废弃岩渣壁后注浆体固结时变性及对地层沉降影响研究——以南京和燕路过江通道盾构隧道工程为例

为研究废弃岩渣替换商品砂配制的壁后注浆体(岩渣-硬性浆)固结后性质的时变规律及其对地层沉降的影响,采用自制的固结装置进行固结试验,测定浆体弹性模量等性质的时变规律,并采用FLAC3D数值模拟,研究岩渣-硬性浆对地层沉降的影响规律。结果表明:1)岩渣-硬性浆固结完成后,浆体性质发展迅速,起始弹性模量为1~1.4 MPa,3 d后已达到120~160 MPa,相较于刚固结完成时其内摩擦角增长21.8%,黏聚力增长4~5倍;2)相比于普通硬性浆,使用岩渣-硬性浆进行壁后注浆能够有效降低地层沉降,最终沉降值降幅为20%左右,但浆体的固结性质差异基本不会改变地层沉降横向影响范围;3)对比沉降模拟结果与现场实测数据发现,采用固结试验所得的岩渣-硬性浆时变性参数进行地层沉降模拟,可较为准确地反映岩渣-硬性浆填充引起的地层沉降规律,进一步验证了岩渣-硬性浆对地层沉降的控制效果。

多雨地区废弃岩渣填筑高路堤边坡稳定性分析及绿色防护技术

随着我国交通基础设施建设规模的扩大以及节能减排、绿色交通发展战略的推进,道路施工对环境保护要求越来越高,多雨地区高填方路堤如何保证边坡稳定及实施防护成为了技术难题。结合向莆铁路尤溪车站36m高岩渣路堤工程,研究分析了降雨强度、降雨时长对高路堤稳定性影响及边坡失稳规律。结果表明:强降雨对边坡稳定性影响较大,在坡面表层出现径流现象,长时间强降雨会引起边坡中部局部失稳,并扩展连通至路堤顶部;低强度降雨对路堤稳定性影响相对较小,坡面表层未出现径流现象,随着时长增加,边坡坡脚处出现局部失稳,失稳范围随时长增长变化不明显。在此基础上,提出了多元加筋柔性排水绿色生态护坡技术,并进行了设计计算。研究结果对路基边坡防护计算设计及绿色护坡技术推广提供了参考依据。

风化岩渣矿物成分对盾构壁后注浆体性能影响研究

在风化岩层中进行盾构掘进产生的岩渣矿物成分较为复杂,其对浆体性能的影响规律及机理尚不明确。依托南京和燕路过江通道工程,使用不同矿物粉末替换岩渣中细颗粒(<75μm),测试废弃风化岩渣替换商品砂配制的岩渣-硬性浆的基本性能,并结合XRD、SEM等微观试验,探究岩渣细颗粒中矿物成分对浆液性能影响机理。结果表明:石英对浆液流动度与稠度几乎没有影响,高岭石的掺入会显著降低浆液流动度与稠度,当商品砂完全被高岭土-岩渣替换时,浆液初始流动度损失约31%,稠度降低48%,高岭石含量是影响浆液流动性的主要因素;高岭石能够促进C-S-H凝胶与钙矾石的生成,缩短浆液凝结时间,平均缩短23.6%,生成的C-S-H相互搭接、黏结,填充孔隙,提高浆液强度;但高岭石含量过多时,生成的过量钙矾石会覆盖在水泥表面,阻止水泥进一步水化,从而降低浆体抗压强度。