發(fā)布時間：2018-12-15 19:14

【摘要】：涌水或突水等地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重阻礙了工程施工進度、威脅著技術(shù)人員的生命安全及隧道后期運營的穩(wěn)定性。隨著地下涌水災(zāi)害逐漸增多及其引起的后果日趨嚴(yán)重復(fù)雜,而注漿技術(shù)是解決上述問題的常用手段,故深入研究動水漿液擴散理論、封堵機理及其工程應(yīng)用,可為涌水災(zāi)害治理提供理論支撐和技術(shù)支持。通過室內(nèi)試驗,根據(jù)試驗結(jié)果對比分析了玻璃纖維水泥漿液的物理力學(xué)性能,構(gòu)建不同類型的注漿模型及漿液封堵模型,研究了不同流型漿液的擴散規(guī)律及封堵機理,并將玻璃纖維水泥漿液成功應(yīng)用于齊岳山隧道現(xiàn)場注漿工程中,取得了良好的堵水效果。得出以下實用結(jié)論:(1)通過室內(nèi)試驗,依據(jù)試驗結(jié)果分析不同摻量的玻璃纖維對水泥漿液的流動性、抗拉抗壓強度及抗?jié)B性能的影響,得到隨著玻璃纖維摻量的增加,玻璃纖維水泥漿液的流動性、抗拉強度及抗?jié)B等級都有不同程度的提高,但是其抗壓性能表現(xiàn)出先提高后減小的特點,同時,明確了玻璃纖維水泥漿液各流型的臨界水灰比。(2)對不同隧道出水點的空間位置進行了系統(tǒng)的劃分,將動水漿液擴散分為迎水面及背水面兩種類型,根據(jù)涌水通道特點構(gòu)建了單一平板裂隙與單一圓柱管道動水注漿模型,并基于流體力學(xué)、流變力學(xué)及彈性力學(xué)相關(guān)理論,推導(dǎo)了不同流型漿液擴散方程,從理論上明確了動水漿液擴散計算公式。(3)根據(jù)已有文獻資料及室內(nèi)外試驗,確定了各注漿參數(shù)的取值方法,通過理論計算分析了各參數(shù)對漿液擴散規(guī)律的影響,在單一平板注漿中,迎水面漿液擴散較難,而在單一管道注漿中,漿液流型對漿液的擴散影響較明顯;同時,分析了單一平板與單一管道漿液封堵機理及封堵判據(jù),明確了最小封堵距離及臨界注漿量計算公式,為同類型工程提供理論依據(jù)。(4)將玻璃纖維水泥漿液運用到齊岳山隧道中堵水工程中,綜合運用地質(zhì)分析、物探與鉆探等方法,分別針對不同的出水點制定了堵水方案并進行了進一步的優(yōu)化,改善了水泥漿液流動性能,提升了注漿效果,提高了注漿成功率。
[Abstract]:Geological disasters such as water gushing or water inrush seriously hinder the progress of construction and threaten the safety of technicians and the stability of tunnel operation. With the increasing of underground water gushing disaster and its consequence becoming more and more complicated, grouting technology is a common method to solve the above problems. Therefore, the theory of hydrodynamic slurry diffusion, plugging mechanism and its engineering application are deeply studied. It can provide theoretical support and technical support for flood disaster management. Through laboratory tests, the physical and mechanical properties of glass fiber cement slurry were compared and analyzed according to the test results. Different grouting models and slurry plugging models were constructed, and the diffusion law and plugging mechanism of different flow types of slurry were studied. The glass fiber cement slurry has been successfully applied to Qiyueshan tunnel grouting project, and good water shutoff effect has been obtained. The following practical conclusions are obtained: (1) through laboratory tests, the effects of glass fiber content on the fluidity, tensile compressive strength and impermeability of cement paste are analyzed according to the experimental results, and the results show that with the increase of glass fiber content, The fluidity, tensile strength and impermeability grade of glass fiber cement slurry have been improved to some extent, but the compressive performance of glass fiber cement slurry has been increased first and then decreased, at the same time, The critical water-cement ratio of each flow pattern of glass fiber cement slurry is defined. (2) the spatial location of the outlet points of different tunnels is systematically divided into two types: the moving water slurry diffusion is divided into two types: facing water surface and back water surface. According to the characteristics of water gushing channel, a hydrodynamic grouting model of a single flat fissure and a single cylindrical pipeline is constructed. Based on the relevant theories of fluid mechanics, rheology and elasticity, the diffusive equations of slurry with different flow patterns are derived. The formula for calculating the diffusion of hydrodynamic slurry is defined theoretically. (3) according to the existing literature and indoor and outdoor tests, the method of determining the parameters of grouting is determined, and the influence of each parameter on the diffusion of slurry is analyzed by theoretical calculation. In a single plate grouting, it is difficult to diffuse the water surface slurry, but in a single pipe grouting, the slurry flow pattern has a more obvious effect on the slurry diffusion. At the same time, the mechanism and criterion of slurry plugging for single plate and single pipeline are analyzed, and the formulas for calculating the minimum plugging distance and critical grouting quantity are defined. To provide theoretical basis for the same type of engineering. (4) applying glass fiber cement slurry to the water shutoff project in Qiyueshan Tunnel, using the methods of geological analysis, geophysical exploration and drilling, etc. Water shutoff schemes were made for different water outlet points and further optimization was carried out, which improved the fluidity of cement slurry, improved the grouting effect and raised the success rate of grouting.
【學(xué)位授予單位】：山東科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：U456.33

【參考文獻】

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本文編號：2381152