238m深古河槽帷幕灌浆试验结果分析

古河道两岸基岩出露,河道内沉积了深厚的砂卵砾石层,在托其里萨依河岸边呈直立的陡坎状,上部为第四系上更新统Q3砂卵砾石层,青灰色,厚34~40m;下部岩性为巨厚层的Q_(2)砂卵砾石层,泥质半胶结,呈土黄~棕黄色,厚度50~295m,底部岩性为下元古界蚀变辉绿岩。古河道最底部低于正常蓄水位,最深283m,蓄水后主要位于Q_(2)泥质半胶结的砂卵砾石层,该层存在渗漏的可能。用“孔口封闭灌浆法”进行生产性灌浆试验,取得了一定的成效。经帷幕灌浆处理后受灌地层渗透系数较灌前3.73×10^(-3)cm/s(中等透水地层)、1.0×10^(-2)cm/s(强透水地层)有较明显地减小,表明该地层经帷幕灌浆处理后,地层的防渗性能得到了较大幅度的提升,帷幕灌浆试验取得了一定的成效。

砂卵石地层深基坑监控量测与数值模拟分析

以成都某轨道交通砂卵石层深基坑为研究对象,对基坑开挖过程中桩身水平位移、周边地表沉降和内撑轴力进行监控量测,并采用midas GTS三维有限元软件进行模拟分析。结果表明:地铁车站深基坑的变形具有明显的空间分布特征,坑角效应显著;基坑扩大端围护桩的水平位移和周边地表沉降均小于标准段;桩身水平位移、地表沉降及内撑轴力的模拟值与实测值相近,有限元分析可较好地预测开挖过程中基坑的应力与变形演化规律;桩顶水平位移的实测值远大于计算值,可能与土体本构模型、基坑周边荷载及施工工序与实际不符等有关。

砂砾卵石覆盖层边坡隧洞进洞方法

以滇中引水工程石鼓水源工程为例,论述砂砾卵石覆盖层边坡隧洞进洞方法。针对砂砾卵石覆盖层边坡稳定性差,隧洞洞口开挖安全风险较高,提出砂砾卵石覆盖层边坡隧洞进洞开挖施工控制措施,通过在孔口两侧边坡打设钢管灌注桩以及自进式超前注浆大管棚,进洞采用预留核心土分台阶开挖法,有效降低隧洞开挖安全风险,提高隧洞进洞施工进度,且满足质量要求。

胶凝砂砾石坝层面效应及其稳定性研究

以莆田萩芦溪西音水库工程拟建胶凝砂砾石坝为例,概化出静力刚体极限计算模型,并按建基面及不同高程处胶凝砂砾石填筑面进行坝体抗剪断系数与上下游垂直正应力计算分析。结果表明:同一水位荷载时,上游面垂直正应力随胶凝层面所处坝体高程位置升高而减小;当胶凝层面位置一定时,上游面垂直正应力随荷载水位升高而存在降低的趋势。坝基面抗剪断系数及坝踵处正应力随库水位升高而减小,坝趾处正应力随库水位升高而增大;工程建设及正常营运过程中,建议采取相应措施监测及检测胶凝砂砾石坝层面效应。

弱胶结砂砾层水平注浆细观模拟研究

为从细观角度分析弱胶结砂砾层水平渗透注浆过程,利用颗粒流软件建立水平注浆数值计算模型,基于正交试验和单因素试验,研究浆液黏度、注浆压力、注浆时间3个因素对浆液扩散半径和试样孔隙率的影响规律。使用回归分析方法拟合公式,得到扩散半径与3个因素之间的关系。模拟结果表明:浆液扩散半径与注浆时间、注浆压力呈正相关关系,与浆液黏度呈负相关关系,对扩散半径影响最为显著的因素是浆液黏度,其次是注浆压力和注浆时间;浆液扩散速度随时间递减,在注浆压力1.0 MPa工况下,注浆时间0.15 h浆液扩散速度为3.44 m/h,至3 h减小到0.32 m/h;试样孔隙率随注浆时间、注浆压力的增大而增大,随浆液黏度的增大而减小;花管同时注浆与单孔顺序注浆相比,在相同时间下浆液扩散范围更大,浆液扩散为一个整体。通过对比工程实例,发现利用颗粒流数值模拟结果能够较准确反映出砂砾层渗透注浆的一般扩散规律。

