盾构隧道新型浆液试验与应用研究

同步注浆的浆液类型、性能指标等对注浆效果影响很大.研究了以消石灰、粉煤灰、膨润土、砂、水和减水剂为原料的新型浆液,并制定了拌浆原材料要求和浆液性能指标评价管理标准.通过试验研究对新型浆液、惰性浆液和可硬性浆液的性能进行了对比,得出了新型浆液的综合指标优于其他两种浆液.对盾构机注浆设备进行改造后,在上海和苏州不同地层中现...     

同步注浆层刚度对盾构输水隧洞抗震性能的影响

在输水隧洞盾构施工过程中,将同步注浆层作为减震层可以加快施工进度,减少工程投入,具有重要的经济意义和技术价值。此次研究以具体工程为背景,利用数值模拟方式,探讨盾构施工输水隧洞同步注浆层刚度对隧洞抗震性的影响。结果显示,在盾构工程设计施工过程中,减小同步注浆减震层刚度可以有效提升输水隧洞抗震性。     

水泥水玻璃注浆加固黄土隧道富水软弱段试验研究

针对黄土隧道富水软弱段围岩强度低、自稳能力差,极易发生地质灾害的现状,在室内测定了水泥-水玻璃浆液不同配比下的凝结时间以及注浆加固时影响土体无侧限抗压强度因素的基础上,通过现场模拟试验,对水泥-水玻璃浆液配比、注浆压力、浆液扩散半径等技术参数和注浆加固后复合土体的强度进行了研究。结果表明:水灰比取1∶1、水玻璃浓度取30~35°Be'及水泥水玻璃体积比取1∶1制备的浆液凝胶时间较为合理;当土体含水率为20%、密度1. 8 g/cm3、水玻璃浓度35°Be'及浆液掺入比为15%时,其无侧限抗压强度最大;现场模拟试验表明:注浆压力在0. 4~1. 0 MPa时,浆液的扩散半径为0. 4~0. 9 m,加固后土体的力学性能有了较大的改善,其极限荷载为300 k Pa,变形模量为21. 48 MPa。     

基于离散元模拟的黏土劈裂注浆扩散特性

为从细观角度研究劈裂注浆对富含黏土隧洞的加固效果,依托滇中引水工程伍庄村隧洞进口段,采用离散元软件PFC^2D,基于离散元流固耦合理论、平板窄缝流动模型与Fish语言的二次开发,实现了注浆过程中浆液和土体颗粒的相互作用,建立了颗粒流劈裂注浆数值模型。研究了注浆时步、注浆压力、颗粒粒径比及黏结强度对浆液扩散半径及土体孔隙率的影响。结果表明:注浆压力是影响土体加固效果的主控因素,随着注浆压力的增大,浆液扩散半径不断扩大,孔隙率持续增加,与注浆孔距离越远,对孔隙率影响越小,存在最优注浆压力。土体细观参数对注浆后宏观力学特性有较为明显的影响,随颗粒粒径比和黏结强度的增大,浆液扩散半径及孔隙率明显减小。将数值模拟结果与室内模型试验结果对比,发现二者趋势吻合较好,与实际相符,验证了所建立的注浆数值模型的正确性。     

基于CW环氧浆液流变性的注浆扩散理论研究

为建立更符合实际的化学注浆扩散模型,针对CW环氧浆液的流变性能进行了多组黏度时变性试验研究,结果表明温度不变时各种配比浆液的黏度和时间存在一定的指数函数关系。结合球形、柱形注浆扩散理论,对环氧浆液的注浆量和注浆扩散半径公式进行了时变性优化。通过分析优化公式,显示环氧浆液在渗透过程中呈减速运动;当各种环境系数保持不变时,注浆最大注浆量和最大扩散半径取决于黏度与时间函数关系中参数的乘积。对比了各组环氧浆液的函数参数乘积,得到黏度增长较慢的浆液具有更好的注浆扩散能力。     

盾构法隧道施工同步注浆材料研究

 为满足隧道盾构施工工法要求，研制了水泥、粉煤灰、膨润土、水玻璃系双液塑性同步注浆材料。探讨了材料组分对注浆材料流动性、凝胶特性、稳定性、强度等的影响，解决了大水灰比水硬性浆液的长期稳定性问题，较好地统一了材料的长期稳定性、早期强度等因素与施工性能的矛盾，浆材具有良好的综合性能，能满足同步注浆施工自动化技术要求。     

