• ISSN 0258-2724
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地下工程裂隙型涌水超前注浆治理方法

刘人太 郑卓 李术才 张庆松

刘人太, 郑卓, 李术才, 张庆松. 地下工程裂隙型涌水超前注浆治理方法[J]. 西南交通大学学报, 2019, 54(1): 48-54. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20170551
引用本文: 刘人太, 郑卓, 李术才, 张庆松. 地下工程裂隙型涌水超前注浆治理方法[J]. 西南交通大学学报, 2019, 54(1): 48-54. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20170551
LIU Rentai, ZHENG Zhuo, LI Shucai, ZHANG Qingsong. Pre-excavation Grouting to Prevent Water Inflow of Jointed Rock in Underground Construction[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2019, 54(1): 48-54. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20170551
Citation: LIU Rentai, ZHENG Zhuo, LI Shucai, ZHANG Qingsong. Pre-excavation Grouting to Prevent Water Inflow of Jointed Rock in Underground Construction[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2019, 54(1): 48-54. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20170551

地下工程裂隙型涌水超前注浆治理方法

doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20170551
基金项目: 国家自然科学基金面上资助项目(51779133);国家重点研发计划课题(2016YFC0801604);国家自然科学基金联合基金资助项目(U1706223)
详细信息
    作者简介:

    刘人太(1984—),男,副教授,博士,研究方向为地下工程水害预报及治理,E-mail: rentailiu@163.com

  • 中图分类号: TU45

Pre-excavation Grouting to Prevent Water Inflow of Jointed Rock in Underground Construction

  • 摘要: 针对地下工程裂隙型涌水超前注浆问题,通过钻探获取裂隙频率信息,并采用分段压水试验的方法,对围岩的渗透系数进行了测定;采用数理统计方法对所测数据进行分析,获得其统计规律;借助于涌水量计算理论,依据设计时确定的涌水量容许值,计算得到了所需封堵裂隙宽度的最小值,为注浆材料的选择提供依据;根据所选注浆材料分析了浆液扩散规律并确定了注浆方法与注浆参数;采用流动维度理论对注浆过程中PQT曲线进行了分析,并通过开挖检验对注浆封堵效果进行了评估. 研究结果表明:拱顶与侧壁无明显渗水,涌水量小于0.01 m3/h,达到了渗漏水控制标准以及注浆封堵的目标;实际开挖后的涌水量比预测值低50%,误差在合理范围内.

     

  • 图 1  裂隙频率分布

    Figure 1.  Fracture frequency distribution

    图 2  渗透系数分布

    Figure 2.  Permeability distribution

    图 3  渗透系数拟合曲线

    Figure 3.  Permeability fitted curve

    图 4  基于现场试验的等效隙宽统计分布

    Figure 4.  Calculated hydraulic aperture based on the results of field test

    图 5  预测涌水量随最小封堵隙宽的变化曲线

    Figure 5.  Variation of predicted inflow according to different smallest sealed fracture

    图 6  注浆设计流程

    Figure 6.  Grouting design diagram

    图 7  注浆钻孔布设

    Figure 7.  Grouted borehole layout

    表  1  试验测定的不同浆液的物理力学性能

    Table  1.   Tested physical and mechanical properties of different grout

    参数 超细水泥浆液
    A B C
    水灰比 2.0 1.5 1.0
    屈服应力/Pa 0.31 exp(t/2 500) 1.01 exp(t/2 500) 1.60 exp(t/2 500)
    浆液粘度/(Pa•s) 0.068 exp(t/2 500) 0.037 exp(t/2 500) 0.022 exp(t/2 500)
    浆液密度/(kg•m–3 1 270 1 360 1 510
    bmin/µm 40 44 50
    bcrit/µm 66 + t/312 72 + t/312 80 + t/312
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-07-12
  • 修回日期:  2017-09-21
  • 网络出版日期:  2018-07-29
  • 刊出日期:  2019-02-01

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