深部巷道围岩裂隙注浆加固浆液扩散规律研究

目的为了解决深部巷道围岩裂隙注浆加固难题,方法采用现场矿压观测、数值模拟等方法,结果研究得到深部巷道围岩破坏特征:深部巷道呈现“顶、帮、底”全断面大变形现象,围岩破坏深度显著增加;深部巷道围岩由浅至深形成裂隙发育区、裂隙扩展区和原生裂隙区,其中裂隙扩展区裂隙较小,注入难度较大。采用数值模拟方法,分析裂隙特征、注浆压力、浆液水灰比等因素对浆液扩散特征的影响规律,结果表明:裂隙开度对浆液扩散半径影响显著,而裂隙粗糙度的影响较小;对于裂隙开度较大的裂隙发育区,采用常规注浆压力;对于裂隙扩展区,裂隙开度较小(小于0.10 mm),应采用高于10 MPa的注浆压力;浆液扩散半径与注浆压力、水灰比呈正比,但对于深部微围岩裂隙而言,注浆压力存在临界点,不应盲目增大注浆压力,选取水灰比时,应综合考虑浆液扩散半径和浆液析水效应。结论对于注浆工程而言,选取浆液配比及注浆压力时,应考虑巷道开挖后围岩裂隙开度的发育状态。

流固耦合作用下含不同长度裂隙灰岩注浆加固特性试验研究

黄河北煤田因矿井水害影响,安全高效开采煤炭资源成为矿井发展的关键瓶颈。注浆技术是当前解决矿井水害问题的重要手段,不仅能解放大量受到水害威胁的煤炭资源,而且对保护地下水资源具有积极意义。对黄河北煤田邱集煤矿取得的灰岩试样开展室试验,观察了灰岩的细观特征,获取了流固耦合作用下含不同长度裂隙灰岩的力学特性及注浆加固特性,通过理论分析得到了灰岩随预制裂隙长度变化时,起裂强度的变化规律,分析了注浆加固机理。结果表明:注浆后岩石的强度、韧性得到明显改善,注浆前的灰岩有明显的脆性特征,注浆后灰岩的脆性降低延性增强;注浆加固体的破坏程度随着裂隙长度的增加越来越剧烈,当裂隙长度较大时伴随有水平方向的裂隙发育;注浆加固体的峰前渗透率的降低程度较小,峰后渗透率有明显的降低,灰岩渗透率最大阶段产生在峰后阶段、而渗透率最小的阶段发生在应力–应变曲线的线弹性阶段,并且裂隙长度越长越容易出现渗透率双峰现象。使用连续介质力学理论推导得到了注浆加固体起裂强度和断裂韧度的计算式,理论证明了注浆加固体的强度大于原岩试样;岩石弹性模量与注浆形成的结合体的弹性模量的差异越大,注浆对岩石强度的影响越弱。

道路注浆加固机理及技术设计参数的研究

注浆技术被广泛应用于路基加固,具有少扰动、免翻挖等优点,所需施工周期短,对交通影响小,符合旧路修复改建的未来发展趋势。为促进道路发展,文章针对现有研究,明确注浆技术路基加固机制,对不同情况进行总结,梳理并确定道路热沥青注浆技术设计参数,提出对应的设计流程;同时,分析道路注浆加固系统的加固机理和注浆施工工艺,明确其质量控制方法;最后结合道路注浆加固中存在的不足和发展趋势提出前景展望,可为道路注浆加固性能探究及其工程应用提供依据,为后期道路注浆加固的综合评价提供新的视角和依据。

豫东黄泛区砂土体注浆加固工程的施工工艺及质量控制研究

本文针对豫东黄泛区砂土体注浆加固工程的施工工艺及质量控制展开研究,通过对砂土体特点分析、注浆加固工艺研究、注浆工程质量控制和砂土注浆加固工程案例分析,探讨了浆液与土体相互作用机理,对注浆技术进行分类和研究。研究发现现有理论多认为注浆裂缝是一次性形成,没有考虑其动态扩展特性,对注浆单缝动态扩展过程和扩散规律研究不够深入。因此,本文在注浆技术研究上取得了一定的研究成果,对工程实践具有一定的指导意义。

