復雜地質條件下富水區(qū)域帷幕注漿技術研究及應用.pdf

1、隨著我國交通網(wǎng)絡的建設與發(fā)展，隧道工程所占的比例越來越大，穿越的地質條件也越來越復雜，公路施工建設中穿越含有富水的隧道經常出現(xiàn)。隧道在施工過程中有大量水的存在，如地下水、暗河等，這也為隧道圍巖穩(wěn)定性帶來了嚴重困難。因此，如何保證高速公路隧道安全穿越含有富水區(qū)域，對隧道圍巖穩(wěn)定性研究具有重要意義。
　　本研究依托重慶南川至貴州道真高速公路重慶段三泉隧道，通過建立理論體系模型、室內試驗研究、數(shù)值模擬，并結合現(xiàn)場測試資料，積極開展隧道富

2、水區(qū)域的相關關鍵技術研究，提出深孔超前帷幕注漿技術，對隧道水治理、圍巖穩(wěn)定性進行研究，為相應富水區(qū)域隧道建設提高寶貴的經驗，主要結論和成果如下：
　?、偻ㄟ^研究地下水在裂隙介質中的滲流規(guī)律，分析不同條件下地下水的滲流特性，研究了滲流場與應力場相互作用的機理，得到了滲流場與應力場相互作用的關系式。應力場通過影響裂隙結構面的厚度，從而改變了巖體的滲透能力；而滲流場通過改變應力場的環(huán)境，從而影響應力場，兩者相互作用處于動態(tài)的平衡之中。結

3、合巖溶隧道的特點，運用解析法重點研究了均勻介質中穩(wěn)定流的滲流場分布情況，得出了巖溶隧道地層水壓的分布規(guī)律，推導出復雜地質條件下滲流場計算公式。
　　②通過現(xiàn)場空心包體解除法測試和實驗室Kaiser效應對三泉隧道右洞K4+925.00～K7+577.632段進行地應力測試，通過測試結果對比分析，得出該段原巖三維地應力，最大主應力比值為1.22，中間主應力比值為0.83，最小主應力比值為0.90，且主應力方向和傾角接近。
　?、?/p>

4、由于地下水會對巖體裂隙的間距增大及延展，從而影響應力場以及巖體強度的變化。因此，選擇3個典型斷面，斷面距離80m，圍巖等級相同均為Ⅳ級，進行現(xiàn)場應力和位移測試。三個斷面分別埋設振弦式壓力計，同時分別布設一對水平收斂監(jiān)測點，三個拱頂監(jiān)測點，采用地質雷達研究地下水滲流對隧道圍巖松動圈的影響分析，得出隧道圍巖松動圈。利用多點位移計測量出隧道圍巖松動圈的范圍，驗證了地質雷達測量隧道圍巖松動圈的結果是準確的。
　?、軐θ淼繩6+400～

5、K6+850段進行（未）考慮多場耦合條件下分臺階施工對隧道穩(wěn)定性影響，分析隧道施工及帷幕注漿過程中滲流場、應力場、位移場以及塑性區(qū)的分布規(guī)律。研究滲流場對巖溶富水區(qū)域的各個物理場的影響情況，同時將研究結果對比文中現(xiàn)場實驗的研究結果，相互補充驗證，保證了研究內容的可靠性。對三泉隧道K6+400～K6+850段進行帷幕注漿數(shù)值模擬研究，選取注漿加固圈厚度為2m、4m、6m和8m，并結合理論公式法以及經驗公式法進行注漿帷幕安全厚度研究，最終確

6、定三泉隧道超前帷幕注漿加固圈厚度為8m。
　?、輰λ淼垃F(xiàn)場帷幕注漿施工工藝進行研究，以及帷幕注漿后對隧道水平和頂板移近量做效果對比分析，提出采用水泥-水玻璃類漿液的注漿材料，結合理論計算和數(shù)值模擬提出適合三泉隧道的深孔帷幕注漿方案以及步驟程序，給出了相關施工參數(shù)，對于巖土注漿工程的方案設計與施工實施具有指導與參考價值；帷幕注漿后采用監(jiān)控量測方法對隧道水平收斂量和頂板下沉量進行效果檢驗，得出帷幕注漿對隧道堵水和圍巖穩(wěn)定性具有同等重要