非均质断层破碎带注浆扩散机理

断层破碎带是诱发塌方、突泥等地质灾害的重要构造因素,但针对断层治理的注浆理论与技术研究进展缓慢。依托永莲隧道F2断层突水突泥灾害注浆治理工程,分析断层破碎带介质特点并划分介质类型,进而建立注浆概念模型;分别建立3种介质注浆控制方程研究3种类型介质条件下注浆扩散规律;通过注浆试验模拟非均质断层破碎带注浆扩散过程,基于浆脉分布情况与注浆压力、介质应力变化规律,分析了注浆扩散过程规律。结果表明:由于成分与密实度的差异,断层破碎带介质可分为松散型、软弱型与密实型3种介质,3种介质中浆液分别以渗透、压密、劈裂等扩散形式为主。易压缩且结构面数量较多的介质更利于浆液的扩散;密实型介质中劈裂扩散范围与介质结构面数量呈正相关,与压缩模量、注浆速率呈负相关。非均质断层破碎带注浆扩散过程可分为优势充填与劈裂扩散两个阶段,注浆压力变化曲线由缓慢上升至陡降的突跳点,即两阶段分隔点;优势充填阶段主要发生在松散型与软弱型介质中,注浆压力上升慢,浆液集中扩散;劈裂扩散阶段注浆压力上升较快,主要发生在密实型介质中。针对松散型与软弱型介质形成的不良地质区,提出定域注浆控制技术,并在永莲隧道突水突泥灾害治理工程中应用,取得了良好的注浆治理效果。