我国巷道围岩注浆加固技术研究现状及发展趋势

基于我国巷道围岩注浆技术的研究现状,从巷道围岩注浆加固理论、注浆工艺、注浆材料、注浆参数、注浆效果评价5个方面进行了分析与论述。探讨了目前巷道围岩注浆加固技术存在的问题,提出了巷道围岩注浆加固技术的发展趋势:设计与开发模拟浆液扩散设备;研发价格低廉、毒害小的化学类注浆材料;建立一套注浆工艺选择标准,制订出不同注浆工艺适用条件;研发注浆参数实时监测记录仪器;建立一套完整注浆效果评价体系或研发出更先进的检测注浆效果的仪器。

地铁隧道砂土劈裂注浆加固机理分析

[目的]地铁隧道砂土在注浆过程中,其砂土应力场与浆液流场存在动态耦合作用。为了提高地铁隧道砂土注浆设计水平,需对浆土耦合效应下的砂土劈裂注浆机理进行研究。[方法]将劈裂注浆扩散过程简化为对称扩张过程,以宾汉流体为代表对浆液流场的基本特征进行分析;将砂层视作线弹性变形的理想材料,采用均质各向同性的弹性假定,推导了劈裂通道宽度、浆液压力的时空变化方程;通过调节浆液黏度、砂土刚度等参数,对砂土劈裂注浆的基本规律进行了探讨。根据浆土耦合效应下砂土劈裂注浆的基本规律,对重庆地铁10号线二期兰花路站—后堡站区间中粗砂-粉土地层下的砂土劈裂注浆进行了现场验证,得到了主浆脉长度和次浆脉长度。[结果及结论]浆液压力在注浆起始和末尾阶段变化较为剧烈,而在中间阶段较为稳定。浆液黏度、砂土压缩模量是影响劈裂扩散规律的重要因素:浆液黏度和砂土压缩模量越小,浆液扩散半径越大;砂土压缩模量越大,劈裂通道宽度越小。工程验证发现,浆脉长度开挖检测值与理论计算值存在17%~22%的误差,表明该理论模型具有一定的工程应用价值。

考虑流固耦合效应的砂土注浆加固机理分析

砂土层具有典型的非均质性和原位变异性,注浆过程存在浆液与砂层的流固耦合效应。将随机性与分形理论结合,基于Diamond-square算法构建考虑砂土力学性能参数空间变异性的物理模型,采用精细化的流固耦合多物理场模型,对浆液在砂土介质中的扩散规律进行分析,并探讨注浆前后砂土在荷载作用下的应力和变形特性。研究表明构建的砂土随机分形模型,能够反映地层地质信息条件的差异性,可以准确揭示复杂应力、结构状态下,砂土注浆的基本规律和特征。浆液沿孔深呈不规则形状扩散,不同深度处浆液有效扩散半径各不相同,浆液扩散变化、有效填充范围,与砂土分形结构呈现高度一致性。注浆加固前砂土结构松散,应力传递方式单一,加固后砂土胶凝形成二次结构,荷载传递过程中产生应力集中现象,砂土承载潜力得到充分发挥。注浆加固减小了砂土层的沉降变形,显著提升了砂土的物理力学性能。

高承压非均质岩溶裂隙含水层精准注浆加固技术研究

煤层底板高承压非均质岩溶裂隙含水层突水是煤矿安全生产的重大灾害之一,消除其突水威胁对矿井安全生产具有重要意义。以梁北矿32021工作面为例,在综合分析工作面地质与水文地质条件的基础上,利用多种物探方法查明了煤层下50、70、90 m深度上的富水裂隙集中分布区域,为煤系底板受构造破坏的导水或富水裂隙的注浆加固施工提供靶向区域,结合牛顿流体和宾汉姆流体在裂隙内渗流相关理论和类比分析,得出了在8 MPa注浆压力条件下密度为1.1 kg/m^(3)的水泥浆的扩散半径约为30 m,在此基础上对工作面布置了注浆加固钻孔。结合注浆前后物探结果、钻孔单孔涌水量分析、注浆量合格率和注浆改造前后突水系数等评价划定工作面水害危安区,用于指导矿井安全生产。