砂卵砾石层地下连续墙成槽护壁泥浆的研制

在砂卵砾石层进行地下连续墙施工时浆液漏失严重、槽壁垮塌频发、工程成本陡增,传统膨润土泥浆已很难满足工程要求。在理论分析的基础上进行试验研究,对天然粘土泥浆进行综合改性以研制新型护壁泥浆解决砂卵砾石层地连墙槽壁坍塌问题。通过优选试验确定基础改性剂CN-1以改善其悬浮稳定性问题,在此基础上进一步筛选得到提粘护胶剂(CG-14S)、协同封堵剂(DFD-2)对其综合性能指标进行改进,通过正交试验确定优化配方并进行性能与成本评价,同时分析了其改性过程与护壁机理,并进行了现场试验,最终研制出一种可应用于砂卵砾石层地连墙施工的改性粘土护壁泥浆,即15%天然粘土+0.2%CN-1+0.4‰CG-14S+0.5‰DFD-2。研究成果为解决复杂地层地连墙施工槽壁垮塌问题提供了新的选择。

砂砾石深覆盖层坝基处理及防渗设计研究

大坝防渗及坝体变形是工程设计的重点和难点。经地形地质条件、枢纽布置、防渗结构的可靠性及工程投资等多方面进行综合比较,选择结构稳定、投资较少、施工可操作性强的防渗方案。通过分析验证,塑性混凝土心墙+帷幕灌浆的防渗形式在深砂砾石地基是可行的,对今后在砂砾石地基建坝有一定参考价值。

基于水热耦合的青藏高原分布式水文模型——Ⅰ.“积雪-土壤-砂砾石层”连续体水热耦合模拟

青藏高原号称"亚洲水塔",是典型的高寒山区,其广泛存在的积雪、多年和季节冻土,影响了整个区域的水循环过程;青藏高原具有土层较薄、下伏砂砾石层较厚的特点,形成了特殊的"积雪-土壤-砂砾石层"水热介质结构。为深入研究青藏高原的水循环机理,本文选取尼洋河流域作为典型区,基于野外冻土水热耦合试验,结合青藏高原地质及气候特点,构建了包含12层"积雪-土壤-砂砾石层"连续体的青藏高原水热耦合模型,描述了完整的水热耦合模拟方程和参数计算方法。采用2016—2017年冻结融化期0~160 cm深度内的土壤和砂砾石层的温度、液态含水率和冻结深度的实测结果对模型进行了验证,各层温度模拟R~2均值为0.91,冻结融化期内液态含水率模拟R~2均值为0.52,土壤冻结深度模拟R~2值为0.76。结果表明该模型在青藏高原地区有较好的适用性,可反映该地区冻结融化过程中土壤和砂砾石层水分与温度的特殊变化规律。

盾构施工过程诱发振动振源特性

以北京地铁某线区间盾构隧道为背景,结合现场调查和初步实测,识别出盾构施工诱发振动的主要振源为刀盘与地层相互作用、渣土/管片运输车辆、盾构内部设备引起的振动.通过现场实测与数值模拟分别对振源的特性展开研究,结果表明:刀盘掘进诱发振动频带较宽,主频主要集中于20~90 Hz;后配套车信号振动幅值较小,幅值较大的频带带宽为0~20 Hz;运输车由于临时轨道均直接与隧道结构接触并相互作用,使得中高频未得到衰减,幅值较大频率主要集中于70~90 Hz,振动传至地表后主频衰减至20 Hz以下,振动影响范围主要为隧道中线15 m范围内.研究结果对北京、成都、沈阳等砂卵石地层盾构施工所诱发振动具有借鉴作用.

砂卵石地层盾构施工诱发振动环境影响试验研究

针对北京西部地区砂卵石地层埋深浅、粒径大、分布广,盾构施工产生的振动易传至地表对环境产生影响等,对北京地铁某区间进行现场振动测试。通过埋设地层、地面及隧道内测点进行时间-空间同步监测,获取测试区间盾构每环掘进时的振动数据,分析振动频域特性及空间衰减规律,并对地表振动环境影响进行评价。研究表明,砂卵石地层盾构施工振动主要为刀盘刀具切割土体产生的振动,机械振动及运输车辆产生的振动对地表影响较小。刀盘附近振动主频分布于30 Hz以上,而横断面地表远离刀盘40 m处衰减至20 Hz以下。测点振幅大小与刀盘、测点间相对位置有关,地表振幅大小依次为刀盘前方测点、刀盘两侧测点、刀盘后方测点,刀盘处地表振级达80 d B,远离刀盘20~30 m时衰减至60 d B以下。

