θ=45°。衬砌结构采用C30，E=32e9，泊松比=0.25，密度=2300kg／m³按按照《公路隧道设计规范》进行荷载内力计算。

3.2数值模拟

3.2.1模型建立

依据工程资料，选取最不利断面建立结构分析模型，确定断面参数(图1)

3.2.2结构计算模型

该隧道开挖宽度为11.0m，计算边界选择5倍开挖宽度，即计算模型取距离中心各55m，下方55m，模型网格如(图2)，计算时将岩层近似为均匀连续弹性介质考虑，采用地层结构模式，外荷载只考虑岩土体的自重。

边界约束条件为：上边界设为自由边界，两侧边界水平约束，底边界设为垂直约束，衬砌结构采用梁单元模拟。

3.3结果分析

计算衬砌内力变形图(如图3、4、5、6)

数值分析模拟了大断面隧洞开挖后的受力和变形状态，得出了隧道开挖过程地表土体在自重作用下的沉降变形，以及内力变化情况，结合新奥法施工实际监测资料随时调整施工方法、支护体系合理指导施工安全高效进行。

4.结语

新奥法广泛应用于隧洞施工，其特点在于：在开挖面及时施做密贴于围岩的柔性喷射混凝土锚杆支护以控制围岩的变形，在围岩、支护共同变形中调整围岩应力重分布，最大限度地保持围岩本身的强度和自承能力；结合数值分析得出隧道结构的受力特性，合理有效的为施工提供理论依据。

参考文献：

[1]李志业，王明年，何川，大跨度地下结构不同施工方法对围岩力学行为的影响[J]，西南交通大学学报，1996，31(6)：607-612.

[2]李嘉，唐雨春，徐松，大断面隧道建设的若干问题综述[J]，西部矿探工程，2008，3：151-153.

[3]蒋树屏，黄伦海，胡学兵，超大断面公路隧道的设计与研究[J]，地下空间与工程学报，2005，1(1)：54-61.

南宁市城市道路横断面设计研究 第4篇

1 南宁市道路横断面发展困境与发展趋势

1.1 发展困境

城市道路横断面设计是城市建设中的一个重要环节。南宁市的建设者为此做出了努力也取得了巨大成绩,但随着道路交通组成的不断发展演变,现有道路横断面不断暴露出一些问题。

1.1.1 道路横断面设计缺乏连续性,容易造成交通瓶颈

目前,造成部分道路横断面设计缺乏连续性的主要原因有两个:一是在进行横断面改造时由于受道路用地的限制、两侧拆迁困难等因素影响,只能对部分路段道路断面进行改造,从而导致断面形式不连续;二是道路建设采取分段分期模式,建设时间间隔长,造成新建路段与先期建设路段断面形式不统一。

1.1.2 传统断面形式面临困境,“三幅路”使用需慎重

受南宁市道路交通组成结构发展历史的影响,“三幅路”横断面形式使用最为广泛。而“三幅路”存在侧分带开口过多不易管理,无中分带隔离车辆随意调头、夜间眩光严重、不易设置路段人行二次过街等问题,已不能满足未来交通组成发展趋势和道路交通功能的需求。

1.1.3 现行规范标准较低,机动车道宽度偏宽

根据现状交通调查显示,南宁的大中型、小型车的比例趋近1∶1,而现行道路尚未根据车型划分车道宽度,车道宽度一律为3.5m或3.75m,不仅浪费宝贵的道路资源,而且快慢车相混杂,降低了道路的通行能力。

1.1.4 道路绿化率普遍较低,与“绿城”定位不和谐

调查显示,目前南宁市主干道绿化率为14%~35%,次干道为10%~18%,支路为15%~20%,部分城市干道绿化率达不到《城市道路绿化规划与设计规范(1998)》要求,与“绿城”定位不和谐。

1.2 发展趋势

交通出行方式和交通流构成是道路横断面设计的决定因素。南宁正加速构建面向东盟的区域性国际综合交通枢纽中心城市的步伐,城市化和机动化水平快速推进,其交通出行方式和交通构成将发生巨大变化。

1.2.1 出行方式发展

近年来,“禁摩”政策深入实施,南宁市民使用摩托车、自行车出行呈现明显的下降趋势,而使用小汽车出行呈现快速增长态势(见表1)。根据《南宁市综合交通规划(20072020)》[2]预测,到2020年,摩托车出行方式比例大幅下降,电单车、小汽车出行比例也会受到一定程度的控制,小汽车出行和公共交通出行将成为未来居民出行方式的重要组成部分(见表2)。

1.2.2 交通组成发展

对比分析南宁市近几年来交通组成(见图1、图2)[3],结合《南宁市综合交通规划(20072020)》交通出行需求的预测分析,同时考虑“禁摩”政策、公交优先政策等一系列政策因素,未来南宁市摩托车交通量明显下降,而替代方式电单车的交通量将继续攀升,公交车出行虽会受轨道交通的影响,但其交通量仍将呈缓慢增长趋势;私家小

2 南宁市城市道路横断面设计

2.1 一般规定

(1)各等级道路都应设置非机动车道和人行道;各等级道路机动车道、非机动车道宽度应根据车型组成和设计车速进行确定;

(2)双向4车道干道或道路宽度小于40m的干道不宜设置为“三幅路”或“四幅路”断面形式;

(3)双向6车道以上(包括6车道)干道必须设置中央分隔带,且在道路宽度允许的条件下,尽量采取绿化实体分隔带的形式;

(4)重视道路绿化,合理划定道路路幅宽度,设置分隔带和人行道绿化,满足规范要求,当道路绿化率无法达标时,通过设置道路绿化控制带及利用两侧建筑退距补种绿化的方式满足绿化标准。

2.2 横断面组成单元推荐宽度

2.2.1 不同等级道路红线宽度

快速路红线宽度为80m及以上;主干道红线宽度为50m及以上(其中一级主干道即景观大道为60m及以上,二级主干道为50m~60m);次干道红线宽度为30m及以上;支路红线宽度为20m及以上;20m以下则作为城市居住区内部巷道。

2.2.2 机动车道宽度

针对南宁市机动车道较宽问题,对比国内同类城市现行或研究的车道宽度,结合南宁市车道宽度计算值,建议适当压缩南宁市机动车道,具体如表3所示。

2.2.3 非机动车道宽度

考虑“禁摩”政策和未来电单车交通量,同时,体现南宁市“绿城”和“水城”宜居城市的特色,建议非机动车道宽度采取如表4所示推荐值。

2.2.4 分隔带及人行道宽度

根据我国同类城市设置标准,结合南宁市分隔带存在问题,建议分隔带、人行道宽度设置如表5所示。

3 南宁市城市道路横断面推荐

3.1 道路路幅形式推荐

以道路红线宽度为准,推荐各级道路路幅形式。快速路选取四幅路的主辅路形式;一级主干道选取四幅路;二级主干道选取两幅路和四幅路;次干道选取两幅路;支路选取一幅路;(具体如表6所示)。

3.2 标准道路横断面推荐

以满足道路交通需求和道路绿化率为重要评价指标,最终选定4类12种断面作为新建道路推荐横断面。

3.2.1 快速路

快速路红线宽80m推荐选取四幅路双向8车道形式,设置6m中分带和6m侧分带,侧分带为近期设置主辅路渐变段和远期车道拓宽预留(如图3所示)。其道路绿化率为30%,满足规范要求。

3.2.2 主干道

一级主干道红线宽60m和68m,设置为四幅路。68m适用于城市对外生态园林景观大道(如图4所示);60m适用于城市内部生态园林景观大道(如图5所示)。建议在道路两侧预留20m宽绿化控制带满足绿化要求,同时为远期道路拓宽预留。

二级主干道红线宽55m和50m。55m推荐四幅路双向6车道,适用于城市内部综合性交通干道(如图6所示),建议两侧预留10m绿化控制带满足绿化要求;50m道路采取“两幅路”形式,根据两侧用地以及交通组成不同设置“人非共板”和“机非共板”两种方式(如图7、图8所示),两种断面绿化率均达标。

3.2.3 次干道

次干道红线宽48m和42m,推荐采取“两幅路”双向6车道断面形式。48m断面可采取“人非共板”(如图9所示)和“机非共板”(如图10所示)两种模式;42m断面采取“人非共板”形式(如图11所示),断面绿化率均达标。

3.2.4 支路

按道路功能分为主要支路和一般支路。其中,红线32m道路为重要支路,推荐一幅路双向4车道(如图12所示);而24m和20m为一般支路,其中24m采取4.5m的混合车道,满足通行和停靠公交以及路边临时停车需求。

4 对南宁市道路横断面设计的几点建议

(1)同一条道路横断面设计形式应保持一致,保证道路交通的延续性和畅通性。

(2)道路横断面规划设计应确定合理的机动车、非机动车车道宽度、车道数,合理分配道路交通资源,降低工程造价。

(3)道路横断面规划设计应注重道路功能设计,创造宜人的交通氛围:

(1)“公交优先”应充分体现在各类道路上,新建双向6车道以上(含6车道)道路在外车道设置公交专用道的空间,为远期满足公交需求提供改造可能性。

(2)新建道路绿化必须满足规范要求,充分利用道路隔离带、人行道设置绿化带,提高道路绿化率,创造宜人步行环境。

(3)充分考虑“以人为本”的慢行交通需求,主、次干道需结合公交站点布设人行过街设施,设置完善的行人、自行车过街设施。

5 结语

道路横断面设计应根据道路交通特点及发展变化趋势,考虑影响其组成部分的各种因素,制定适应不同道路等级及功能的断面形式。同时需要地方政府和规划管理部门制定适应当地的规划法规,指导道路横断面的规划、设计、建设和管理全过程,才能结束现状混乱不堪的恶性循环,达到减少道路交通拥挤,提高道路网运作效率,改善市民生活空间,促进经济和社会可持续发展的目的。

参考文献

[1]万沐虎.城市道路横断面规划设计方法及应用研究[D].南京:东南大学,2003.

