岩溶堤坝控制注浆浆液扩散机制与工程应用

"稀浆脉动劈裂、膏浆脉动压密"控制注浆技术是岩溶堤坝防渗加固的有效手段之一,但该技术所采用的稀浆和膏浆在不同时段的扩散机制尚不明确。基于稀浆流变方程和窄缝扩散模型、膏浆圆形孔扩张理论,推导了脉动压力下稀浆劈裂岩溶填充物的浆液扩散方程和膏浆压密胶结物的浆液扩散方程。在此基础上,将扩散方程运用到某水库岩溶注浆工程。实践表明,推导的岩溶堤坝控制注浆浆液扩散方程能有效指导工程实践,注浆后的堤坝整体防渗效果得到显著提高,渗透系数均降至5.1×10-6cm/s,结石体强度可达2 MPa。

动水大通道突水钻孔控制注浆高效封堵关键技术及装备

为了解决常规突水通道封堵救灾工程中工程量大、施工工期长、易发生次生灾害等技术难题,研制了动水大通道封堵控制注浆专用钻具、保浆袋囊等装备,研发了速凝高强快速封堵注浆材料,设计了钻孔控制注浆封堵施工工艺,提出了采用钻孔控制注浆钻具定点放置保浆袋囊,使用速凝高强注浆材料实现动水条件下过水大通道的快速可控封堵新思路,形成了一套钻孔控制注浆封堵突水通道的新工艺、关键技术及配套设备。通过现场应用,该技术具备快速、可靠、费用低等优点,达到了预期目标。

多次分段控制注浆斜向预应力钢锚管锚索组合结构加固技术现场试验

对多次分段控制注浆斜向预应力钢锚管锚索组合结构新型边坡加固技术的结构形式、适用范围、加固作用机理、现场试验进行分析,对比分析预应力锚索、多次分段控制注浆预应力钢锚管及多次分段控制注浆预应力钢锚管锚索承载力。研究结果表明:①该结构特别适用岩土体破碎、松散、易塌孔地层于边坡,通过钢锚管劈裂注浆,提高边坡岩土体的强度指标,充填了和挤密破碎地层间的空洞和孔隙,有效提高锚固段锚固力。②通过预应力锚索和预应力钢锚管极限承载力对比分析表明预应力钢锚管没能够充分发挥该地层的锚固力。预应力钢锚管施加的预应力只能传到浅表层,且破坏模式为钢管被拉断或者钢管接头处断裂。③三组不同根数的钢绞线预应力钢锚管锚索极限承载力结果与普通的预应力锚索相比来看,单束钢绞线预应力锚索承载力由200 kN增加到235 kN,锚固力提高17.5%;两根钢绞线预应力锚索承载力由295 kN增加到378 kN,锚固力提高28.14%;三根钢绞线预应力锚索承载力由336 kN增加到432.26 kN,锚固力提高28.65%。表明预应力钢锚管锚索通过劈裂注浆挤密锚固段岩土体,浆液充填裂隙,形成“树根状”,有效地提高了锚固段锚固力。

富水断层破碎带隧道复合控制注浆加固技术分析

依托某隧道富水断层破碎带突水突泥地质灾害处治工程,阐述了断层突水突泥过程、水文地质特征、灾变机制、复合控制注浆方案、施工工艺及注浆效果评价等,提出富水断层破碎带突水突泥地质灾害复合控制注浆处治关键技术。

钻孔控制注浆技术在过水大通道封堵中的应用

为使榆卜界矿复矿生产,根治对相邻矿井的淹井威胁,在分析矿井突水水源、通道的基础上,通过多种注浆封堵方案的对比,采用了基于地面平台,利用钻孔控制注浆钻具定点放置保浆袋囊,灌注速凝高强注浆材料实现动水条件下大过水通道的快速可控非常规封堵方案。经过大过水通道定点筑坝封堵、坝后强度加固、坝底置换注浆、坝前引流注浆等几阶段的施工,封堵过水通道长度不足50 m,堵水率达到100%,取得了良好的实际应用效果,验证了该技术在动水大过水通道封堵中的应用价值。

堤坝膜袋控制注浆关键技术及工程应用研究

文章针对堤坝注浆除险加固的要求,提出了一种堤坝摸底控制注浆新方法,并从膜袋控制工作原理、注浆组件的制作以及施工工艺等方面详细阐述了膜袋控制注浆技术,并将研究成果应用于工程实践。研究表明,利用膜袋内聚氨酯遇水膨胀实现逐级封孔的思路可行,提出的膜袋注浆方法施工简便、各组件制作过程简易、施工流程与常规注浆类似。经现场原型试验表明,注浆后堤防的整体性得到了提高,防渗加固效果明显,渗透系数降至10-6cm/s,全孔段注浆过程中,未发生孔口冒浆。研究成果可为堤坝除险加固提供新思路与新方法。