砂卵石地层盾构施工振动影响分布规律研究

盾构机在砂卵石层掘进过程中，刀盘切割砂卵石而产生较大振动，振动传到地表，不仅扰民，而且产生较大的环境影响。以北京地铁10号线二期工程某盾构区间为试验段，对盾构施工洞内管片和地表的振动进行现场监测，了解盾构施工诱发的振动规律和沿地表的传播规律。结果表明：在砂卵石层中，盾构施工会诱发较大的环境振动；在洞内的影响距离约为1．5—2倍洞径；刀盘附近地表振动加速度级超出规范要求，地表振动沿垂直施工轴线方向呈现负指数衰减规律。振动波在传播过程中，中高频衰减较快，远离刀盘处振动频率主要为30～50Hz。

砂卵石地层盾构施工振动环境影响测试分析

为研究北京砂卵石地层中盾构施工所引起的地表振动问题,对北京地铁10号线二期公主坟—西钓鱼台区间隧道施工现场进行振动测试。通过对振动实测数据进行分析,总结盾构施工时地表振动频域特点及振动衰减规律,并对振动产生的地表环境影响进行初步评价。研究表明:盾构施工引起的地层振动频带较宽,中线测点主频集中于30～90Hz范围内;振动波传播过程中高频部分被过滤,较远处测点振动主频降低至30～50Hz。地面人员对刀盘附近振动感知非常明显,监测到的加速度极值达到0.49m/s2;垂直振动幅值与水平向幅值处于同一量级,并随着远离刀盘而不断衰减。

土压平衡盾构砂卵石处理模式及应用分析

与软土地层相比,因砂卵石地层具有卵石直径大、强度高、流动性差、摩擦系数大、黏聚力小等特点,施工中面临大直径卵石排出困难、刀具磨损厉害、刀盘扭矩过大和掘进效率低等问题。其中,盾构机械的磨损和大直径卵石的排出困难最为突出。这些问题与盾构机的选型直接相关,其中,最重要的是刀盘、刀具的布置形式和螺旋输送机的选择。为在盾构选型阶段有针对地提出一些解决措施,详细分析"以破碎卵石为主"和"以疏导、通过和排出卵石为主"的两种卵石处理模式,并提出每种模式下土压平衡盾构刀盘、刀具和螺旋输送机所具备的特性,同时分析两种模式各自的优势、不足和适用范围。最后以国内某砂卵石地层土压平衡盾构选型和施工为例,分析其盾构选型和施工中存在的问题,并建议该地层后续盾构选型时采用"以疏导、通过和排出卵石为主"的砂卵石处理模式,并对盾构机的关键设备提出相应要求。

大荔地区粉细砂地层成井措施的探讨

针对陕西省渭南市大荔地区粉细砂地层成井难的问题,本文对影响粉细砂地层成井质量的因素进行了讨论,在分析粉细砂地层成井产生涌砂及出水量小问题成因的基础上总结了以往解决粉细砂地层成井的方法。根据工程实践经验提出了取芯钻机及水文钻机相结合的方式成井、采用无缝钢管及双层缠丝过滤器成井、抽水填砾等新的举措,对该地区粉细砂地层成井具有工程借鉴意义。

大兴安岭北段东坡扎兰屯地区高位砂砾石层研究及其地质意义

通过对大兴安岭北段东坡扎兰屯东南前新生代基岩上高位砂砾石沉积的展布、沉积特征、砾组特征及孢粉分析等研究,分析本套砂砾石层的成因及其气候环境记录,并结合区域资料,探讨其形成时代和新构造意义.分析结果表明,研究区高位砂砾石层可划分为Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级高位砂砾石层,沉积时代初步厘定为早全新世、晚更新世和中更新世.3级高位砂砾石层均为河流作用的冲积成因,水动力条件较强,略具冲积扇特征,分别为雅鲁河Ⅰ级、Ⅱ级阶地沉积记录和嫩江Ⅲ级阶地沉积记录.孢粉分析显示,Ⅱ级和Ⅲ级高位砂砾石层沉积时为针叶森林草原环境,气候温凉干旱;Ⅰ级高位砂砾石层沉积时为落叶阔叶森林草原环境,气候温暖偏干,其后变为草原荒漠环境,气候寒冷干旱.雅鲁河主河道晚更新世以来由东向西略有迁移,嫩江主河道中更新世以来由西向东不断迁移,雅鲁河断裂和嫩江断裂所夹的断块中更新世以来存在3期抬升.