[2]王亿方.南宁市综合交通规划(2007—2020)[R].上海:上海市城市综合交通规划研究所,2010.

浅谈城市道路横断面形式的设计 第5篇

浅谈城市道路横断面形式的设计

从城市道路横断面形式设计的指导思想、断面形式的`使用效果、适用条件三个方面,阐述了横断面形式的设计理念,以合理地进行道路横断面形式的设计,从而有效提高城市道路的通行能力.

作 者：张亚峰 ZHANG Ya-feng 作者单位：临汾市建筑规划设计院,山西临汾,041000刊 名：山西建筑英文刊名：SHANXI ARCHITECTURE年，卷(期)：35(4)分类号：U412.3关键词：城市 道路 横断面形式 设计

大断面沿空上山掘进施工工艺研究 第6篇

关键词：大断面；沿空上山；掘进工艺；研究

伴随社会经济的飞速发展，科学技术逐步改革创新，为煤矿行业发展创造了绝佳契机。近年来，煤矿开采安全问题越来越为人们所关注，采煤工艺的推陈出新，先进技术、设备的广泛推广，一方面有效提升了煤矿巷道掘进速度；另一方面引发了一系列开采安全问题。经由应用科学可靠的沿空掘进巷道支护技术，可有效强化沿空巷道的稳定性，为作业人员的生命安全提供保障。

一、沿空掘进现状分析

（一）地势构造受到破坏

就煤矿开采而言，均是从浅层朝深层进行不断推进的，伴随开采地层的逐步深入，如此势必会对原本地质构造造成相应程度的破坏，且主要表现于顶板岩石的特性方面，开采期间会产生显著的转变，同时围岩也会面临极大的外力影响，进而加大煤矿掘进开采的难度。

（二）煤矿安全管理受到影响

受复杂地质环境影响，矿井上部、底部土质相对松散，同时存在煤的土层同样十分松软。鉴于此，在对煤矿巷道进行开挖期间往往要面临十分复杂的状况，在煤矿巷道开挖期间，巷道无法持续维持固定形态，而且一次成型后容易出现变形。另外，巷道顶部、底部板块同样会产生明显的收缩，如此便为安全管理有序开展带来了极大的威胁。

（三）开采设备易损坏

开采设备未得到及时更新同样在一定程度上加大了煤矿掘进开采的难度，就开采施工技术设备角度而言，与先进国家开采水平相比，我国在此方面仍旧处于初级发展阶段。在半煤岩开展掘进过程中，倘若出现的岩石硬度系数超过五级，开采设备各部分极易遭受严重磨损，进一步使得巷道掘进支护设备遭受破坏，从而对煤矿掘进开采工作的全面有序进行造成负面影响。

二、大断面沿空上山掘进施工工艺研究

（一）0921工作面概况分析

0921工作面中下段位于十采区下部，地面位置位于黄坨东侧。从十采横管开门，上山掘进，最后与0921上风贯通，巷道全长约166m。采用上净宽4.8m、下净宽5.4m；巷道高度为3.5～4m的梯形断面。该巷道正常地质条件下采用锚、网、索联合支护，作业方式为一掘一锚。

（二）断面沿空上山掘进施工安全技术措施分析

1、沿空掘进安全技术措施

沿空掘进安全技术具体是更改支护断面，增加与沿空侧煤柱，即原0921轨顺中下段设计断面为梯形断面，巷道上净宽4.8m、下净宽5.4m、巷高3.5～4.Om改为断面为微梯形断面，即右帮为矩形，左帮为梯形，巷道上净宽4.8m、下凈宽5.1m、巷高3.5～4.Om，如图1所示。

2、上山掘进安全技术措施

为确保0921正眼上山掘进期间的人员安全，根据现场实际情况特制订如下规定：

第一，掘进机司机前方设钢性防护网（防护网高800mm，宽600mm，用螺栓固定在掘进机操作台前，左前照明灯处），司机截割前检查防护网是否牢固，确保完好后再正常截割。

第二，掘进机截割时，其他人员严禁进入迎头，全部撤至掘进机电动滚筒后安全位置，并在电动滚筒后方拉警戒线，挂“截割期间，严禁进入”牌板。

第三，截割完毕后，司机用掘进机将迎头及掘进机两侧大块矸石清理干净，确保迎头及掘进机两侧3～5m范围内坡度平缓，不大于6°，行人路线畅通。

第四，严格执行敲帮问顶制度，当班班长进行敲帮问顶，站在永久支护下方，距迎头不小于2m，司机进行监护，及时找掉顶板危岩活岩，锚网支护期间做到动态敲帮问顶。

第五，敲帮问顶完毕后，再进行顶板支护，利用机载前探支护将钢带和顶网固定在顶板上，然后吊挂柔性型防护网，用专用钩子将柔性防护网上方固定在顶网上，下方用大阪和梯子固定到迎头。

第六，支护时先支护顶板，再支护两帮。顶板支护时，使用双层网，并及时联网，并根据现场情况，帮部未截割出来时允许拖后一排支护，同时确保锚索紧固及时。

第七，顶板破碎严重时，必须施工超前锚杆，超前锚杆与顶板夹角不得小于450，每排不少于3根。

参考文献：

[1]吕风，马丽华.东庞矿大断面沿空巷道快速掘进工艺研究[J].煤炭工程，2013，10：38-39.

[2]李建建.综放沿空留巷锚注支护应用[D].山东大学，2015.

横断面研究 第7篇

1 工程案例

某市准备将南大街作为城市主干道进行规划, 设计道路红线宽度为60m, 车速设计为60km/h。将南大街道路建设项目作为该市西南地区的重点建设项目, 不仅能够改善该市西区的道路网结构, 并且还能够带动中南地区和西南地区的经济发展, 改善沿线景观和交通状况。

2 城市道路横断面优化设计理论

2.1 依据交通功能需求, 科学设计道路横断面

当前我国经济快速发展, 城市建设的速度也越来越快, 城市交通整体规划不断完善, 而交通的需求也对对城市道路功能提出了不同层次的要求。所以在设计城市道路横断面时, 必须考虑到道路具体功能, 按照不同的功能需求, 合理设计道路横断面。道路类别不同时, 其服务的对象是不同的, 而且在不同的道路上, 不同交通对象的优先级别会有变化。所以, 在设计城市道路横断面时, 也要根据不同类别道路上服务对象的优先级别来具体实施。不同道路的优先服务级别如图1所示

2.2 合理设计不同车道的宽度

不同性质的车辆在通行时对车道的宽度要求是不同的, 首先在设计机动车道宽度时, 必须参考相关的数据和标准, 当汽车行驶的速度越快时, 就需要道路的块度越高, 所以, 一定宽度的道路也必须对行驶车辆进行限速控制。车速设计为80km/h时, 道路宽度从3.25m到3.75m之间, 车速设计为60km/h时, 路宽车道宽为3.0m-3.75m之间, 一般小型车的车道宽度要比大型车宽度小[3]。当前, 我国对于交通发展的规划主要是建设自行车道和步行车道的力度要加大, 将支路和街坊道路充分利用, 形成自行车道路网络。要根据不同地区交通的组成情况, 结合长期的规划, 合理布置非机动车道宽度。

