高黏性浆液在富水破碎带隧道涌水治理中的应用

作     者：程鹏达 付钢 刘保林 费敏锐 王道增 CHENG Peng-da;FU Gang;LIU Bao-lin;FEI Min-rui;WANG Dao-zeng

作者机构：上海大学机电工程与自动化学院上海200072 中国中铁二院重庆勘察设计研究院有限责任公司重庆400023 上海大学上海市应用数学和力学研究所上海200072 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(10972134 11032007) 上海市力学在能源工程中的应用重点实验室资助项目 上海市高校创新团队资助项目 

出 版 物：《上海大学学报（自然科学版）》 (Journal of Shanghai University:Natural Science Edition)

年 卷 期：2014年第20卷第6期

页      码：791-801页

摘      要：富水破碎带隧道的涌水常常会引起一系列地质灾害,其中高黏性浆液作为一种治水材料,在富水破碎带的治水过程中发挥了积极的作用.实验测量得到了常用水泥浆液和高黏性浆液黏性随时间变化的规律,并分析黏度变化对注浆治水的影响.引入孔隙率、渗透率动态模型,建立了适用于富水破碎带注浆治水的流固耦合数学模型,分析了高黏性浆液注浆过程中压力梯度、应变率和孔隙率变化,确定高黏性浆液流动半径.结合浅层填充挤压、深层高压挤密的注浆思路设置了排水减压孔,参考计算结果设计试验方案.通过监测隧道涌水量和检测钻孔取芯,验证了数学模型和试验方案的合理性.试验结果表明,隧道涌水量下降了97%,达到了封堵涌水的目的;现场芯样充填饱满密实,抗压强度较原始地层提高了2～4倍,围岩整体防渗性能和稳定性得到大幅提升.该结果不仅验证了数学模型的合理性,还为类似地层治水处理提供了新的思路.

主 题 词：黏性 注浆 耦合 孔隙率 压力梯度 

学科分类：081406[081406] 08[工学] 0814[工学-地质类] 082301[082301] 0823[工学-农业工程类] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1007-2861.2014.06.016

馆 藏 号：203151011...