基于数值模拟的断层破碎带隧道注浆方案优选分析

断层破碎带会引发隧道突水突泥等地质灾害,在造成人员伤亡的同时,还会造成经济损失和工期延误。为解决断层破碎带在隧道施工过程中的突涌水问题,以大凉山1号隧道断层破碎带为工程背景,根据工程地质条件与水文地质特性将隧道划分为不同的风险等级,并提出采用纯水泥浆或水泥-水玻璃双浆注浆材料对不同风险等级的隧道段分别采用开挖后周边注浆、周边深孔预注浆、全断面深孔预注浆的注浆措施。此外,采用COMSOL软件建立注浆后的数值模型,以研究隧道应力及注浆后的渗流变化规律。研究结果显示,注浆有效缓解了应力集中现象,同时也减少了渗流集中现象,从而降低了施工过程中隧道突涌水的发生率。     

关于岩溶隧道帷幕注浆材料选择的探讨

通过歌乐山隧道帷幕注浆工程实例,介绍单液水泥浆、双液浆(水泥-水玻璃浆)、超细水泥类浆液在不同注浆条件下的适用性和注浆效果,提出岩溶隧道帷幕注浆材料的选择应以改良的单液水泥浆为主要材料,其它材料作为补充。并介绍了三种材料在工程实践中的应用方法。     

盾构隧道新型水玻璃注浆材料的研究

针对隧道注浆工程用普通水泥一水玻璃双液注浆材料存在凝胶时间不稳定、产物稳定性和抗地下水侵蚀性能差等主要问题,结合普通水泥.水玻璃快速胶凝和碱激发硅铝质胶凝材料的特点,建立了高性能水玻璃悬浊型双液注浆材料的理想结构模型,并通过水泥复合偏高岭土-水玻璃注浆材料的Na 固化性能和抗水溶蚀性能进行了试验验证,结合IRm和SEM微观测试分析手段提出其组成结构应是以(Na,Ca)-Si-Al-H类沸石凝胶物质(后期生成)为主、C-S-H(早期生成)为辅的复合共存密实结构.     

高速公路隧道穿越断层破碎带施工技术探讨

麻(城)武(汉)高速公路大别山隧道出口段穿越断层破碎带时围岩破碎、掉块严重、裂隙水发育,施工中通过超前地质预报对地质情况进行预判,采用超前小导管辅以水泥-水玻璃双液注浆止水加固、正台阶法开挖的施工方案,取得了良好的工程效果。     

奥陶系灰岩顶部超前区域注浆浆液选配分析

煤矿底板注浆加固或改造广泛采用水泥基浆液,而由于注浆材料和浆液性能的差异,在注浆实践中缺少对注浆材料的合理选配及浆液类型和配比的有效调控,致使超前注浆效果难以达到预期目标。针对上述问题,以邯邢矿区奥灰顶部注浆改造为背景,通过分析奥灰顶部宏、细观发育特征,结合当地注浆所用水泥、黏土和粉煤灰等注浆材料的粒径分布特征,对注浆材料进行了合理选配;考虑水灰比、水玻璃掺量、奥灰水化学类型、固相比等因素,对水泥基浆液的物理力学性质进行了正交试验,得到了水泥基浆液物理力学性质及其主控因素。研究结果:奥陶系灰岩顶部峰峰组七段岩层富水性和渗透性大于其上部峰峰组八段,细观空隙中数量占比以闭合裂隙和微张裂隙为主,均值分别为120 μm和420 μm,宽张裂隙和中张裂隙在裂隙面积中占主要比例,具有较好延展性;奥灰顶部注浆改造过程中可采用水泥-粉煤灰或水泥黏土浆液进行“垫底式”充填注浆,而后采用水泥浆液对微小裂缝和闭合裂隙进行升压注浆或劈裂注浆;水泥浆液、水泥-粉煤灰浆液、水泥-黏土浆液的凝结时间主控因素均为水玻璃掺量,水泥浆液黏度的主控因素为水玻璃掺量,水泥-粉煤灰浆液和水泥-黏土浆液黏度主控因素均为水灰比,水泥浆液和水泥-粉煤灰浆液结石率主控因素均为水灰比,水泥-黏土浆液结实率主控因素为水玻璃掺量,三种浆液抗压强度和抗折强度主控因素均为水灰比;综合注浆工艺、承压含水层静水压力、受注地层特征等因素,得到了满足静水压力10 MPa的奥灰顶部适用性的配比浆液和调控工艺,可为奥灰顶部超前区域改造注浆材料选配和浆液调控提供借鉴和参考。     

