【摘要】：涌水或突水等地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重阻礙了工程施工進(jìn)度、威脅著技術(shù)人員的生命安全及隧道后期運(yùn)營(yíng)的穩(wěn)定性。隨著地下涌水災(zāi)害逐漸增多及其引起的后果日趨嚴(yán)重復(fù)雜,而注漿技術(shù)是解決上述問(wèn)題的常用手段,故深入研究動(dòng)水漿液擴(kuò)散理論、封堵機(jī)理及其工程應(yīng)用,可為涌水災(zāi)害治理提供理論支撐和技術(shù)支持。通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn),根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析了玻璃纖維水泥漿液的物理力學(xué)性能,構(gòu)建不同類型的注漿模型及漿液封堵模型,研究了不同流型漿液的擴(kuò)散規(guī)律及封堵機(jī)理,并將玻璃纖維水泥漿液成功應(yīng)用于齊岳山隧道現(xiàn)場(chǎng)注漿工程中,取得了良好的堵水效果。得出以下實(shí)用結(jié)論:(1)通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn),依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析不同摻量的玻璃纖維對(duì)水泥漿液的流動(dòng)性、抗拉抗壓強(qiáng)度及抗?jié)B性能的影響,得到隨著玻璃纖維摻量的增加,玻璃纖維水泥漿液的流動(dòng)性、抗拉強(qiáng)度及抗?jié)B等級(jí)都有不同程度的提高,但是其抗壓性能表現(xiàn)出先提高后減小的特點(diǎn),同時(shí),明確了玻璃纖維水泥漿液各流型的臨界水灰比。(2)對(duì)不同隧道出水點(diǎn)的空間位置進(jìn)行了系統(tǒng)的劃分,將動(dòng)水漿液擴(kuò)散分為迎水面及背水面兩種類型,根據(jù)涌水通道特點(diǎn)構(gòu)建了單一平板裂隙與單一圓柱管道動(dòng)水注漿模型,并基于流體力學(xué)、流變力學(xué)及彈性力學(xué)相關(guān)理論,推導(dǎo)了不同流型漿液擴(kuò)散方程,從理論上明確了動(dòng)水漿液擴(kuò)散計(jì)算公式。(3)根據(jù)已有文獻(xiàn)資料及室內(nèi)外試驗(yàn),確定了各注漿參數(shù)的取值方法,通過(guò)理論計(jì)算分析了各參數(shù)對(duì)漿液擴(kuò)散規(guī)律的影響,在單一平板注漿中,迎水面漿液擴(kuò)散較難,而在單一管道注漿中,漿液流型對(duì)漿液的擴(kuò)散影響較明顯;同時(shí),分析了單一平板與單一管道漿液封堵機(jī)理及封堵判據(jù),明確了最小封堵距離及臨界注漿量計(jì)算公式,為同類型工程提供理論依據(jù)。(4)將玻璃纖維水泥漿液運(yùn)用到齊岳山隧道中堵水工程中,綜合運(yùn)用地質(zhì)分析、物探與鉆探等方法,分別針對(duì)不同的出水點(diǎn)制定了堵水方案并進(jìn)行了進(jìn)一步的優(yōu)化,改善了水泥漿液流動(dòng)性能,提升了注漿效果,提高了注漿成功率。
[Abstract]:Geological disasters such as water gushing or water inrush seriously hinder the progress of construction and threaten the safety of technicians and the stability of tunnel operation. With the increasing of underground water gushing disaster and its consequence becoming more and more complicated, grouting technology is a common method to solve the above problems. Therefore, the theory of hydrodynamic slurry diffusion, plugging mechanism and its engineering application are deeply studied. It can provide theoretical support and technical support for flood disaster management. Through laboratory tests, the physical and mechanical properties of glass fiber cement slurry were compared and analyzed according to the test results. Different grouting models and slurry plugging models were constructed, and the diffusion law and plugging mechanism of different flow types of slurry were studied. The glass fiber cement slurry has been successfully applied to Qiyueshan tunnel grouting project, and good water shutoff effect has been obtained. The following practical conclusions are obtained: (1) through laboratory tests, the effects of glass fiber content on the fluidity, tensile compressive strength and impermeability of cement paste are analyzed according to the experimental results, and the results show that with the increase of glass fiber content, The fluidity, tensile strength and impermeability grade of glass fiber cement slurry have been improved to some extent, but the compressive performance of glass fiber cement slurry has been increased first and then decreased, at the same time, The critical water-cement ratio of each flow pattern of glass fiber cement slurry is defined. (2) the spatial location of the outlet points of different tunnels is systematically divided into two types: the moving water slurry diffusion is divided into two types: facing water surface and back water surface. According to the characteristics of water gushing channel, a hydrodynamic grouting model of a single flat fissure and a single cylindrical pipeline is constructed. Based on the relevant theories of fluid mechanics, rheology and elasticity, the diffusive equations of slurry with different flow patterns are derived. The formula for calculating the diffusion of hydrodynamic slurry is defined theoretically. (3) according to the existing literature and indoor and outdoor tests, the method of determining the parameters of grouting is determined, and the influence of each parameter on the diffusion of slurry is analyzed by theoretical calculation. In a single plate grouting, it is difficult to diffuse the water surface slurry, but in a single pipe grouting, the slurry flow pattern has a more obvious effect on the slurry diffusion. At the same time, the mechanism and criterion of slurry plugging for single plate and single pipeline are analyzed, and the formulas for calculating the minimum plugging distance and critical grouting quantity are defined. To provide theoretical basis for the same type of engineering. (4) applying glass fiber cement slurry to the water shutoff project in Qiyueshan Tunnel, using the methods of geological analysis, geophysical exploration and drilling, etc. Water shutoff schemes were made for different water outlet points and further optimization was carried out, which improved the fluidity of cement slurry, improved the grouting effect and raised the success rate of grouting.
【學(xué)位授予單位】：山東科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：U456.33