2.3 根据道路功能设计分车带宽度

分车带的主要作用是将对向或者同向行驶的车流分开, 同时还具备了绿化城市的作用。分车带又包括了中央带和两侧带。一般情况下, 中央带包括了四中形式, 绿化带、分隔墩、栏杆和双黄线, 两侧带主要是绿化带和分隔墩两种形式。绿化带形式的中央分车带具有较多的作用, 不仅分开了对向车流, 增加安全性, 而且还为穿越马路的行人提供了安全岛, 在交叉口时又能够作为左转车专用车道, 另外还可以作为车辆调头的车道。两侧带也具有较多的作用, 分割机动车和非机动车流量, 作为交通路口的右转专用车道[4]。同时, 中央绿化带上还可以设置公共设施, 作为公交车停靠站专用道等。根据作用不同, 中央带和两侧带的宽度要求也不同。仅具备分隔对向车流时, 宽度值在2m到3m之间合适, 兼备安全岛作用时, 要求2m到4m, 要求具备车辆掉头功能, 则需要8m到16m。两侧分隔带仅作为分隔作用时, 宽度要求为1.5m到3m之间, 如果为公交车停靠站使用则宽度要求为3m到6m。

2.4 路边停车的设计

目前, 路边停车的形式主要为两种, 一是在一幅路路边停车, 二是在三、四福路路边停车。但是这两种停车方式都会造成非机动车道路被侵占, 影响了道路安全, 降低了通行能力。所以, 在设计路边停车时, 必须参照交通组织和路网的整体布局, 根据实际交通流量情况、道路宽度以及两侧土地使用状况等因素。一般而言, 只要对交通安全和通畅造成影响的, 都要禁止路边停车[5]。在通行的干道上, 要禁止路边停车, 而在商场、学校等大型公共场所, 停车需求较大, 在设计时要考虑到提供停车空间, 同时在停车时间上要给与严格规定。

3 横断面优化设计的具体方法

3.1 单幅路优化设计方法

在老城区, 为了增加机动车道宽度或者道数, 通常的做法是压缩非机动车道或者人性道, 虽然提高了机动车通车能力, 但是导致非机动车道以及人行道通行能力降低。在对单幅路进行优化设计时, 可以考虑将单幅路优化设计为其他断面形式。将单幅路优化为双幅路时, 通常有以下几种方法, 一是当机动车道宽大大于15m时, 可以将机动车宽度压缩, 增加中央隔离带。这样的结果是通行能力降低, 但是工程量较小, 道路的绿化效果增加。二是增加中央绿化带, 将机动车道向外移, 宽度不变。这样工程量较大, 同时还需要考虑地下管线调整的问题。三是压缩非机动车道宽, 如果非机动车道宽大于3m, 可以通过压缩非机动车道或者将人行道与非机动车道合并, 通过这样的方法来增加中央绿化带。这样机动车通行能力有保障, 但是需要重新布置地下管线, 工程量较大。所以, 在优化设计单幅路时, 要根据实地情况, 尽量选择工程量小, 而且对通车能力影响小的优化设计方法。

3.2 双幅路路优化设计方法

优化设计双幅路时, 可以考虑对横断面的各个组成部分的宽度进行调整, 此时必须在原有宽度的情况下, 结合考虑流量, 在进行调整。笔者主要对道路横断面形式优化进行分析, 以操作性较高的优化方法为主。当道路用地比较紧张时, 可以通过拆除中央绿化带, 增加机动车道等, 这样的设计能够增加通车能力, 而且工程量比较小, 但是道路会失去景观和绿化作用。如果非机动车流量较大时, 可以将双幅路改为三幅路。如果中央绿化带宽度较大, 可以缩小其宽度, 在机动车道与非机动车道之间增加隔离带。这样道路安全性提高, 并且非机动车通行能力提高, 但是工程量较大。如果中央绿化带宽度较小, 小于3m时, 可采取减小机动车道宽, 增加隔离带, 这样会造成机动车道通车能力下降, 安全性提高, 工程量较大。或者压缩人行道宽度, 增加隔离带, 这样人行道通行能力下降, 舒适度降低, 如果考虑到地下管线问题, 可能会造成工程量较大。所以, 在选择优化方案时, 必须根据道路实际状况, 选择合适的方案, 降低工程量, 达到优化的目的。

3.3 三幅路的优化设计方法

一般情况下, 三幅路通车能力较强, 并且不同类型车道之间互不影响。但是随着机动车数量的增多, 公交车不断发展, 非机动车数量较少, 对于车道宽度需求降低。当机动车流量增加时, 非机动车流量减少是, 可以拆除机非分离带, 增加中央分离带, 这样可以增加机动车道宽, 提高通车能力, 将非机动车与人行道做共面处理。这样道路绿化需要重新布置, 排水也要重新设计, 工程量大。将三幅路改为四幅路, 有以下几种做法, 一是压缩机动车道宽, 增设中央绿化带, 提高景观效果, 但是机动车通行能力下降, 适用于机动车宽度满足机动车流量使用的情况, 工程量较小。二是压缩非机动车道宽, 增加中央隔离带, 机动车道宽不变, 这种方法工程量比较大。但是对于不同的道路状况, 选择的优化设计方案也不同。

4 结束语

总而言之, 城市道路横断面的设计是城市建设当中非常重要的一项工作, 在实施过程中, 必须本着可持续发展的思想, 以人文本。优化设计时要充分考虑到道路的具体功能和车流量情况, 保证道路的畅通和行驶的安全。

摘要：在城市道路规划设计当中, 城市道路横断面的设计是非常重要的一个环节, 对于城市整体建设也有重要的影响。当前我国城市发展速度越来越快, 对道路的功能也提出了更高的要求。合理设计道路横断面, 不仅能够有效地保证城市交通安全, 同时还改善了道路卫生状况, 保证了城市土地规划的经济性。

关键词：城市道路,横断面,设计

参考文献

横断面研究 第8篇

1 资料与方法

1.1 研究对象

采用分层、整群、随机的方法于2006年10月～2007年10月,按照地理形态从河北省邯郸市永年县458个行政村分层随机抽查了13个。13个行政村中所有年龄在50岁以上者都为调查人群。另外,我们还从13个行政村中随机抽查了6个行政村中所有30～49岁人群。所有研究人群的资料从当地派出所户口登记部门获取,共8653例,由招募组根据户口资料核查各户。除去已经死亡,户口已经迁出入选地和在过去半年未在该地区居住的人群,剩余7557例。其中,6830例参加了该研究(应答率为90.4%),5537例(81.1%.)完成了血脂的生化检查。所有调查人群都在永年县医院进行详细的检查。我们还在当地村中建起了临时检查场所对未能到医院检查的人群进行简单的检查。

1.2 资料采集

(1)调查内容包括问卷调查,体格检查和生化指标检验,由培训合格人员进行。在每个村对调查人群抽取晨起空腹肘正中静脉血(空腹至少8个小时),然后将血样品转运至邯郸市中心医院进一步分析。应用全自动生化仪检测血总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白(LDL-C)和高密度脂蛋白(HDL-C)。(2)血脂水平分层诊断指标:按照2007年中国成人血脂异常防治指南划分标准[1]:血清TC,LDL,TG合适范围,边缘升高,升高依次为TC<5.18mmol/L,5.18mmol/LTC6.19mmol/L,TC≥6.22mmol/L;LDL<3.37 mmol/L,3.37 mmol/LLDL4.12mmol/L,LDL≥4.14mmol/L;TG<1.70mmol/L,1.70 mmol/LTG2.25mmol/L,TG≥2.26 mmol/L。HDL合适范围,升高和降低分别是HDL≥1.04 mmol/L,HDL≥1.55 mmol/L,HDL<1.04 mmol/L。

本研究中血脂异常指的是TC≥6.22 mmol/L或LDL≥4.14 mmol/L或TG≥2.26 mmol/L或HDL<1.04 mmol/L。血脂边缘异常及异常为TC≥5.18 mmol/L或LDL≥3.37 mmol/L或TG≥1.70mmol/L或HDL<1.04 mmol/L。

1.3 统计方法

调查人群按年龄分成5组:A组:30～39岁,B组:40～49岁,C组:50～59岁,D组:60～69岁,E组:70岁以上。计算调查人群血脂TC,TG,LDL,HDL各指标在不同年龄组的均数及患病率。以2000年全国人口普查各年龄组的均数及患病率。以2000年全国人口普查各年龄别的标准人口作为标准人口构成,计算血脂各指标的标准化均数和标准化患病率。对于两个样本的计量资料的检验,使用独立样本t检验或秩和检验。对于多组率随年龄增高的趋势检验,用Chi square for trend。资料分析使用SPSS统计软件(12.0版本)。

注:()a为LDL缺失的个数,()b为TG缺失的个数,()c为HDL缺失的个数。d同性别年龄较大组与前一组比较血脂水平升高(P<0.05),e同性别年龄较大组与前一组比较血脂水平降低(P<0.05),f同一年龄组男女相比,女性血脂低于男性(P<0.05),g同一年龄组男女相比,女性血脂高于男性(P<0.05)。

注:I同性别年龄较大一组与前一组比较,统计学上有差异(P<0.05),h同性别年龄较大组与前一组比较,统计学上有显著性差异(P<0.01),J同一年龄组不同性别比较患病率,统计学上有差异(P<0.05),k同一年龄不同性别比较患病率,统计学上有显著性差异(P<0.01)。m缺失24例。X:合适水平;Y:边缘增高;Z:升高