浅埋暗挖法改良淤泥地层注浆方案选取的试验研究

针对温州地区典型软弱土性质,结合温州市附二医地下人行通道工程,利用普通水泥-水玻璃浆液、超细水泥-水玻璃浆液、HSC注浆液3种改良土壤的注浆材料进行一系列室内试验和现场注入试验。室内试验和现场注入试验表明,同掺量超细水泥与普通水泥的加固效果比较,处理后土体强度相当,超细水泥凝胶时间长、易受地下水稀释影响、超细水泥浆价成本为普通水泥的3倍左右,故提出对温州典型淤泥质地层的加固,采用普通水泥-水玻璃双浆液代替超细水泥浆液作为注浆材料。现场注入试验表明,相同注浆时间下,浆液扩散半径和土体抗压强度随注浆压力的增大而增大;相同注浆压力下,浆液扩散半径均随注浆速度的增大而增加,但随着注入速度的增大,增长趋势减缓。经过现场注入试验确定注浆关键参数：浆液扩散半径为1.0～3.0 m,注浆终止压力1.0～1.5 MPa,注浆加固厚度为4～5 m。注浆后,采用分析法和开挖后取样法检查注浆效果,结果表明,注浆效果符合设计施工要求。此注浆方案的成功应用,对富含深厚软黏土的温州地区及长三角地区地下工程的注浆加固具有非常重要的借鉴意义和广泛的应用前景。     

地表预注浆加固公路隧道浅埋偏压破碎围岩效果分析

 针对广福隧道一段浅埋偏压破碎围岩的实际情况,为提高围岩强度,降低围岩的通透水性能,改善隧道成拱的作用,进而达到保护水资源、保证工程安全之目的,提出了采用水泥单液浆和水泥水玻璃双液浆的地面高压预注浆处治措施,并通过数值计算和现场试验详细分析了处治效果。综合分析表明：注浆处理后,围岩完整程度和强度明显提高,隧道断面净空收敛和拱顶下沉稳定速度较快,最终变形值较小,初期支护和二次衬砌整体受力特征得到很大改善,注浆处治效果非常显著。     

多雨及软弱围岩地区隧道施工中的水泥-水玻璃双液注浆施工工艺

在围岩节理、裂隙发育地质条件下,为保证隧道在多雨季节施工时的洞口围岩稳定及施工安全,通过应用大管棚加注水泥-水玻璃双液浆技术,达到了预期效果。结合工程实践,从浆液材料、配比、注浆压力、注浆量及注浆要点等方面,对大管棚加注水泥-水玻璃双液浆技术进行了总结,以期为同类工程施工提供借鉴。     

江底取水隧道修复围岩注浆材料性能试验研究

为了对苏南某电厂江底取水隧道突涌段修复需进行注浆加固,本文从水玻璃掺量、波美度大小、粉料比例三个方面进行了试验研究,研制出一种复合注浆材料,并给出其配比关系。该复合注浆材料与传统注浆材料相比,具有凝胶时间可控、抗压强度高、环境友好等优点,在江底输水隧道修复中具有显著的优越性和实用性,也可以用于富水地层环境下软弱土层加固以及隧道壁后填充和衬砌间加固。     

坡桑隧道高压富水岩溶处治技术研究

通过对坡桑隧道高压富水岩溶区进行理论分析和现场试验,提出高压、密孔、超细材料、反复检查、逐渐强化的渐进式注浆方案,并对注浆机理和注浆效果进行了研究和验证,得出结论:(1)高压富水条件下注浆,注浆材料要具有不分散的特性并且注浆浆体要迅速达到所需要的强度;(2)高压富水注浆实质是在隧道开挖面进行再造围岩,改良地质条件;(3)通过注浆在隧道周围形成的注浆加固圈有效地起到了加固围岩和堵水的作用。     

甬台温客运专线黄毛山隧道帷幕注浆施工技术

通过超前地质预报对黄毛山隧道Ⅳ级围岩地段DK152+000～DK152+050区段的工程地质和水文地质进行评估和预测,按照"以堵为主,限量排放"的原则,采用帷幕注浆进行堵水加固围岩以保证施工安全。通过现场试验确定了帷幕注浆技术参数,并通过在工作面钻注浆孔,再向孔内压注水泥(或水泥-水玻璃等)浆液,浆液将一定范围内围岩裂隙中的水挤出,保证围岩裂隙被具有一定强度的混合浆体充填密实,并与岩体固结成一体,形成了止水帷幕,为黄毛山隧道的安全生产、顺利贯通打下了坚实基础。     

富水破碎岩体注浆加固模拟试验及应用研究

设计了一套适用于富水破碎岩体的注浆加固模拟试验装置。选用PO42.5水泥、SAC42.5水泥和自主研发材料对富水破碎灰岩体进行了注浆加固试验。在分析加固结石体的单轴压缩试验结果的基础上,研究了注浆压力、注浆材料和破碎岩体间泥质充填物对注浆加固效果的影响和作用规律。采用极差分析法确定了影响注浆加固效果的主控因素及各因素间相互作用关系。验证了自主研发材料用于富水破碎岩体注浆加固治理的效果显著优于传统水泥材料。将上述试验结论成功用于指导工程实践,取得了良好的注浆治理效果。     