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張軍賢;;冪律型流體劈裂注漿機(jī)理研究[J];長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào);2016年12期

2 張連震;張慶松;劉人太;李術(shù)才;王洪波;李衛(wèi);張世杰;朱光軒;;考慮漿液黏度時(shí)空變化的速凝漿液滲透注漿擴(kuò)散機(jī)制研究[J];巖土力學(xué);2017年02期

3 高圣元;;基于賓漢姆流體的微裂隙巖體注漿擴(kuò)散影響機(jī)制分析[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2016年S2期

4 王健;張樂(lè)文;馮嘯;趙少龍;王洪波;;堿激發(fā)地聚合物雙液注漿材料試驗(yàn)與應(yīng)用研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2015年S2期

5 楊志全;牛向東;侯克鵬;郭延輝;周宗紅;陳峰;康永紅;;賓漢姆流體柱-半球形滲透注漿形式擴(kuò)散參數(shù)的研究[J];四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版);2015年S2期

6 楊志全;牛向東;侯克鵬;周宗紅;梁維;郭延輝;蘆涌峰;楊八九;程涌;;流變參數(shù)時(shí)變性冪律型水泥漿液的柱形滲透注漿機(jī)制研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2015年07期

7 劉泉聲;盧超波;劉濱;盧興利;;考慮溫度及水化時(shí)間效應(yīng)的水泥漿液流變特性研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2014年S2期

8 楊志全;侯克鵬;程涌;楊八九;;冪律型流體的柱 半球形滲透注漿機(jī)制研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2014年S2期

9 李術(shù)才;張偉杰;張慶松;張霄;劉人太;潘光明;李志鵬;車宗原;;富水?dāng)嗔褞?yōu)勢(shì)劈裂注漿機(jī)制及注漿控制方法研究[J];巖土力學(xué);2014年03期

10 Yong Zhao;Pengfei Li;Siming Tian;;Prevention and treatment technologies of railway tunnel water inrush and mud gushing in China[J];Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering;2013年06期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 李召峰;富水破碎巖體注漿材料研發(fā)與注漿加固機(jī)理研究及應(yīng)用[D];山東大學(xué);2016年

2 雷進(jìn)生;碎石土地基注漿加固力學(xué)行為研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué);2013年

3 趙俊石;玻璃纖維增強(qiáng)楊木單板復(fù)合層板結(jié)構(gòu)與工藝研究[D];中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院;2013年

4 胡巍;巖體裂隙與管道動(dòng)水注漿漿液擴(kuò)散封堵機(jī)理研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2013年

5 王國(guó)斌;滬蓉西高速公路烏池壩巖溶隧道涌水成災(zāi)機(jī)理研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué);2012年

6 劉人太;水泥基速凝漿液地下工程動(dòng)水注漿擴(kuò)散封堵機(jī)理及應(yīng)用研究[D];山東大學(xué);2012年

7 張霄;地下工程動(dòng)水注漿過(guò)程中漿液擴(kuò)散與封堵機(jī)理研究及應(yīng)用[D];山東大學(xué);2011年

8 黃戡;裂隙巖體中隧道注漿加固理論研究及工程應(yīng)用[D];中南大學(xué);2011年

9 蘇培莉;裂隙煤巖體注漿加固滲流機(jī)理及其應(yīng)用研究[D];西安科技大學(xué);2010年

10 何忠明;裂隙巖體復(fù)合防滲堵水漿液試驗(yàn)及作用機(jī)理研究[D];中南大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 屈浩;透明裂隙介質(zhì)注漿擴(kuò)散機(jī)理試驗(yàn)研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2016年

2 徐程;小開(kāi)度裂隙注漿封堵擴(kuò)散規(guī)律及控制參數(shù)研究[D];山東大學(xué);2016年

3 王暉;耐堿玻璃纖維混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)研究[D];西安建筑科技大學(xué);2016年

4 陳治;砂性地層盾構(gòu)隧道同步注漿漿液滲透擴(kuò)散機(jī)理研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2016年

5 綦建峰;巖體裂隙潰水潰砂注漿治理模擬試驗(yàn)[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2015年

6 李龍飛;玻璃纖維增強(qiáng)水泥（GRC）在廈門建筑外墻設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[D];華僑大學(xué);2015年

7 陸元鵬;玻璃纖維復(fù)摻粉煤灰水泥復(fù)合土耐久性研究[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

8 曾佳龍;礦山深部開(kāi)采水力通風(fēng)換熱機(jī)動(dòng)力源研究[D];中南大學(xué);2014年

9 王剛;隧道富水地層帷幕注漿加固圈參數(shù)及穩(wěn)定性研究[D];山東大學(xué);2014年

10 黃鏡n;玻璃纖維加固混凝土柱的計(jì)算分析與試驗(yàn)研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2014年

，

本文編號(hào)：2381152