2 结果

2.1 血脂的均数

见表1。以2000年全国人口构成作为标准人口构成,邯郸市永年县13个行政村30岁以上的人群血清TC,TG,LDL和HDL的标准化均数分别是4.48mmol/L,1.51mmol/L,2.61mmol/L,1.27mmol/L。男性和女性分别是4.40mmol/L和4.55mmol/L;1.62mmol/L和1.44mmol/L;2.58mmol/L和2.65mmol/L;1.21mmol/L和1.3 1mmol/L。

该地区的血脂均数在不同性别和年龄的特点是:(1) A组、B组、C组、D组血清TC,LDL的均数,男女都随着年龄的增加而增加;A组中女性低于男性;C、D、E组中女性高于男性。(2) TG均数在A组、B组、C组、D组,女性随着年龄的增加而增加;A组和B组中女性低于男性,D组和E组中女性高于男性。(3)除了男性E组外,男女HDL均数随着年龄的增加而增加,且各年龄组的均数女性高于男性。

2.2 血脂异常的标准化患病率

见表2。按照2007年中国成人血脂异常防治指南的划分标准,该地区人群血脂异常标准化患病率为32.2%,男性和女性分别是37.0%,27.2%;血脂边缘异常及异常标化患病率为49.3%,男性和女性分别是51.5%,47.0%。

同性别不同年龄组间比较,血脂异常和边缘异常及异常患病率,男性随着年龄组的增高而呈下降,女性则呈上升趋势,Chi square test均有统计学意义(P<0.001)。同年龄组不同性别间比较,血脂异常患病率,A组、B组、C组男性高于女性,D组女性高于男性,70岁及以上二者无差异;血脂边缘异常及异常患病率,A和B组中男性高于女性;C、D、E组中女性高于男性。

3 讨论

本研究中血清TC,LDL,HDL和TG的标准化均数分别是4.48mmol/L,2.61mmol/L,1.27mmol/L,1.51mmol/L。参照我国2007年血脂异常防治指南中血脂划分标准[1],邯郸市永年县农村地区血脂标准化平均水平在合适范围内。与栗华等人河北省城乡成年居民血脂异常研究相比[2],本研究TC、LDL、TG标化后均数略高,HDL相似;与亚洲心血管病合作研究[3]相比,本研究TC、LDL、HDL的水平低,TG的水平高,同时二者都证实了TC,LDL,HDL标准化均数女性高于男性,TG标准化均数男性高于女性;与美国1999～2000年世界卫生组织和健康调查研究[4]相比,本研究TC的水平低。

本研究示该地区人群血脂异常标准化患病率为31.2%,血脂边缘异常及异常标化患病率为48.5%,二者男性均高于女性。按照1997年我国血脂异常防止指南诊断标准,我国11省市35～64岁人群[5]异常患病率为25.1%,边缘异常及异常患病率为42.9%;河北省农村地区血脂异常患病率为44.0%,略低于本研究。

比较同性别不同年龄组血脂均数和血脂异常患病率时发现血脂水平、血脂异常患病率与年龄有着密切的关系[6],与我国11省市心血管病危险因素队列研究(1992年基线调查)[5]和中国MONICA (中国多省市心血管病及危险因素的队列研究)研究[7]有相似的结果。但是以上两个研究的人群分别是35～64岁和25～64岁人群,本研究还包括了70岁以上人群。该研究中血脂异常和边缘异常及异常患病率,男性中随着年龄组的增加而呈下降趋势。

同年龄组血脂均数和血脂异常患病率存在性别的差异,与其它国内外研究结果相似[5,7],其原因可能是雌激素对女性有保护作用[6]。另外,血清HDL的水平随着年龄的变化趋势不明显,而且各年龄组女性高于男性,可能受吸烟、运动、雌激素水平等因素的影响[6]。

总的来说,虽然按照我国2007年血脂异常防治指南,永年县农村地区血清TC、TG、LDL和HDL标准化均数在合适范围内,但是“血脂边缘异常”及“血脂异常”患病率较高,应该加强该地区血脂防治工作。

参考文献

[1] 中国成人血脂异常防治指南制订联合委员会.中国成人血脂异常防治指南.中华心血管病杂志,2007;35(5) :390～19

[2] 栗华,张建新,张中朝,等.河北省城乡成年居民血脂异常及其危险因素调查分析.实用预防医学,2008,15(2) :327～331

[3] He J,Gu D,Reynolds K,et al.Serum total and lipoprotein cholesterol levels and awareness,treatment,and control of hypercholesterolemia in China.Circulation,2004;110(4) :405～411

[4] Ford ES,Mokdad AH,Giles WH,et al.Serum total choleseterol concentrations and awareness,treatment,and control of hypertcholesterolemia among US adults:findings from the National Health and Nutrition Examination Survey,1999-2000． Circulation,2003:107:2185～2189

[5] 吴兆苏,姚崇华,赵冬,等.11省市队列人群心血管病发病前瞻性研究.Ⅰ:危险因素水平与心血管病发病的关系.中华心血管病杂志,1999;27(1) :5～8

[6] Lamon-Fava S,Barnett JB,Woods MN,et al.Differences in Serum Sex Hormone and Plasma Lipid Levels in Caucasian and African-American Premenopausal Womem.Clin Endocrinol Metab,2005;90(8) :4516～4520

横断面研究 第9篇

1 研究对象与方法

研究对象:居住于北京市城区及其周边地区的, 2008年至2014年期间在北医三院肾脏病科进行持续性腹膜透析的肾脏病患者117名, 年龄在650岁至85岁之间, 按照性别把病人整体分成男女2组。

1.1 研究方法

此项调查研究是两中心合作, 病例调查在北医三院肾脏科进行, 时间:2010年7月-2014年5月。根据本研究需要, 详细的募集活动和研究方法如下。

通过打电话或发电子邮箱的形式通知测试者参加调查研究, 对于入选调查研究的对象的限制条件如下:测试者必须具有北京市或其周围地区的长期居住证明;得有内分泌系统疾病如:狼疮, 慢性肝病, 心梗, 和风湿性或先天性心脏病的人群需排除在外。所有参加此项调查研究的测试者需要明确此项调查研究的相关情况, 并签订知情同意书。所有测试者会收到一份关于其日常饮食和生活方式的调查问卷 (以便了解患者的一般状况及运动习惯等指标) 。采用随机调查研究方法, 我们选出117名进行持续性腹膜透析的肾脏病患者。需要指出的是, 我们的对比人群来自于患者的家属。

测试中相应指标如:身高, 体重, 座位体前屈等都是由经过训练的护士按照标准测量标准对所有测试者进行测量, 测量指标参照国民体质监测方法并且得到北京大学慢性病管理协会的支持和认可。对每个测试者的描述性测试数据输入肾脏病管理网络以便于统计收集相应数据。我们提取相应性数据进行研究分析, 以便进行评估和研究相应因素与躯体功能障碍之间的关系。测试者在测量身高体重时要求穿着轻便的衣服, 脱掉鞋子, 身高测量标准规定在0.1cm, 体重测量采用Salter scale标准精确到100g.躯体功能的测试:座位体前屈。采用中体同方公司提供的相应机械产品进行评测试, 得出相应数据。在测试每项指标前, 患者必须休息至少3分钟, 所有的测试都必须在一个相对比较安静的环境中进行, 并且必须耐心而认真的向病人介绍每项测试的方法和注意事项, 直至病测试者能够完全题解怎么做。每项测试必须测3次。在每次重复测试同一指标过程中, 病人至少要休息一分钟, 在进行数据分析和整理时, 每个指标取3次数值的平均值。

1.2 数据分析

采用SPSS 13.0.1测试数据资料, 按性别对所有数据分类, 采用相关于回归和方差分析对其研究, 以p值小于0.05为基准, 表示所得到的数据有统计学意义。采用平均数和标准差获得连续变量, 单变量和以后的多变量的逐步逻辑回归模式, 用来分析各种可能引起躯体功能障碍的各种因素并分析其相应关系。

1.3 结果

图1, 图2男性和女性腹膜透析患者透析龄和坐位体前屈之间的关系2010年7月———2014年5月。

表格1显示:117名腹膜透析患者的特征性分布情况。其整体性分布及基础性资料从数值上来看如下:男女比例中间无明显差异性, 同时在这些人群中, 40%的来自生活水平较差的家庭;28%的为还在继续工作者;4%的测试者未接受过教育。同时, 邀请参加此项调查研究的人群中只有40-45%的患者参加其中, 然而, 这些人群特征与整体样本相比, 仍然是比较广泛的, 而且未参加这和参加者之间并不存在明显的差异性。

