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| 近年来,我国交通工程、水利水电工程、矿山工程等众多重大基础项目投入建设,大量深埋长大隧道(洞)和深井巷道正在修建,由于地质条件的复杂性,施工过程中突涌水、塌方等地质灾害时有发生,其中以水害问题最为严重。注浆是地下工程突涌水治理的有效手段,注浆过程中注浆参数(注浆压力、注浆量等)、注浆材料与工艺的选择决定了涌水治理的效果,在软弱破碎围岩注浆中,浆液的自重、注浆压力与水压力联合作用于围岩与支护结构中,导致围岩变形加剧,极易引发次生灾害,注浆作用下围岩变形规律与安全控制技术亟待研究。论文应用渗流-应力耦合理论、数值分析和现场监测相结合的方法开展研究,主要分析注浆过程中围岩变形影响因素及变形规律,提出注浆过程中围岩变形安全控制技术,并应用于实际工程中。研究了注浆作用下围岩变形主控因素,包括浆液自重、注浆压力、孔口管长度、注浆孔布置等。选取典型隧道开挖断面,建立了多孔介质流固耦合数学模型,采用COMSOL多物理场耦合分析软件分析了开挖后围岩渗流场和位移场变化规律。系统研究了注浆过程中注浆压力、孔口管长度和围岩等级各因素对围岩变形的影响。计算模型条件下,围岩等级一定时,随着注浆终压的提高,围岩变形加剧。注浆终压>6MPa,围岩等级在Ⅳ以下时,顶板围岩最大变形速率>3.5mm/h。注浆终压一定时,随着围岩等级的降低,围岩变形量增加。围岩等级在Ⅳ以下,注浆终压>4MPa时,顶板最大围岩变形速率达3.0mm/h。注浆终压和围岩等级确定时,孔口管长度增加,围岩变形量减小。围岩等级在Ⅳ以下,注浆终压<6MPa时,孔口管长度不宜小于5m,注浆终压>6MPa时,孔口管长度不应小于9m。基于注浆作用下围岩变形规律,研究了注浆参数设计及安全控制方法,提出了不同注浆条件下围岩变形安全控制技术,包括基于围岩变形控制的注浆设计技术、前期浅部围岩加固与后期注浆综合治理技术、深部引流泄压与注浆封堵治理技术。建立了注浆条件下围岩变形安全控制长效监测机制。采用围岩稳定性监测、地下水流场特征监测、生态环境监测相结合的长期监测,保证围岩稳定性和安全性。 |
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