盾构工后砂卵石地层空洞探测技术方法应用研究

本文分析了砂卵石地层的工程特性,基于盾构施工对地层造成的影响以及砂卵石地层的损失机制,强调了砂卵石地层在盾构施工控制不严格的情况下所带来的严重隐患及盾构工后地下空洞探测的必要性。在对砂卵石地层盾构工后地球物理场特征分析的基础上,阐述了不同物探方法及钻探方法开展地下空洞探测的有效性和适宜性。基于本文展示的工程实例,研究总结了砂卵石地层盾构工后空洞探测及土体缺陷区注浆效果检验的有效物探方法,同时对一些物探方法的关键应用技术进行了深入研究和总结,获得了可靠的、针对砂卵石地层的地质解释经验,为日后同类工程在物探方法、参数设计及最终的地质解释方面提供了参考依据。

砂砾石土灌浆浆液扩散半径试验研究

砂砾石层灌浆施工中,水泥浆液的扩散半径决定着灌浆孔的布置和浆液消耗量,也是选择工艺参数、评价灌浆效果的重要依据,因此,水泥浆液的扩散半径是灌浆施工中非常重要的参数。通过设计正交试验,对影响水泥浆液扩散半径的几个因素(水灰比、孔隙比、灌浆压力)进行了试验研究。试验结果表明:水灰比是影响水泥浆液扩散半径最显著的因素,水泥浆液的水灰比越大,浆液中的多余水分越多,对水泥浆液流动性能的改善越显著。

万州西溪铺松散堆积体成因分析及稳定性评价

根据勘探钻孔资料,对西溪铺一带松散堆积体的特征及成因进行了详细的探讨。研究结果表明:分布在基岩面高程190m以下的斜坡与基岩面高程140-150m平台上的粉质黏土夹碎石土层是由滑坡作用形成的(即西溪铺滑坡);分布在基岩面高程190m以上的粉质黏土夹碎石土层是由崩积、残积及坡积作用形成的;卵石砂土层是苎溪河的冲积作用形成的。对西溪铺滑坡的形态、滑动面特征、水文地质条件及形成年代等进行了论述,这些特征说明西溪铺滑坡曾发生过一次大型的堆积体滑动、多次小型的表层滑动,其是在一级阶地形成时代T1以后的几千年之内形成的。根据下伏卵石砂土层的地质结构,对西溪铺滑坡的稳定性进行了评价,评价结果表明库水位的变化对西溪铺滑坡的稳定性有巨大的影响,在滑坡的防治设计中必须引起高度的重视。

砂砾石土渗透注浆浆液扩散规律试验研究

注浆作为一种专业性较强的技术,在水利等工程的建设中发挥着越来越重要的作用。但是注浆技术目前还普遍存在着理论研究滞后于工程需要的现象,亟须对注浆理论及浆液扩散规律等进一步深入研究。通过设计试验,将拌和水泥浆用的自来水加热并插入温度传感器的方法,来探究水泥浆液在砂砾石层中的扩散过程和形态。试验结果表明,浆液扩散过程中其时间t与扩散半径R呈较好的三次函数关系,这与Magg公式基本一致。所做试验没有任何假定,因此所得结果比Magg公式更进一步准确地反映了浆液的扩散形态。

锚管复合土钉支护技术在砂卵石地层深大基坑中的应用

北京国美商都属深大基坑支护工程。考虑到场地四周空阔,基坑土层以砂卵石地层为主,密实度高,具有放坡条件,总体采用锚管复合土钉墙支护。介绍支护结构组成、结构及施工工艺。通过现场试验,对基坑的水平位移以及锚管(土钉)的受力特性进行分析。结果表明基坑的水平位移很小,满足设计需求;土钉受力随施工进度逐渐增大,尤其是退台的设置会引起退台效应,从而起到减荷和使应力重分布的作用。