地下工程典型不良地質水害治理技術.pdf

1、隨著我國城市地下交通體系的逐步完善、水電資源大開發(fā)及深部礦井資源開采，大批地鐵隧道、水工隧洞及礦山井巷工程投入建設。地下工程修建過程中，經(jīng)常穿越地形、地貌及地質條件復雜區(qū)域，施工建設過程中易引發(fā)突涌水等重大工程災害。各類不良地質水害造成大量的人員傷亡、經(jīng)濟損失與工期延誤等嚴重后果。因此典型不良地質水害治理理論及關鍵技術成為國家地下工程建設中亟需解決的關鍵科學技術問題。
　　本文通過調(diào)研大量國內(nèi)外交通隧道突水突泥及井巷工程涌水等地下

2、工程水害案例，分析了災害發(fā)生的原因，歸納了典型不良地質水害致災類型及產(chǎn)生影響因素?；谏鲜龇治觯Y合理論研究、數(shù)值模擬和室內(nèi)試驗方法，選取第四系砂土層、斷層破碎帶兩種類型典型不良地質，分別依托青島市地鐵二號線一期工程啤苗區(qū)間砂土層注漿治理及郭屯煤礦斷層破碎帶涌水治理工程，分析了典型不良地質涌水致災影響因素，研究了不良地質涌水規(guī)律，建立了典型不良地質治理關鍵技術體系，并將研究結果應用于第四系軟弱砂土層水害治理工程和斷層破碎帶涌水治理工程，

3、取得了較好的效果。本文主要進行的工作有:
　　(1)揭示了第四系砂土層和斷層破碎帶兩種典型不良地質段地下工程的水害致災規(guī)律。采用理論分析、數(shù)值計算等方法，分析了不良地質條件下水害致災因素，主要包括地下水物理化學作用，并針對典型不良地質條件涌水問題，開展了開挖條件下隧道滲流場演化規(guī)律研究，揭示了典型不良地質條件下涌水規(guī)律。
　　(2)提出了多種物探方法結合鉆探的聯(lián)合探測方法。結合具體工程現(xiàn)場，研究了涌水治理工程中對不良地質體探

4、查步驟，提出了具有普遍適用性的聯(lián)合探測方法體系。分析了地下工程中常用的物探方法適用條件及性能特征，系統(tǒng)分析了單一物探方法的側重性和局限性，基于探查不良地質涌水特征對物探需求和不同物探方法自身性能特點，選用具有互補及驗證性的多種物探方法結合鉆探，精細探查復雜地質條件下的水害問題。
　　(3)研究了典型不良地質水害治理工程中注漿材料配比優(yōu)選方法。選取典型速凝類注漿材料C-S漿液，通過室內(nèi)試驗及現(xiàn)場試驗方法，分析了不同溫度、不同水灰比及

5、體積配比條件下漿液初凝時間特性，建立了C-S注漿材料在典型不良地質水害治理中的優(yōu)選方法，為水害治理參數(shù)設計提供了依據(jù)。
　　(4)研究建立了典型不良地質段治理技術體系。研究了不良地質水害注漿治理中各參數(shù)的設計方法，通過數(shù)值模擬、室內(nèi)試驗及現(xiàn)場試驗確定了注漿參數(shù)選擇方法，證實了注漿設計方法及治理技術的可行性及先進性。研究成果在青島地鐵2號線一期工程第四系軟弱砂土層治理和郭屯煤礦斷層破碎帶治理工程中進行了應用，取得了良好的效果，具有廣