金子山隧道岩溶富水段帷幕灌浆及施工稳定性研究

摘要

既有岩溶是山区隧道建设中常见的地质灾害，这种不良地质现象的存在给隧道的施工和运营造成了严重威胁。运用帷幕灌浆方法可较好地解决富水岩溶地区隧道施工的难题。本文结合在建宜昌-万州铁路金子山隧道穿越富水地段的隧道帷幕注浆施工，详尽介绍了岩溶地区隧道全断面帷幕注浆及其配套设备技术，隧道帷幕注浆对围岩、支护结构的影响，主要研究内容及结论如下： (1)在充分调查既有研究文献基础上，结合金子山隧道地质资料和水文地质资料，考虑环保等要求，对金子山隧道穿越岩溶区的帷幕注浆提出“以堵为主，限量排放”的治水原则，并在施工中坚持“超前探水，预注堵水，检验开挖，后补堵漏，达标衬砌”的施工原则。 (2)对宜万铁路金子山隧道穿越97m的F2富水洞段建立精确数值模型，探讨隧道穿越岩溶区帷幕注浆的安全、经济、合理的注浆加固范围，为金子山隧道帷幕注浆提供必要的技术支持。 (3)考虑金子山隧道穿越岩溶区帷幕注浆段围岩节理裂隙发育，为防止帷幕注浆施工中浆液的串、跑现象，在数值分析基础上提出了采用1m混凝土止浆墙和预留5m的接缝灌浆岩盘的联合支护方案，较好解决了施工出现的浆液串、跑现象。 (4)进行金子山隧道穿越岩溶区的全断面帷幕注浆技术研究。根据综合超前地质预报确定岩溶水位置、赋存形式、水量和水压等初始条件，提出初步的帷幕注浆施工方案和相应的作业参数和工艺，并在实践中不断修正、优化。 (5)在隧道穿越岩溶区的施工中，隧道超前灌浆帷幕的深度、范围、排距及孔距必须根据隧道现场情况确定，通过现场灌浆试验和理论分析相结合，确定合理的隧道灌浆帷幕深度、范围，确定经济、合理的灌浆排距、孔距是必要可行的。

目录

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第一章 绪论

1.1岩溶富水隧道灾害

1.2岩溶富水隧道帷幕灌浆技术的现状和发展

1.2.1隧道帷幕注浆概念和目的

1.2.2隧道帷幕注浆的发展现状及存在问题

1.3岩溶富水隧道施工稳定性分析研究现状和发展

1.4论文研究的工程背景、研究思路与研究内容

1.4.1论文研究的工程背景

1.4.2本文的研究内容

第二章岩溶富水隧道帷幕灌浆及隧道施工稳定性分析基本理论及相关问题探讨

2.1岩溶隧道帷幕注浆基本理论及相关问题探讨

2.1.1灌浆理论

2.1.2裂隙岩体灌浆理论

2.1.3灌浆效应理论的物理基础

2.2数值模拟方法与模型选择

2.2.1数值分析及模拟工具选择

2.2.2有限差分方法及FLAC软件简介

2.2.3数值分析模型及模型参数

第三章岩溶富水隧道帷幕灌浆对隧道稳定性的影响及施工措施研究

3.1金子山隧道岩溶富水洞段工程地质条件概况

3.1.1金子山隧道工程概况

3.1.2金子山隧道工程地质条件

3.2金子山隧道岩溶富水段工程问题及施工方案

3.3帷幕注浆对隧道的影响分析

3.3.1灌浆影响的数值仿真模型

3.3.2灌浆影响数值分析荷载模拟

3.3.3灌浆影响研究的方案设计

3.3.4数值试验结果及分析

3.4本章小结

第四章 金子山隧道岩溶富水段洞内帷幕注浆技术研究

4.1概述

4.2注浆原理及注浆工艺

4.3帷幕注浆施工步序

4.3.1施工准备

4.3.2注浆浆液配制

4.3.3钻孔作业

4.3.4注浆作业

4.3.5注浆效果检查、评定和补救措施

4.4帷幕注浆施工方案、要点

4.4.1施工方案

4.4.2各施工步序工艺要点及方案

第五章金子山隧道岩溶富水段洞内帷幕注浆施工组织及配套设备技术分析

5.1帷幕注浆工作量统计

5.2帷幕注浆量计算方法

5.3施工队伍及设备安排

5.3.1 帷幕注浆段开挖施工队伍及劳动力配置

5.3.2注浆设备

5.4安全措施分析

5.4.1组织保证

5.4.2技术保证

第六章结论与展望

6.1论文的主要结论

6.2展望

参考文献

致谢

附图