动水大高程地面双液注浆堵水关键技术浆液凝固性能试验研究

水泥-水玻璃在灌浆、堵水等工程中具有广泛的应用,而浆液的凝胶时间对灌浆、堵水等工程的顺利进行起着直接的影响,本文通过对不同水灰比、不同水玻璃用量的水泥水玻璃浆液的凝固性能进行试验分析,选取适当的配合比浆液对安徽省淮南市某矿进行从地面向地下注浆堵水工程。     

注浆材料的发展及其应用

主要综述了注浆材料的发展状况,介绍了水泥浆材、化学浆材、水泥-水玻璃浆材、无水泥熟料的水玻璃-工业废渣绿色浆材等注浆材料的特性与应用。     

注浆材料的发展及其应用

主要综述了注浆材料的发展状况,介绍了水泥浆材、化学浆材、水泥-水玻璃浆材、无水泥熟料的水玻璃-工业废渣绿色浆材等注浆材料的特性与应用。     

速凝浆液抗分散性质与凝胶性能试验研究

 为了科学评价注浆浆液的抗分散性质与凝胶性能,设计速凝浆液抗分散性质试验装置,能够模拟浆液在未凝胶之前即受到动水冲刷的关键过程。利用该装置开展水泥水玻璃浆液与改性聚氨酯浆液的抗分散性质试验,并定义浆液留存率指标,对速凝浆液在动水条件下的抗分散性质进行定量评价。试验表明：水泥水玻璃浆液在较小动水流速条件下抗分散性能较好,随着动水流速的增大,浆液留存率迅速减小,其抗分散性质还受到水灰比、水泥浆与水玻璃体积比等因素的影响;改性聚氨酯浆液在较大动水流速条件下仍具有较高的浆液留存率,较水泥水玻璃浆液具有更为优良的抗分散性质和凝胶性能。根据速凝浆液抗分散性质与凝胶性能的试验分析结果,提出突水灾害治理注浆浆液的选择原则与综合治理措施。     

新型改性水泥-水玻璃复合注浆材料加固砂卵石地层研究

为保证砂卵石地层超浅埋暗挖下穿某城市快速路施工安全，通过试验自主研发改性水泥-水玻璃注浆材料，选择合适的浆液进行预加固，并添加缓凝剂和硫酸铜改善水泥-水玻璃注浆材料的性能。结果表明，缓凝剂的添加使得凝胶时间可控；硫酸铜的添加改善了结石体与混凝土或岩体界面的状况，使得抗压强度显著提高；钢渣微粉的添加提高结石体的致密性，抗渗性能提高。现场施工表明，自主研发的改性水泥-水玻璃注浆材料对砂卵石地层超浅埋暗挖施工效果良好，保证了施工的安全。     

双液注浆技术在富水黄土隧道加固中的应用

富水黄土隧道在施工过程中极易产生塌方、掉块、冒顶、衬砌开裂、渗漏水、底板隆起等病害,严重威胁施工人员及机械安全,增加施工成本。依托吉河高速乔原隧道的工程实例,深入研究其工程特性,在此基础上利用水泥—水玻璃浆液进行注浆加固,分析其施工工艺,并通过现场观察、室内试验手段对注浆加固效果进行评价,研究成果可为类似工程提供借鉴意义。     

磷酸含量对水玻璃注浆液加固砂层影响研究

针对暗挖地铁隧道穿越富水砂层时注浆加固问题,研究磷酸-水玻璃注浆材料各种性质,得到磷酸含量对水玻璃注浆液加固砂层的影响。选用水玻璃作为注浆加固材料,通过调配浆液中磷酸的掺量,进行砂土加固试验和剪切试验,进而得到了不同配比浆液对砂层加固性能改良的效果。研究表明：当磷酸-水玻璃浆液呈现酸性时,浆液加固的固砂体粘聚力随磷酸含量升高而降低;当磷酸-水玻璃浆液呈现碱性时,浆液加固的固砂体粘聚力随磷酸含量升高而升高,且酸性浆液整体加固效果要优于碱性浆液加固效果。     

地铁隧道穿越断层破碎带预注浆加固技术研究

通过青岛地铁4号线人民会堂站F1断层破碎带超前预注浆工程实践,开展浅埋大断面地铁隧道穿越断层破碎带预注浆加固治理技术研究,探索治理浅埋大断面地铁隧道穿越断层破碎带的有效手段,研究结果表明:对于浅埋大断面地铁隧道,采用先探测后注浆、地表与洞内联合注浆的综合治理方法是治理断层破碎带塌方的有效手段;对于临海断层破碎带,为防止海水离子对断层破碎带及车站结构的不断侵蚀作用,可考虑在车站两侧采用水泥—水玻璃和硫铝酸盐水泥材料,中间区域采用普通水泥和硫铝酸盐水泥材料,在保证车站开挖安全和稳定性的前提下,尽可能的降低施工成本。