控制注浆加固地层法治理井壁破裂技术研究

介绍了控制注浆加固地层法治理井壁破裂的机理及注浆加固地层法治理张双楼煤矿主井井壁破裂工程的注浆工艺。通过建立井壁附加应变实时监测系统、地表变形观测系统和井筒井壁相应关键部位跟班观测的“三位一体”综合监控网络,注浆过程中通过对监测结果的实时分析,及时采取“停”“缓”“转”“变”等技术方案及“定位”“定材”“定时”“定压”“定量”等技术措施,达到了既保证井壁破裂的治理效果又确保井筒安全提升的目的。

采用控制注浆技术治理综采工作面水害事故

山西凯嘉能源集团义棠煤矿100302综采工作面在推采过程中,揭露隐伏陷落柱,底板导通奥灰水被淹后,采用井下控制注浆方法,封堵导水通道,抢救出工作面94架综采支架、2台刮板输送机、1台双滚筒采煤机,全部完好,装备总价值在3 000万元以上,创造了井下注浆法治理综采工作面被淹事故,不损坏工作面设备的记录。

控制注浆加固地层治理立井井壁破裂技术

介绍了控制注浆加固地层的机理以及张双楼矿采用该工艺治理主井破裂井壁的注浆工艺、注浆安全控制技术及取得的效果,为立井井壁治理提供了可供借鉴的工程经验。

控制注浆在城市隧道涌水沉降治理中的试验及应用

为快速消除城市隧道开挖中掌子面涌水,隧道坍塌、路面沉陷的安全风险,对隧道拱顶富水松散土层进行了控制注浆加固试验。试验内容主要有浆液及其配比参数的选择,浆液运移中的时间控制,止浆工艺以及最高安全注浆压力的选取等。试验结果成功指导了隧道注浆堵水加固施工,并取得良好效果。

隧道下穿既有高架桥梁施工注浆控制技术研究

以厦门市马青路超浅埋隧道近距离下穿高架桥梁桩基工程为依托,结合现场监测,对比分析复杂条件下隧道下穿桥梁桩基的施工保护与变形控制。结果表明,全断面注浆会引起邻近左、右两线隧道区域发生剧烈的沉降变形,使得高架桥下方地表呈现出“M”型的累计沉降变化特点,以左、右线拱顶由高到低分别向周围递减;地表、高架桥梁桩基、仰拱注浆是城市超浅埋隧道近距离下穿桥梁桩基的关键控制手段;明确现场注浆施工管控要点;超浅埋隧道下穿桥梁桩基施工时,必须着眼于现场的风险监控与管理,在关键部位进行自动化监测,避免安全事故的发生。

公路桥梁钻孔灌注桩注浆参数控制研究

注浆量是影响后注浆钻孔灌注桩承载力的主要因素。本文依托某公路项目中钻孔灌注桩注浆数据,结合数学统计手段对该地区后注浆桩的注浆量参数作规律性统计分析,给出了以桩径为变量的注浆量估算公式。研究结果表明:该地区后注浆桩基土层主要以粉质黏土和粉砂为主,其桩侧和桩端注浆量系数取值范围分别为1.06~1.07,1.08~1.16,2.71~2.75和2.55~2.96,所提出的灌注桩注浆量计算公式在山东地区地质环境下比现有公式更具有针对性和适用性。

基于P-Q-t特征的隧道注浆动态控制方法研究

采用注浆法可以有效预防突水、涌泥、塌方等地质灾害,保障地下工程结构的安全和稳定。分析注浆压力与注浆流量变化特征,明确二者与被注地层及浆液的时变特性存在明显的对应关系;建立在实际注浆工程中五种常见的P-Q-t特征信息模型及其对应的特殊工况,提出相对应的实时处理措施,初步建立了注浆工程P-Q-t特征信息数据库;并提出了基于P-Q-t特征信息模型的实时注浆控制方法,为解决注浆工程中的“黑箱”问题提供了理论支撑。