富水强蚀变岩洞段注浆模拟试验及应用研究

针对某深埋隧洞工程富水强蚀变岩ＴＢＭ洞段存在的塌方、挤压大变形和流沙等问题,通过选取强蚀变岩为试验材料进行注浆模拟试验,研究了浆液在围岩中的扩散范围和固结强度特征,以及注浆方位对注浆效果的影响。研究结果表明:强蚀变岩块状渣体含量越高,浆液扩散越容易,围岩固结效果越好;距离注浆管越近处的围岩固结性能越好,灌浆材料发泡倍数越低,围岩固结强度越高;不论何种注浆方位,侧面取样强度要高于顶面取样强度。在此基础上,结合现场情况对富水强蚀变岩ＴＢＭ洞段护盾部位和掌子面部位的注浆参数及支护设计进行了优化,达到了预期的止水和围岩加固效果。     

隧洞衬砌段渗水修复施工技术介绍

针对珊溪水利枢纽平苍引水一期工程3标段隧洞衬砌后少数部位渗水,且时间长后渗水部位出现钙化现象,采用堵漏王、赛柏斯、亲水型浆液注浆三种堵漏措施处理后,效果良好.     

椭圆形裂隙渗透注浆模拟试验研究

通过椭圆形裂隙渗透注浆模拟试验装置进行渗透注浆模拟试验,研究了裂隙宽度、注浆压力、水灰比、注浆时间对浆液扩散距离和注浆量的影响。结果表明:水灰比对浆液扩散距离和注浆量影响最大,注浆时间对浆液扩散距离和注浆量的影响最小;浆液扩散距离和注浆量与裂隙宽度、注浆压力、水灰比、注浆时间成正比,浆液扩散距离和注浆量随水灰比的增长率逐渐提高,随裂隙宽度、注浆压力、注浆时间的增长率逐渐降低。     

渗透注浆浆液扩散与注浆压力分布数值模拟

基于非稳定渗流公式,推导了渗透注浆的浆液渗流基本微分方程,随后将其由直角坐标系下的解析形式转换成极坐标系下的解析形式,并将其数值化离散,且给出合理的初始条件、边界条件与边界条件处理方法,得到了计算浆液渗流的有限元模型。最后对实际注浆工程进行计算。结果表明,计算结果与工程实际符合良好。柱状注浆和非溶性浆液注浆在开始阶段均十分容易灌注,而后随浆液扩散半径的增加,灌注的难度越来越大,且非溶性浆液注浆较柱状注浆的难度大得多。     

大直径盾构高富水地层壁后双液注浆技术研究与应用

控制长距离大直径成型隧道壁后注浆质量，防止掘进中发生喷涌、管片上浮、破损、错台是保证成型管片质量的一项技术难题。采用新型同步双液浆（水泥浆和聚丙烯酰胺水溶液混合物），有效提高了浆液的粘稠度，使浆液成为塑性体或固体，缩短了浆液初凝时间，大幅度减小了地下水对浆液的稀释量，有效填充了壁后空隙，从而减小管片的上浮量，保证了成型隧道质量。     

千米立井动水注浆特性研究

壁后注浆是治理煤矿立井突水最行之有效的手段,而注浆的最主要对象就是壁后岩层中的裂隙,为研究岩层裂隙中浆液的扩散规律,根据牛顿摩擦阻力定律及力的平衡定律推导出裂隙动水注浆模型。分析研究了水流对浆液扩散的影响,分别得出了顺水流方向与逆水方向浆液的扩散模型,通过模型得知顺水水流有利于提高注浆效果,逆水水流对浆液扩散半径的影响程度比顺水水流大,得出不同水流方向条件下浆液的扩散半径与注浆压力之间的关系及扩散半径与注浆时间的关系。     

南水北调中线工程采空区注浆处理试验研究

根据南水北调中线工程某采空区充填注浆对比试验,优化了工程注浆处理参数,选定较优的注浆材料、孔排距、注浆压力、结束标准等。根据钻孔弹性波CT速度成像剖面,结合钻孔情况、注浆情况综合判断采空区注浆处理效果,结果表明:孔排距为18 m×18 m情况下,水固比为1∶1的大掺量粉煤灰水泥浆液本身流动性较好;当孔口压力为1.0～1.5MPa,泵量小于10 L/min,并稳定10 min,即可结束灌浆施工。通过综合判断,该注浆处理方法能达到预期的充填效果。     

引水隧洞富水洞段全断面超前帷幕注浆圈厚度优化研究

轿顶子电站施工过程中,隧洞围岩破碎严重,出现大量涌水.文章以轿顶子电站发电引水隧洞为例,利用数值模拟的方式探讨了注浆加固圈厚度对工程效果的影响,综合考虑注浆加固工程效果和工程成本,建议采用厚度为6.0m的注浆圈厚度.     