隧道过富水断层破碎带超前帷幕注浆加固技术研究

超前帷幕注浆加固法是令隧道安全快速通过富水断层破碎带的一种有效方法,以某隧道过富水断层破碎带为研究对象,采用FLAC3D数值模拟软件分析了不同注浆圈渗透性与注浆圈厚度对隧道围岩稳定性的影响,确定了最优注浆圈渗透系数比n值50和注浆圈厚度4.5 m,为隧道安全快速穿越富水断层破碎带提供数据支持。

煤矿井下导水陷落柱注浆加固技术研究

以山西某矿60903综采工作面内X12导水陷落柱治理为研究背景,结合钻探、物探资料,提出采用注浆加固方式封堵陷落柱导水裂隙、隔断底板含水层与陷落柱间水力联系并加固煤层底板强度,为采面回采过陷落柱创造良好条件。对陷落柱内注浆加固布置方案进行详细设计并应用,现场应用后,60903综采工作面过X12陷落柱期间及过陷落柱后均未出现涌水情况,煤层底板保持稳定,未出现开采设备下陷等问题,表明采用的注浆加固技术取得较好应用效果。

松软围岩巷道高渗透性无机材料注浆加固技术

为了研究高渗透性无机材料在松软围岩巷道进行注浆加固技术,以新景矿15124工作面回风巷为研究对象,通过地面试验及现场试验,分析了注浆材料性能。结果表明,高渗透性无机材料以超细水泥、微硅粉、粉煤灰与减水计组成,按0.73∶0.14∶0.12∶0.01的比例进行配比使用,材料初凝时间约为3 h、终凝时间约为24 h,其注浆时所形成的网络固结体,最终的抗压强度可达到35 MPa。材料颗粒主要为块状和片状,内部孔隙裂隙较少,致密性高,不易与水大面积反应。巷道内使用该材料注浆加固后,巷道深部裂隙宏观裂隙被封堵、离层填平;巷道表面顶底板累计移近量减小了71.95%,两帮累计移近量减小了74.6%。采用高渗透性无机材料加固后,巷道围岩变形效果得到了明显的控制。

沿空掘进小煤柱注浆加固分析及方案优化

针对钱营孜煤矿W3210工作面300 m沿空巷道小煤柱注浆加固过程中出现的注浆漏浆、注浆效果不理想等问题,采用分区钻孔窥视的方法,获取钻孔内部裂隙分布图像,分析不同滞后距离巷道围岩裂隙发育的规律,结合现场注浆实际情况,从滞后距离、注浆压力、扩散半径、注浆措施等方面进行了方案与措施优化,将优化后的参数进行了现场应用,并对巷道围岩进行监测。结果表明,巷道顶底板位移量仅为15 mm,两帮位移量为142 mm,与未注浆之前相比,锚杆受力的最大变化量从63 kN下降到18 kN,锚索受力的最大变化量从107 kN下降到18 kN。说明小煤柱注浆加固效果良好,能够保障巷道安全生产的顺利进行。

大采高工作面破碎顶板注浆加固技术应用

以慈林山煤矿3109大采高工作面为工程实例,为解决该工作面在遇断层和超前支撑应力、构造应力耦合状态下,其破碎岩体容易发生超前冒顶和片帮的问题,针对性设计注浆方案与选定注浆浆液;工程实践表明,该工作面破碎区域注浆效果良好,实现了安全推采,提高了生产效率。

上软下硬地层近距离下穿既有盾构区间注浆加固关键技术

依托广州某新建大直径盾构隧道下穿既有盾构区间项目,研究了在富水花岗岩地层中复杂周边环境条件下的地层加固技术以及下穿过程中的关键施工措施。结合施工条件,对新建盾构区间采取水平定向钻注浆、先行洞预留注浆孔注浆、盾构机超前注浆结合的主动注浆方式;对既有线进行预注浆加固的被动注浆方式。施工过程中,采用控制掘进参数、渣土改良、同步克泥效等控制手段,保证了盾构下穿过程的顺利进行。