根据测试结果显示:测试者躯体功能障碍分布情况。根据测试需求将测试者进行相应分类, 发现座位体前项指标中为:3.1±3.3 (平均数±标准差) ;根据性别对测试者分类, 显示透析时间或患病时间与坐位体前屈的关系。图2显示分别显示男性和女性腹膜透析患者透析龄和坐位体前屈之间的关系。在腹膜透析患者中, 透析龄和坐位体前屈成绩之间呈负相关:透析时间越长, 其座位体前屈数值越低。

2 讨论

慢性肾脏病可引起躯体各种疾病, 引起多方面功能障碍。代谢废物在体内蓄积引起心血管疾病, 糖尿病, 高血压等疾病, 进而改变躯体内环境, 引起细胞损伤。本研究显示腹膜透析患者的坐位体前屈指标都有严重损害, 对慢性肾脏病人病情的评估应包括躯体功能方面, 其治疗方案应该包括适当的康复训练。这无疑会对病人的增加生活质量和改善预后有帮助。

研究表明, 采用透析治疗的患者其透析龄和座位体前屈测试值之间的存在显著负相关, 这揭示透析疗法对腰椎功能的影响。终末期肾病患者需要进行透析治疗, 进行腹膜透析即:通过微创手段把定量的液体输入腹膜腔内, 置于体内相应的时间以确保可以吸收躯体代谢废物, 以免代谢废物在体内淤积损害集体脏器功能。一个星期2-3次治疗来确保躯体代谢废物的排泄, 长期透析进行会引起腰椎的持续性前突, 加重腰部肌肉和腰椎负荷并影响其活动。这就解释了透析时间长短和座位体前屈测试之间的关系。这种情况在男性和女性之间均存在。所以, 腹膜透析患者在康复治疗中, 需要强调保护腰椎功能, 加强腰部肌肉的锻炼, 减轻长期腹膜透析对腰椎的损害。

本调查研究存在一些局限性。我们只对测试者的躯体功能情况进行了评估和测试, 只发现一些可能存在的因素, 并没有对患者进行相应的有能动性指导, 也没有比较运动组和非运动组之间是否存在差异性。在后续的研究中将进行报道。

摘要：目的:调查老年人群中, 慢性肾脏病患者的躯体功能障碍情况, 分析慢性肾脏病患者的躯体功能障碍的影响因素。方法:测定117例老年人群中患有慢性肾脏疾病晚期需要进行腹膜透析治疗 (CAPD) 的患者, 按性别 (男、女) 分组。采用座位体前屈这一指标表示躯体相应的功能。结果:1.慢性肾脏病老年人群患者的躯体功能障碍明显, 坐位体前屈数值降低。2.腹膜透析患者中透析时间和座位体前屈之间存在负相关:透析时间越长, 坐位体前屈数值越低。结论:患有慢性CAPD的老年人群中, 其机体功能出现著损害, 并且腹膜透析疗法影响腰椎的功能, 透析时间越长, 损害越明显, 其坐位体前屈越难以完成。

关键词：座位体前屈,持续性腹膜透析,慢性肾脏病

参考文献

[1]董胜利.对我国垣跨运动员起跑反应速度的研究[J].武汉体育学院学报, 2000, 34 (1) :89-91.

横断面研究 第10篇

关键词：冠心病,合并病,证型,证候

冠心病是严重危害人类健康的常见病, 是导致人类死亡的第一杀手。尽管介入治疗已广泛开展, 中医药在防治冠心病方面显示具有一定效果和良好的前景, 如减少心绞痛复发、干预再狭窄形成、改善无复流状态、提高活动耐量等方面, 尤以基于辨证论治的个体化治疗为特色。深入研究冠心病证候分布特点, 对于提高冠心病的中医辨治水平具有重要意义。目前, 冠心病中医证候分布特点相关研究报道逐渐增多, 常见证候要素依次为:血瘀、气虚、痰浊、阴虚、气滞、阳虚、寒凝、热蕴, 反映了冠心病本虚标实的病机特点[1]。但样本量多偏小, 尤其是冠心病各亚型疾病及合并不同疾病时中医证候分布有何不同特点报道较少。本研究选择京津地区9家中医及中西医结合医院1 072例住院冠心病患者进行横断面调查, 对中医证候分布特点进行分析, 以期为冠心病中医临床辨治提供参考。

1 资料与方法

1.1 诊断标准

冠心病诊断参照国际心脏病学会及世界卫生组织 (WHO) 临床命名标准化联合专题组《缺血性心脏病的命名及诊断》制定标准[2]。冠心病辨证分型标准参考中国中西医结合学会心血管专业委员会1990年修订的冠心病中医辨证标准[3]及《中医内科学》关于胸痹心痛所述内容。

1.2 纳入标准

符合国际心脏病学会及世界卫生组织冠心病诊断标准;以冠心病为第一诊断住院的患者, 临床可表现为心绞痛、心肌梗死、心功能不全、心律失常;既往有陈旧心肌梗死病史或曾行冠脉造影至少有一支冠脉狭窄≥50%。

1.3 排除标准

患者虽有冠心病病史, 但入院后第一诊断不是冠心病者;以心力衰竭、心律失常入院, 但其基础病不是冠心病者。

1.4研究方法

利用北京市科委重大项目支持的冠心病中医临床个体化诊疗研究数据平台, 通过临床信息采集系统, 由经过培训考核合格的临床研究人员实时采集患者的中医四诊信息及中西医诊断, 并输入高度结构化的冠心病临床数据库。中医辨证要求由两名具有副主任医师及以上职称的中西医结合心内科专业医生进行。为便于分析, 在广泛咨询专家基础上, 将中医诊断复合证型拆分为寒凝、火热、气滞、痰浊、痰热、血瘀、气虚、血虚、阴虚、阳虚、水饮11个证候要素。

1.5 临床资料

2003年1月1日—2006年9月30日在中国中医科学院西苑医院、中国中医科学院广安门医院、卫生部中日友好医院、北京中医药大学附属东方医院、北京中医药大学附属东直门医院、北京市中西医结合医院、北京中医医院、天津中医药大学第二附属医院、天津市中医医院心血管科的住院患者, 符合入选标准患者共计1 072例。其中男691例, 女381例, 年龄28岁~98岁 (66.72岁±11.47岁) ;冠心病心绞痛505例, 急性心肌梗死487例, 心功能不全758例, 心律失常340例 (部分患者同时兼有2种~3种亚型, 如急性心肌梗死患者出现心功能不全及心律失常) ;既往有糖尿病史363例 (33.9%) , 高血压病史758例 (70.7%) , 高脂血症史190例 (17.7%) 。

1.6 统计学处理

将患者的中西医诊断从SQL server数据库导入到SPSS数据库, 采用SPSS 13.0软件进行统计分析。一般资料采用描述性统计分析, 计量资料用均数±标准差表示。

2 结果

2.1 冠心病住院患者总体证候分布

1 072例冠心病住院患者中, 寒凝8例 (0.7%) , 火热15例 (1.4%) , 气滞79例 (7.4%) , 痰浊520例 (48.5%) , 痰热75例 (7.0%) , 血瘀873例 (81.4%) , 气虚609例 (56.8%) , 血虚39例 (3.6%) , 阴虚269例 (25.1%) , 阳虚86例 (8.0%) , 水饮30例 (2.8%) , 提示冠心病证候总体分布特点以血瘀为最多, 其次为气虚和痰浊。

2.2 冠心病心绞痛住院患者中医证候分布

505例冠心病心绞痛住院患者中, 寒凝4例 (0.8%) , 火热5例 (1.0%) , 气滞47例 (9.3%) , 痰浊221例 (43.8%) , 痰热48例 (9.5%) , 血瘀422例 (83.6%) , 气虚317例 (62.8%) , 血虚20例 (4.0%) , 阴虚138例 (27.3%) , 阳虚29例 (5.7%) , 水饮4例 (0.8%) 。详见图1。2.3急性心肌梗死住院患者中医证候分布487例急性心肌梗死住院患者中, 寒凝4例 (0.8%) , 火热7例 (1.4%) , 气滞38例 (7.8%) , 痰浊253例 (52.0%) , 痰热26例 (5.3%) , 血瘀407例 (83.6%) , 气虚265例 (54.4%) , 血虚16例 (3.3%) , 阴虚120例 (24.6%) , 阳虚37例 (7.6%) , 水饮17例 (3.5%) 。详见图1。

2.4 冠心病心功能不全住院患者的中医证候分布

共有冠心病心功能不全住院患者758例, 其中寒凝6例 (0.8%) , 火热11例 (1.5%) , 气滞36例 (4.7%) , 痰浊441例 (58.2%) , 痰热62例 (8.2%) , 血瘀619例 (81.7%) , 气虚441例 (58.2%) , 血虚28例 (3.7%) , 阴虚193例 (25.5%) , 阳虚68例 (9.0%) , 水饮27例 (3.6%) 。详见图1。