幂律型流体劈裂注浆机理研究

劈裂注浆技术已广泛应用于各种地下工程之中,但其理论研究远落后于工程实践。为了明确幂律型流体劈裂注浆机理,基于平板裂缝模型及幂律型流变方程,推导出幂律型流体劈裂注浆最大扩散半径计算公式,并分析其适用范围及参数确定方法,最后通过现场注浆试验对其进行验证。结果表明:① 劈裂注浆最大扩散半径与起裂注浆压力、浆液锋前压力、裂缝劈裂宽度、黏度系数、浆液平均流动速率及流变指数等有关;②通过分析浆液最大扩散半径与注浆压力差之间的关系,发现注浆压力差越大,浆液最大扩散半径越大;同时,根据裂缝宽度与浆液压力差的关系,可知裂缝宽度越大,所需要的注浆压力差越小;③根据工程试验结果,得到幂律型流体劈裂注浆最大扩散半径理论计算值与实际测量值之间的误差,验证了幂律型流体劈裂注浆最大扩散半径计算公式的正确性与可行性。研究成果可为同类型注浆工程提供一定的理论支撑与技术支持。     

速凝浆液岩体倾斜裂隙注浆扩散模型研究

针对以往渗透注浆扩散模型常以水平平板裂隙面为前提,未考虑岩体裂隙面产状对注浆扩散机制的影响问题,选取工程地质灾害处理中常用的水泥-水玻璃双浆液(C-S浆液)为速凝类注浆材料,将C-S浆液流型看成是具有黏度时变性的宾汉流体进行分析。基于流体力学理论及粗糙裂隙等效水力开度的确定方法,同时考虑了浆液自重作用的影响,建立了恒速率注浆条件下反映浆液黏度时空变化的倾斜裂隙注浆扩散模型。在此基础上,推导了浆液扩散区内的黏度及压力时空分布方程,定量确定了注浆压力与注浆时间及浆液扩散距离的关系。最后,借助于室内试验和有限元分析程序,研究了恒速率注浆时不同裂隙面产状下的浆液扩散规律,并将数值模拟结果与理论计算值进行对比,进一步验证了所建立的注浆扩散模型的有效性和合理性。研究成果可为注浆工程速凝类浆液注浆参数的确定提供借鉴。     

乐滩水库输水隧洞煤矿采空区注浆材料试验研究

煤矿采空区治理技术是经采空区隧洞工程施工的技术难题之一.根据采空区注浆技术要求及特点,系统研究掺粉煤灰水泥浆浆材的工程特性及其应用于隧洞经过采空区注浆处理的适宜性,在分析采空区注浆各技术参数与配合比之间关系后推荐最佳配合比设计参数.     

输水隧洞涌水及线流段止水注浆施工方案

本文论述了输水隧洞TBM涌水及线流段止水注浆的施工过程,对施工方案及施工工艺等环节进行了系统的阐述,提出了在施工过程中应注意的问题,为类似条件输水隧洞止水注浆施工提供借鉴.     

影响离析浆液扩散过程的主要因素研究———基于莽山水库工程注浆工程

为研究全风化花岗岩地层中不同注浆工况下扩散距离、注浆量变化规律，基于莽山主副坝全风 化花岗岩帷幕注浆工程现场测试、室内试验数据开展了注浆参数影响因素分析，在考虑注浆量及浆液扩 散时对注浆时间的选取提出设想并得到验证，采用非稳态达西渗流运动模型推导出注浆过程中浆液扩 散方程，运用数据分析软件对试验数据进行拟合，得到了具有较高精度的模型，且拟合效果较好。研究 成果可帮助学者对离析浆液在全风化花岗岩地层中的运移过程及扩散规律有更深刻的了解，从而为实 际注浆工程中针对于松散地层钻孔间距的设置提供理论参考和指导。     

地表预注浆加固TBM施工隧洞浅埋冲沟段施工效果分析

针对新疆某隧洞引水工程TBM施工隧洞穿越浅埋冲沟段地质情况,提出采用地表注浆加固的方案进行超前处理,并论述地表预注浆加固处理施工方案。结果表明:浅埋冲沟段地表预注浆,提高了破碎围岩的整体性及强度,降低了围岩裂隙的透水性,改善了隧洞的成拱效应,保障了TBM掘进施工安全。结果可为类似工程处理提供参考。