注浆加固黄土冲沟虚填段路基变形及稳定性分析

以山西省某高速公路不良路基加固工程为例,在分析其路基病害产生原因的基础上,采用水泥-黄土浆液注浆加固与灰土挤密桩法进行了病害综合处理,通过现场试验和数值模拟相结合的方法确定了病害处理技术参数,分析了注浆加固后路基的变形及稳定性,并通过长期监测评价路基注浆加固后的效果。分析结果表明:注浆加固后土体的极限荷载为358kPa,变形模量为25.38MPa;路基表面沉降最大值为84.6mm,坡脚水平位移最大值为4.13mm,坡脚沉降最大值为12.56mm,路基边坡安全稳定性系数为1.746;路基表面累计沉降最大值为65mm,差异沉降最大值为12mm,均满足规范要求,加固效果显著。研究结果可为今后路基病害的预防与处理提供一定参考。

注浆加固技术在地铁隧道中的应用研究

文章以郑州市粉土地区某综合交通枢纽地下交通工程项目1号、2号联络通道施工期间,地铁1号线盾构管片(局部)收敛变形值超过警戒值为依托,针对此隧道病害现象,介绍了控制盾构管片收敛变形继续增大的隧道外双液微扰动注浆加固技术,包括工艺原理、注浆顺序及工艺流程等。实践表明,隧道外双液微扰动注浆加固技术在控制管片收敛变形方面具有良好的施工效果。

隧洞突涌松散介质注浆加固技术与效果评价

为解决滇中引水工程中狮子山隧洞施工中遇到的突泥、突水问题,采用帷幕预注浆技术进行地层加固处治。针对2处地质构造和突涌介质堆积体不同的工程特性,提出了岩石碎屑高压喷射灌浆加固技术和泥质介质渗透性注浆加固技术,并对岩石碎屑高压喷射注浆与泥质介质注浆加固机理、帷幕注浆设计方案、施工工艺和技术、注浆效果综合评价方法进行了深入研究论证。应用结果表明,隧洞突涌体纵向加固范围为30m,径向加固范围为轮廓线以外5m,注浆加固形成了稳定的复合承载帷幕体,确保了该隧洞突涌灾害处治科学可靠,实现了突涌洞段安全掘进。

超前注浆加固技术在掘进工作面过破碎带中的应用

G煤矿在回采工作面5521-10回风巷掘进期间,受到褶曲、断层等地质构造及煤层赋存条件的影响,构造前后形成集中应力区,煤岩体处于松软破碎状态,原有锚网支护方式无法有效满足巷道围岩控制要求,巷道掘进期间易发生漏顶造成灾害。针对上述问题,结合掘进工作面实际情况,提出了解决思路,决定采用尤卡尼加固剂进行巷道煤岩体超前注浆加固的技术措施,并设计了相应的技术参数,注浆加固后使破碎煤岩体力学性质得到了有效改善;注浆加固技术方案实施后,选择合理的支护参数对巷道进行有效支护,并对巷道进行离层变形监测、锚杆锚索受力特征现场测试,其结果验证了该技术的合理性。

破碎围岩巷道定向注浆加固技术研究

针对松软破碎围岩巷道日益突出的支护问题,为确保巷道在煤矿生产过程中的安全稳定,提出了“强力拉+长锚固+定向注”联合支护技术。基于理论与数据结果,研究注浆水灰质量比和劈裂注浆区深度对巷道围岩变形的影响规律,优化确定巷道支护参数和加固形式。通过在常村煤矿25采区胶带下山进行现场试验及矿压观测,巷道围岩进行定向注浆加固后,提高了破碎围岩的结构完整性和承载能力,改善了巷道围岩变形情况,成功地解决了25采区胶带下山的加固修复难题。

冰水堆积体隧道掌子面稳定性及合理注浆加固参数研究

以西藏自治区林芝市米林隧道穿越冰水堆积体段为背景,建立考虑渗流和不考虑渗流两种情况下的数值模型,对比分析了不同注浆加固参数的隧道掌子面相对挤出变形与强度折减系数的关系。分析结果表明:在考虑渗流和不考虑渗流两种情况下,不同注浆加固参数与安全系数的曲线趋势一致,开挖面安全系数均随注浆厚度、注浆纵向长度和等效黏聚力的增加而增大,并逐渐趋于稳定,渗透系数对开挖面安全系数影响不大,但考虑渗流情况下的开挖面安全系数远小于不考虑渗流情况。