2.5 冠心病心律失常住院患者的中医证候分布

共有冠心病心律失常住院患者340例, 其中寒凝4例 (1.2%) , 火热6例 (1.8%) , 气滞20例 (5.9%) , 痰浊156例 (45.9%) , 痰热32例 (9.4%) , 血瘀272例 (80.0%) , 气虚209例 (61.5%) , 血虚15例 (4.4%) , 阴虚89例 (26.2%) , 阳虚35例 (10.3%) , 水饮15例 (4.4%) 。详见图1。

2.6 冠心病合并糖尿病住院患者的中医证候分布

共有冠心病合并糖尿病的住院患者363例, 其中寒凝3例 (0.8%) , 火热3例 (0.8%) , 气滞20例 (5.5%) , 痰浊183例 (50.4%) , 痰热28例 (7.7%) , 血瘀287例 (79.1%) , 气虚222例 (61.2%) , 血虚13例 (3.6%) , 阴虚121例 (33.3%) , 阳虚26例 (7.2%) , 水饮11例 (3.0%) 。详见图1。

2.7 冠心病合并高脂血症住院患者的中医证候分布

共有冠心病合并高脂血症的住院患者190例, 其中寒凝0例, 火热1例 (0.5%) , 气滞14例 (7.4%) , 痰浊104例 (54.7%) , 痰热18例 (9.5%) , 血瘀158例 (83.2%) , 气虚127例 (66.8%) , 血虚10例 (5.3%) , 阴虚56例 (29.5%) , 阳虚6例 (3.2%) , 水饮3例 (1.6%) 。详见图1。

2.8 冠心病合并高血压住院患者的中医证候分布

共有冠心病合并高血压的住院患者758例, 其中寒凝4例 (0.5%) , 火热11例 (1.5%) , 气滞56例 (7.4%) , 痰浊374例 (49.3%) , 痰热49例 (6.5%) , 血瘀616例 (81.3%) , 气虚428例 (56.5%) , 血虚24例 (3.2%) , 阴虚199例 (26.3%) , 阳虚61例 (8.0%) , 水饮22例 (2.9%) 。详见图1。

2.9 冠心病劳力型心绞痛住院患者的中医证候分布

共有冠心病劳力性心绞痛住院患者68例, 其中寒凝0例, 火热0例, 气滞2例 (2.9%) , 痰浊25例 (36.8%) , 痰热13例 (19.1%) , 血瘀61例 (89.7%) , 气虚57例 (83.8%) , 血虚2例 (2.9%) , 阴虚28例 (41.2%) , 阳虚1例 (1.5%) , 水饮1例 (1.5%) 。详见图1。

3 讨论

证候在中医辨证论治中起着承上启下的作用, 它由结合病因病机而启, 承引着诊断与治则。深入研究冠心病证候分布特点, 对于提高冠心病的中医辨治水平具有重要意义。目前, 冠心病中医证候分布特点相关研究报道逐渐增多, 但多数样本较小, 因此很多学者采用文献汇总分析方法研究冠心病证候分布。如郭志华等[4]对1985年—1996年的文献报道2 432例冠心病患者进行辨证分型统计分析, 提出以心血瘀阻、气阴两虚、寒凝心脉、痰浊闭塞、气滞心胸、心阳不振、心阳暴脱、心血亏虚8种证型为冠心病心绞痛的主要证型。张琳等[1]就1994年—2008年在国内正式期刊上公开发表的14 210例冠心病辨证治疗及辨证分型的文献进行统计分析, 结果冠心病证候要素频率由高至低依次为:血瘀、气虚, 痰浊、阴虚、气滞、阳虚、寒凝、热蕴, 反映了冠心病本虚标实的病机。

高铸烨等[5,6]基于冠心病个体化诊疗信息平台的报道是近年来采用临床流行病学方法调查冠心病中医证候分布样本数最大的研究, 结果发现, 冠心病常见证候依次是血瘀、气虚、痰浊、阴虚、阳虚、气滞、血虚。但未对冠心病不同亚型及合并不同疾病时的中医证候分布特点进行研究。基于此, 本研究对冠心病住院患者进行了多中心横断面调查。由于临床中医诊断多为复合证型, 不便于统计分析, 本研究结合冠心病特点, 将患者中医证型分解为气滞、火热、寒凝、痰浊、痰热、血瘀、水饮、气虚、血虚、阳虚、阴虚11个证候要素, 在此基础上分析冠心病、冠心病各亚型及冠心病合并不同疾病时的证候分布, 显然更为客观和清晰。结果显示, 冠心病住院患者最常见证候要素为血瘀, 其次为气虚、痰浊、阴虚, 与既往文献分析结果一致[1]。冠心病各亚型及冠心病合并不同疾病患者之间证候分布特点有所差异, 劳力性心绞痛患者中气阴两虚、痰热较其他病种常见, 心律失常患者阳虚、痰热比例较高, 心功能不全患者以阳虚、痰浊、水饮为特点, 冠心病合并高脂血症患者气虚、痰浊较多, 冠心病合并糖尿病患者辨证属阴虚者较多, 这些无疑为冠心病临床辨证及选方用药提供了参考依据。

本研究特点是样本量大, 多中心参与, 且诊断标准采用的是冠心病诊断金标准, 确保了研究的可靠性, 而对患者在年龄、合并病等方面不做过多限制, 又可以在最大程度上反映临床真实情况, 因此本研究结果具有较大的临床参考价值。当然, 本研究以描述性分析为主, 且由于入选患者多兼有不同亚型或合并多种疾病, 因此研究结果可能受混杂因素影响。尽管如此, 本研究所提示的冠心病不同亚型及合并不同疾病时的证候特点无疑值得临床进一步研究。

参考文献

[1]张琳, 于鑫婷, 徐浩.冠心病中医证候特点的分析与思考[J].中西医结合心脑血管病杂志, 2009, 7 (5) :578-581.

[2]Nomenclature and criteria for diagnosis of ischemic heart disease.Report of the Joint International Society and Federation of Cardiol-ogy/World Health Organization task force on standardization ofclinical nomenclature[J].Circulation, 1979, 59:607-609.

[3]中国中西医结合学会心血管专业委员会.冠心病中医辨证标准[J].中西医结合杂志, 1991, 11 (5) :257.

[4]郭志华.冠心病心绞痛2432例中医辨证分型综合统计分析[J].湖南中医杂志, 1998, 14 (2) :7-8.

[5]高铸烨, 张京春, 徐浩, 等.用复杂网络挖掘分析冠心病证候-治法-中药关系[J].中西医结合学报, 2010, 8 (3) :238-243.

横断面研究 第11篇

摘要：人工冻结法施工技术在一些困难地层、复杂地下结构施工中得到了广泛的应用，与其他工法相比，具有很多独特优点和可靠性。以广州地铁六号线大坦沙站方向与车站对接段隧道加固为工程背景，针对超大断面和复杂的条件，提出采用人工冻结法施工。首先基于热力学原理，推导了岩土冻结过程的水热力耦合控制微分方程组，并采用有限元软件对水平冻结过程进行了数值模拟，优化了设计参数。结果表明：积极冻结45天时有效冻结壁平均温度、有效冻结壁厚度、开挖产生最大变形均满足设计要求，最大变形位于冻土底板中间位置；表明采用的人工冻土双屈服面本构模型及水热力耦合控制方程是可行的。同时根据本工程特点，提出了施工技术难点与控制要点，保证了工程顺利实施，研究结果具有一定的实用价值。

关键词：人工冻结；水热力耦合；富水地层；地铁隧道

中图分类号：TU445

文献标志码：A

文章编号：1672-1098（2016）04-0027-06

近年来，随着我国经济的迅猛发展，城市规模不断扩大，人工冻结法施工技术在一些困难地层、复杂地下结构施工中得到了广泛的应用，与其他工法相比，具有很多独特优点和可靠性。

1940年，前苏联学者B.H.Bey hopr首先研究了土中的冰对冻土力学性质的影响；H.A.UBITOBHч揭示了冻土中存在未冻水的事实，并说明了未冻水含量直接与负温条件有关。H.A.TюTюHOB（1947）在他的博士论文中肯定了不只是正冻土中有水分迁移。H.A.ЦbITOBич和C.c.BядOB于1955年解释了冻土流变为随时间变化的一个物理过程。HarLan R.L（1973），Taylor C.S.等提出了饱和正冻土水热耦合模型；Hopke s.w.（1980）第一个考虑外载作用的冻胀模型；2001年李洪升等提出了土体在冻结过程中水热力三场耦合一般数学模型；文献[6]等通过冻结模型试验获得了冻结温度场、水分场和冻结应力场的特征。