隧道深部围岩薄弱区定域控制注浆技术及应用

为解决围岩深部注浆薄弱区加固效果差和存在较大注浆操作风险的难题,提出了定域控制注浆技术。通过对定域注浆器的安全性试验,取得了定域注浆器的抗破坏和止浆后的密闭抗压性可靠数据;通过对薄弱区的安全注浆终压选择试验,获得了满足薄弱区注浆加固质量要求的最大安全注浆终压参数;通过注浆材料及其混合浆液的初凝时间试验,获得了适合定域控制注浆要求的浆液配合比及其安全注浆初凝时间。试验结果表明：膨胀止浆塞的安全充填压力为1.5 MPa,止浆后能抵抗12 MPa的注浆压力;无压状态下溢流孔全部均匀出浆时其总过浆面积应为注浆管内径面积的1.0~1.2倍;薄弱区的安全注浆终压应选在其初期加固后的现实强度和再次劈裂压强之间,为2.5~3.0 MPa;基浆试验密度下配比范围为1∶1~2∶1,初凝时间为150~300 s是安全有效的。定域控制注浆技术在对深部围岩薄弱区的注浆加固中能达到安全隔压、控制浆液进行定域注浆的目的,能较好地解决相关技术难题。

同步双液注浆控制系统在盾构施工中的应用策略

为保护附近建筑物,隧道施工时常采用盾构法。某工程在隧道上方采用了长达近40m的深孔注浆,针对工程地区地层特性及水文地质条件,设计了一种双液注浆系统,既可以使用普通水泥-水玻璃双液浆,也可以使用膨润土-水玻璃双液浆进行同步注浆。本文主要对同步双液注浆控制系统进行介绍,同时,分析总结了实际应用效果,以供类似工程参考。

富水断裂带优势劈裂注浆机制及注浆控制方法研究

注浆是处治隧道塌方、突水突泥等地质灾害的有效手段,但对于岩体结构多样、结构面发育的富水断裂带,注浆理论及控制技术尚不成熟。基于富水断裂带内部岩体结构,建立了注浆概念模型,提出了优势劈裂注浆概念。基于广义宾汉流体本构方程,建立单一平板优势劈裂注浆扩散模型,推导了考虑浆液流变特征的优势劈裂注浆扩散控制方程。由方程可知,注浆速率、注浆压力及浆液黏度是影响注浆扩散的3个主控因素。深入分析了优势劈裂注浆过程中3个主控因素对注浆扩散的影响规律,基于此提出优势劈裂注浆控制方法,形成了注浆压力差异控制、控制液动态调节及注浆速率梯度控制3项关键技术,促使浆液在优势结构面内控制性扩散。研究成果成功应用于江西省某隧道断裂带塌方处治工程中,取得良好治理效果,对隧道断裂带地质灾害控制理论研究和工程实践具有一定指导意义。

多次分段控制注浆斜向预应力钢锚管锚固机制研究

为了研究多次分段控制注浆斜向预应力钢锚管锚固机制,必须搞清楚多次分段控制注浆斜向预应力钢锚管的结构形式、加固作用机制、适用范围及设计计算方法,依托广州北三环高速公路K42边坡对不同自由段长度预应力钢锚管承载力试验,分析预应力钢锚管的有效锚固段长度,并与普通锚杆、普通钢锚管承载力对比,试验结果表明,在强风化花岗岩地层,多次分段控制注浆预应力钢锚管极限承载力与普通锚杆提高约50%,预应力钢锚管的有效锚固长度为6 m;通过Plaxis2D软件对预应力钢锚管锚固机制分析,分析结果表明,劈裂注浆技术对滑坡稳定性的改善并不显著,锚固与劈裂注浆技术共同作用对滑坡稳定性改善显著。现场试验及数值模拟结果对正确分析多次分段控制注浆斜向预应力钢锚管加固作用机制和工程设计应用具有一定的参考价值。

控制注浆治理井筒破裂过程中井壁应变响应实测研究

以张双楼煤矿主井控制注浆治理井壁破裂工程为例,阐述了井壁破坏以及采用地面控制注浆方法治理井壁破裂的机理。利用差动电阻式井壁应变监测系统(FWC2011),对注浆前期以及在注浆过程中井壁的应变进行实时监测,获得了井壁附加应变在注浆作用下的非线性响应规律。研究结果对于研究特厚表土层井壁破裂后治理以及防止再破裂的力学行为与机理奠定了基础。

微机智能锚杆注浆数据采集和控制仪

本文介绍了一种基于微机的智能锚杆数据采集、注浆控制仪表,可以在锚杆施工中保证施工质量、提高施工效率,同时降低操作人员的劳动强度,还能在施工后为监理人员提供有关注浆数据,为工程验收以及事故发生处理提供数据支撑。

断层破碎区煤岩体失稳机制与注浆耦合控制研究

以清水营煤矿复杂煤层工作面穿越断层区域的工程应用为背景,分析了断层区开采扰动诱发断层活化机制及控灾减灾模式,确定了内部注浆耦合控制方法,改善了煤岩体自承载能力,提高支护结构与煤岩体相互作用和适应能力,实现了安全开采。本论文对复杂煤岩体开采扰动下安全开采提供了理论依据,为今后宁东矿区和全国类似条件煤炭能源安全高效开发提供了理论与工程借鉴。