海底透水通道发育带隧道施工注浆技术研究

论文摘要

海底隧道设计施工与陆域隧道相比其难点主要是：水的控制。高压涌水问题的处理是海底隧道设计及施工当中的难点和重点。地下工程的地质环境非常复杂,尤其是海底隧道,岩石经历了漫长的成岩和改造历史,其内部富含各种缺陷,包括微裂纹,孔隙以及节理等宏观非连续面,它们为地下水提供了存储和运移的场所。由于海底隧道建设中所遇到的水多为高承压水,如果不对其进行有效的封堵,特别是在海底透水通道发育带,势必造成流路扩大,引起大的突水和坍塌。本文在前人的研究成果的基础上,深入研究了海底隧道透水通道发育带的注浆机理、不同因素对注浆效果的影响。最后将海底透水通道注浆技术应用于胶州湾海底隧道工程的实践中。主要内容如下：（1）在广泛研究中外文献的基础上,借鉴前人研究成果,全面分析了海底透水通道发育带的特征,对海底透水通道发育带注浆原理进行详细的分析。（2）进行现场注浆试验,确定出适合胶州湾海底隧道透水通道注浆的浆材,确定合适的注浆参数,结合青岛胶州湾海底隧道的工程地质和水文地质情况研究并总结了海底透水通道发育带注浆技术。（3）对f2-3断层破碎带进行注浆堵水设计。通过理论分析和现场实验设计注浆方案、确定注浆参数,运用综合评价手段对注浆效果进行评价。（4）运用数值计算的方法对海底透水通道发育带注浆前后的渗流和涌水量情况进行计算分析,确定海底透水通道的渗流特点,研究注浆参数及涌水量之间的关系。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的提出及意义
• 1.1.1 国内外海底隧道建设概况
• 1.1.2 海底隧道修建中存在的问题
• 1.1.3 研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 注浆技术的研究现状
• 1.2.2 岩体地下水渗流研究现状
• 1.2.3 隧道涌水量研究现状
• 1.3 本文的研究内容和方法
• 1.3.1 研究的主要内容
• 1.3.2 研究的技术路线
• 第二章 海底隧道透水通道特征分析
• 2.1 断层破碎带的特征分析
• 2.1.1 断层的一般认识
• 2.1.2 断层带的结构特征
• 2.1.3 断层带结构发育特征与断层带封闭性
• 2.1.4 断层活动期与断层带封闭性的关系
• 2.1.5 两种不同的断层封闭类型
• 2.1.6 断层破碎带的控水作用
• 2.2 裂隙的特征分析
• 2.2.1 裂隙的分类
• 2.2.2 裂隙几何特征的描述
• 2.2.3 裂隙参数的测试方法
• 第三章 裂隙岩体注浆堵水理论研究
• 3.1 概述
• 3.2 浆液在岩体裂隙中的流动规律
• 3.2.1 牛顿型浆液的流动公式
• 3.2.2 宾汉姆浆液扩散公式
• 3.3 水泥浆液在岩体裂隙中的流动机理
• 3.3.1 水泥浆液的流动沉积特性
• 3.3.2 水泥注浆的充填过程
• 3.3.3 水泥浆液在岩体裂隙内沉积排水机理
• 3.4 泥化夹层及破碎岩体化学注浆的吸渗理论
• 3.4.1 浆液与岩土间的亲和力
• 3.4.2 吸渗性及其存在条件
• 3.4.3 吸渗理论的基本方程
• 第四章 胶州湾海底隧道透水通道发育带注浆技术研究
• 4.1 工程概况
• 4.2 注浆方案选择标准
• 4.3 超前帷幕预注浆参数设计
• 4.3.1 超前预注浆的选择
• 4.3.2 止浆墙的设计
• 4.3.3 注浆段划分和注浆顺序
• 4.3.4 注浆孔设计
• 4.3.5 注浆设计参数
• 4.4 小导管超前预注浆设计及工艺
• 4.4.1 工艺特点
• 4.4.2 参数设计原则
• 4.4.3 注浆工艺流程
• 4.4.4 小导管设计
• 4.5 长管棚设计及施工工艺
• 4.5.1 长管棚参数设计
• 4.5.2 长管棚施工工艺
• 4.5.3 长管棚施工步骤
• 4.6 径向注浆设计及工艺
• 4.6.1 径向注浆参数设计
• 4.6.2 注浆顺序
• 4.6.3 注浆结束标准控制
• 4.7 顶水注浆设计及工艺
• 4.7.1 做好水源调查工作
• 4.7.2 安装排水设备
• 4.7.3 安设导水管
• 4.7.4 止浆墙设计
• 4.7.5 关水增压实验
• 4.7.6 参数设计
• 第五章 f2-3断层破碎带施工注浆设计
• 5.1 工程地质资料
• 5.1.1 工程地质条件
• 5.1.2 超前地质预报情况
• 5.1.3 断层破碎带剖析
• 5.2 工程现场注浆试验
• 5.2.1 注浆材料试验
• 5.2.2 压水试验
• 5.3 全断面超前预注浆施工方案设计
• 5.3.1 注浆设计原则及目的
• 5.3.2 注浆方案选择
• 5.3.3 注浆设备配套安排
• 5.3.4 全断面超前帷幕注浆施工工艺
• 5.3.5 全断面超前帷幕注浆参数设计
• 5.3.6 钻孔注浆施工
• 第六章 胶州湾海底隧道透水通道发育带注浆效果评价
• 6.1 胶州湾海底隧道渗流及涌水量数值计算分析
• 6.1.1 计算说明
• 6.1.2 模拟分析
• 6.1.3 结论
• 6.2 注浆堵水效果评价方法研究
• 6.2.1 注浆效果检查评定方法分类
• 6.2.2 注浆效果检查评定方法
• 6.2.3 注浆效果检查评定方法选择及标准建议
• 6.3 胶州湾海底隧道注浆效果检查及评价
• 6.3.1 P-Q-t曲线法
• 6.3.2 涌水量对比法
• 6.3.3 检查孔观察结果
• 6.3.4 检查孔取芯情况
• 6.3.5 注浆效果总体评价
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集