广州地铁六号线大坦沙站至如意坊站区间暗挖段隧道冻结加固工程位于大坦沙站侧，为与车站对接段隧道，为双线矩形断面。对接段隧道长度约为13米、高7.45米、宽12米；埋深距地面仅4.43米。原设计采用明挖法施工，因施工段中部地面上有广茂铁路客运线穿过，同时，隧道与车站对接段有近10米的长度在5号线地铁车站的正下方，地下污水、雨水等管线交叉穿梭。受此影响，现阶段不方便组织明挖法施工。现采用水平冻结孔冻结加固土体，矿山暗挖法施工。为此，本论文对水平冻结法施工广州地铁超大断面隧道进行了技术研究。

1.人冻结水热力多场耦合力学模型

1.1基本假定

假设土体为均质连续、各向同性的粘弹塑性材料。研究的土体位于地下水位以下，认为土体是饱和的多孔介质材料，并忽略气相迁移；水分迁移主要是由温度梯度引起的，无溶质迁移；在饱和土中除冻结管提供的热源外，没有其它热源或热汇。假设水和土的热动态平衡是瞬时发生的，即土粒骨架和周围流动的水具有相同的温度。

1.3人工冻土屈服面本构模型

西源模型能反映材料的粘弹塑性质，本文以西源模型为基础，对其中的粘塑性项进行改进，以适用于冻土的复杂变形性质。根据人工冻土室内试验分析提出了一个新的适合冻土的粘弹塑性本构模型，如图1所示。

2.水平冻结方案

2.1工程地质及水文地质概况

根据勘察资料，本区段场地较平坦，起伏不大，砂层分布广泛，厚度较大，地下水丰富，暗挖隧道埋深较浅，隧道结构范围内主要为<2-2>淤泥质粉细砂层，结构下部为<4-1>粉质粘土层，结构上部为人工填土。地下水水位埋藏较浅，稳定水位埋深为0.00～4.80m。冻结加固范围内土层主要为<2-2>淤泥质粉细砂。

2.2水平冻结设计方案

考虑本工程的特殊性和安全要求，冻结帷幕设计厚度为2.0m，平均温度不高于-10°C，采用水平冻结，侧墙和顶部单排冻结孔，底板双排冻结孔，暗挖段端头用双排垂直孔封堵，冻结管规格为ω108×8的20#低碳钢无缝钢管。冻结孔成孔间距控制在1.3m以内（底部双排孔控制间距不大于1.6m），总冻结孔个数为120个，测温孔10个，卸压孔8个。设计最低盐水-温度为-28～-30～C，冻结7天盐水温度达一20%以下，单孔盐水流量5～7m³/h。根据本工程超大断面的特性，采取分区开挖，中间部位水平冻结孔先开机冻结，垂直冻结孔及两侧冻结孔延后10-15天开机冻结。冻结施工过程中为减小对上部既有结构的影响，冻结施工前应通过上部卸压（注浆）孔XTl～XTl3对5号线车站下方、暗挖通道上方土体进行卸压，压力不易卸除时可通过泥浆循环将泥土带出，以减少冻结期间冻胀对上部站台结构的破坏作用。开挖期间根据地面沉降情况对上部卸压（注浆）孔XTl～XTl3进行适当注浆，开挖结束后根据地层沉降情况对上部卸压（注浆）孔XTl～XTl3和通道内预埋注浆管进行注浆。冻结孔和测温孔平面布置和立面布置如图2所示。

3.冻结过程水热力耦合分析

3.1计算参数

由于工程影响范围不大，假设工程所在位置计算范围内各地层均水平分布。冻结加固范围内土层主要为<2-2>淤泥质粉细砂，根据冻土实验报告，取土层对应的物理参数。计算时，冻结前初始地温和空气温度取25°C，空气对流系数为5.0W/m²·℃，结冰温度取-0.6℃，-10%时冻土强度指标取抗压6.4MPa，抗折3.0MPa，抗剪5.5MPa，冻土的弹性模量和泊松比分别取210MPa和0.23。模型材料的计算参数如表1所示，盐水温度降温计划如表2所示。

3.2计算结果及分析

（1）冻结温度场计算结果

通过有限元计算，说明冻结交圈时间为15～20天左右；积极冻结45天后，首先开挖的左上部台阶位置冻土，顶部有效冻结壁厚度可达2.7m，侧墙达到2.3m，有效冻土平均温度达到-11.1℃；“田”字形冻土体中间土体不会冻结，开挖边界温度约为-7.5℃，冻结温度场云图如图3所示。

根据温度场计算，设计积极冻结时间为45天；考虑维护结构散热影响，设计有效冻结壁平均温度-10℃，有效冻结壁厚度为2.0m。可考虑分区开始冻结，中间位置冻结孔比周边孔先开机冻结，左上部分区冻结45天后可开始开挖左上部通道，此时右下部通道最薄处冻土墙为右下侧，冻土厚度为1.9m，开挖到此处时可以达到设计参数。

（2）冻土结构计算结果冻结壁力学分析水平通道外围冻结壁有效厚度为2.0m，冻结壁平均温度为不高于-10℃。冻土壁承载力验算采用许用应力法，根据《旁通道冻结法技术规程》中的Ⅲ类冻结壁强度检验，同时考虑本工程安全I生质，安全系数取：抗压3.0，抗折3.0，抗剪3.0。冻结壁顶面所受土压力根据开挖向下变形特性按主动土压力计算，侧面承受水土压力取静止侧压力系数0.7计算，土的平均重度取18.5kN/m³，计算结果如图4所示。

从计算结果可以看出，计算的应力值小于强度值，冻结壁的总体承载能力可以满足施工要求。开挖产生最大变形位于冻土底板中间位置，最大达65mm，开挖时需要采取措施以减小冻土变形。

根据底部开挖附加变形过大的问题，设计采取分区分断面开挖，中间布置两排冻结孔，形成两排冻土立柱，开挖断面大致分为三个区。施工过程中先开挖中间区域部分，保留两侧冻土立柱，中间部分初衬和二衬做完后，再开挖两侧部分，两侧部分应先施工底部初衬和二衬，再施工上部初衬和二衬，施工过程中应制定详细的工艺流程、开挖步骤，做到随挖随撑，加强监测控制好冻土底板变形。

4.主要施工技术难点及控制要点

根据广州地区地层冻结法设计和施工经验以及该工程所处位置的自身特点，存在以下主要技术难点

（1）结构所处的土层为砂性土，含水量高，渗透性强，为透水土层，本段砂层分布广泛，且厚度大，连通好，和地表水水力联系密切，富水性强。在钻孔和开挖时，易发生涌水坍孔等事故。

（2）冻结施工地点离两侧珠江水系较近，有500多米。易受江面潮水起落影响，引起地下水的流动，造成一定的冷量损失。

（3）冻结地层离地面较近，顶板冻结边线离地面只有约2.4米，广州的气温较高，气温对地面的温度影响对冻结帷幕不利，以及积极冻结期主要位于雨季，可能对冻结效果影响比较大。冻结期浇筑混凝土，可能对混凝土本身的强度造成一定影响。

（4）地面有正在运营的地铁5号线，冻结区域离站厅较近，冻胀力释放控制不当容易引起车站站棚变形。同时冻结体顶板处有排水管路，冻结过程中很容易对管路造成冻胀挤压破坏，施工过程中需采取有效措施减小冻胀对附近构筑物的影响。

针对以上技术难点，施工过程中应做好以下技术要点的控制

（1）冻结施工前，应对该地层进行适当的改良性注浆，以减小流动性雨水、地下水等对冻结壁的影响，同时减小施工过程中的冻胀以及后期的融沉。

（2）钻孔时，采取二次开孔，首先将车站结构和连续墙开孔开通，在孔口安装专门的密封装置，再进行钻孔施工。采取跟管法钻进，冻结管兼做套管，一次性成孔，减少水土流失，控制对地层的扰动。控制冻结孔施工质量，在冻结孔长度、偏斜和密封性能上保证100%合格。

（3）冻结制冷量保留较大富余，设备考虑一定量的备用，以保证冻结施工的连续性，确保加固质量和施工安全。

（4）在地面站厅和冻结线位置施工一定量的水平卸压孔，安装压力表，进行动态监测，并结合沉降及变形监测情况及时进行卸压，控制冻胀力对周边环境的影响。

（5）开挖过程中采用分区、分台阶法、小断面、短步距的开挖方式，并及时进行临时支护，为减小开挖面冻结壁散热以及低温冻土对新浇筑混凝土的影响，初衬采用铺设木背板加型钢后喷射混凝土支护。随着开挖暴露面不断增大，必要时采取铺设保温层等保温措施。

（6）加强冻结过程中对盐水箱液面的测量，一旦发现盐水泄漏，及时汇报，并及时对现场所有盐水管路进行检查，首先判断是因冻结管断裂或焊接质量有问题出现的盐水泄漏（此盐水漏人冻结土体内），还是从冻结胶管或是盐水干管及阀门中泄漏的（此盐水未漏人冻结土体内）。若盐水漏人冻结土体外，直接根据情况及时修复，再恢复冻结；若盐水漏入冻结土体内，则要用排除法进一步确定是哪些组出现了问题，最后确定到具体的冻结管，采用下套管的方法，再恢复冻结。

在施工过程中，加强对地面、地层压力、土体温度、地层沉降进行监测，为指导施工。为减少融沉对结构的影响，在结构上预埋注浆管，施工结束后，进行跟踪注浆施工，控制融沉量，直至稳定。

本工程冷冻机于2012年3月23日开始正式运转，5月13日所有冻结孔开始冻结，6月16中间区域正式开挖，9月19日完成整个暗挖段二衬结构，施工取得了圆满成功。并且在此施工过程中所有监测数据正常，均在允许范围内，对周围构筑物及环境未造成任何重大影响。5结论

本文以广州地铁六号线大坦沙站方向与车站对接段加固隧道为工程背景，针对超大断面和复杂的工程地质条件，开展冻结法施工技术研究，获得以下几点结论：

（1）基于热力学原理，推导岩土冻结过程的水热力耦合控制微分方程组，获得适用于人工冻土的双屈服面本构模型，通过工程实例验证了模型的正确性。

（2）采用有限元软件对水平冻结过程冻结壁水热力耦合进行数值模拟，得出开挖产生最大变形位于冻土底板中间位置，根据数值模拟计算结果，进一步优化了冻结设计参数。

大断面巷道围岩控制技术研究 第12篇

某矿为了提高放煤效果和采出率, 加大工作面过风断面, 同时要解决通风与瓦斯问题, 巷宽增至4.5~6.0 m, 相应的回采巷道断面也增加到18~20 m2甚至更大。并且采高也越来越大, 有逐步向大采高综放开采的趋势发展。采高的增大必然导致回采巷道煤帮高度增大, 形成高煤帮、大断面巷道。巷道高度加大, 显著影响煤帮的稳定性与变形, 进而影响整个巷道围岩稳定, 给巷道支护带来很大困难[1,2]。

1 工程概况

1303综放工作面所采煤层为中侏罗统延安组3#煤层, 煤层倾角3°~12°, 地质构造简单, 煤层成单斜构造, 煤层厚度变化不大, 在13~18.8 m之间, 靠近煤层底部局部有0.2~0.6 m厚的炭质泥岩夹矸。

1301工作面回采巷道采用锚网索加钢带支护, 矩形断面, 净宽5.6 m, 净高3.8 m, 净断面21.28 m2。顶板选用φ18×2 400 mm左旋无纵筋等强螺纹钢锚杆, 锚杆间排距为800 mm×800 mm。锚索选用φ15.24×8 300 mm, 间距1 800 mm、排距3 000 mm, 并打在钢带上。钢带规格2 700 mm×280 mm×10 mm W型;网选用φ6.5 mm钢筋网100 mm×100 mm。巷道采用C25砼喷浆, 厚度100 mm;铺底采用C25混凝土, 厚度200 mm。巷道位移监测结果表明:巷道受采动影响时, 围岩变形量会急剧增大, 1301回风巷顶底板围岩移近速度最大为79 mm/d, 总位移量为1 000 mm以上;两帮移近速度最大为105 mm/d, 总位移量474 mm。1301工作面两回采巷道变形速度大, 支护效果不够理想, 顶底板和两帮变形速度和位移量都非常大, 而且有一定的底鼓。这是锚网带索支护方案设计不合理造成的。

2 回采巷道围岩变形破坏数值分析

本次数值模拟主要是运用美国Itasca公司推出的离散元软件UDEC3.1 (Universal Distinct Element Code) 。根据巷道形状, 巷道尺寸按宽5.5×高4.0 m, 考虑到边界效应, 将模型设计为59 m×60 m的正方形平面模型, 上边界载荷按采深435 m计算, 模型底边界垂直方向固定, 左右边界水平方向固定。

2.1 不同应力增高系数条件下煤巷围岩稳定性

为了研究特厚煤层大断面回采巷道受采动影响条件下, 巷道围岩变形破坏及演化规律, 在沿工作面推进方向上, 选取应力增高系数分别为1、1.5、2.0、2.5的垂直应力增高区域巷道断面, 设计模拟方案进行研究, 研究的结果如图1所示。计算模型在原有支护条件下, 巷道尺寸按宽5.5 mm×高4.0 m设计。

煤巷在应力增高系数为1.0时, 其处于稳定期间, 围岩塑性区范围较小, 顶板塑性区范围为2.55 m, 底板塑性区范围为2.13 m, 两帮塑性区范围各为1.66 m, 随着应力增高系数的增加, 即煤巷受采动影响加剧, 围岩塑性区范围扩大, 当应力增高系数为2.5时, 顶板塑性区范围为3.79 m, 底板塑性区范围为3.59 m, 两帮塑性区范围各为2.55 m, 破坏特征逐渐显现出来, 煤巷顶板下沉量和两帮移近量加剧, 尤其是底板拉应力塑性区较大。

2.2 不同巷道断面尺寸条件下围岩稳定性分析

为了研究不同断面尺寸条件下回采巷道围岩变形破坏及演化规律, 模拟方案设计如下:固定巷道宽度为5.5 m, 巷道高度依次取为3.0 m、3.5 m、4.0 m、4.5 m、5.0 m的5组模拟方案, 计算模型均为无支护条件, 对同类型模型均采取运行5 000时间步即停止, 其结果如图2所示。

从图2可以看出, 随着煤巷高度的增加, 其围岩的塑性区有以下分布规律: (1) 煤巷顶底板塑性区范围基本保持不变。巷高3.0 m时顶板有102个单元区域, 塑性区高度为2.96 m, 到5.0 m高时顶板有102个单元区域, 塑性区高度依然为2.96 m。煤巷两帮塑性区范围逐渐增大, 高3.0 m时两帮有100个单元区域, 塑性区范围1.55 m, 高5.0 m时两帮有220个单元区域, 塑性区范围2.34 m。由此分析可知, 顶底板塑性区变化与巷高关系不大, 而两帮塑性区变化与巷高有关。 (2) 分析两帮塑性区变化可知, 在5 000时间步条件下, 煤巷两帮的塑性区范围最大为2.34 m, 如果两帮塑性区得不到有效控制, 在集中应力作用下会导致两帮塑性区进一步加大。因此, 为了保证巷帮稳定, 需要对巷帮及时进行有效支护, 阻止塑性区的进一步扩大, 就2.4 m长的锚杆来说, 能够满足巷帮稳定支护的要求。

3 巷道支护参数

结合上述数值模拟分析结果优化了原巷道支护, 现巷道支护采用锚网索梁联合支护, 锚杆采用φ20×2 400 mm左旋无纵筋等强螺纹钢锚杆, 锚杆间排距800 mm×800 mm, 锚索采用φ17.8×7 900 mm钢绞线锚索, 间排距为1 600 mm×1 600 mm, 安装角为20°, 具体布置如图3所示。

4 巷道支护效果

为了检验巷道支护效果, 设立了1、2、3个测站进行观测, 测点位移变化如图4所示。

根据1、2、3测站从支护完成后开始对巷道表面位移进行观测的结果, 可以看出, 巷道两帮和顶底板位移在支护完成2个月左右趋于稳定, 巷道顶底板移近量较大, 1、2、3测点顶底板最大移近量分别为65 mm、71 mm、54 mm;两帮最大位移量分别为32 mm、23 mm、36 mm, 平均为30 mm;顶底板平均移近量达到了63 mm, 大于两帮平均位移量, 平均变形速率约0.7 mm/d, 巷道两帮变形量很小, 两帮最大位移量平均为30 mm, 平均变形速率约0.33 mm/d, 但现在围岩位移速度已趋于零, 巷道支护效果良好, 围岩变形得到了有效控制。

5 结论

1301工作面两回采巷道变形速度大, 支护效果不够理想, 顶底板和两帮变形速度和位移量都非常大, 而且有一定的底鼓, 是锚网带索支护方案设计不合理造成的。数值模拟分析结果表明:随着应力增高系数的增加, 破坏特征逐渐显现出来, 煤巷顶板下沉量和两帮移近量加剧, 尤其是底板拉应力塑性区较大。巷道宽度一定时 (5.5 m) , 随着巷道高度的增加, 顶底板的塑性区保持不变, 两帮塑性区增加, 顶底板塑性区变化与巷道高度关系不大, 而巷帮塑性区变化与巷道高度有关;随着巷道高度的增加, 顶板的应力集中程度逐渐变小, 而底板和两帮的应力集中程度逐步增大, 说明顶板应力随着巷高增加向两帮和底板传递。采取锚网索优化设计后, 巷道支护效果良好, 巷道围岩变形得到有效控制。

参考文献

[1]于斌.高强度锚杆支护技术及在大断面煤巷中的应用[J].2011, 39 (8) :5-8.