李术才-隧道与地下工程重大突涌水灾害治理关键技术及工程应用..pptxVIP

隧道与地下工程突水突泥灾害控制关键技术及工程应用;一、研究背景与总体思路

二、突涌水注浆扩散与封堵机理

三、突涌治理新材料、装备及配套工艺四、突涌水治理设计及关键技术

五、工程应用及典型案例;一、 研究背景与总体思路;交通水电工程：

到2020年，我国高速公路和铁路均将超过12万公里

铁路隧道将达到1万公里;矿山工程

随着我国对资源需求量的日益增加，矿山开采逐步向深部转移

深部开采带来了一系列技术难题，矿压大、水压大、温度高，突涌水、岩爆等时有发生

“十一五”期间，全国煤矿共发生水害事故306起、死亡1325人，非煤矿山水害更为突出;隧道及地下工程灾害统计;某工程马鹿箐隧道：大规模突水19次，15人死亡，工期延误2年;运营期冰凌灾害;房屋破坏;突涌水灾害治理已成为隧道建设中亟需解决的重大难题;15项国家级课题，40余项重大突涌水灾害治理工程项目;动水注浆材料装备与工艺;二、突涌水注浆扩散规律与封堵机理;隧道与地下工程四种典型突涌水;突涌水治理注浆扩散与封堵机理;突突涌涌水水模模拟拟

大大型型模模型型试试验验系系统统：：33mm××33mm××22..55mm;动态态计计算算;2突涌水注浆封堵条件与判据

水泥浆液有效封堵的控制参数：浆水比;2突涌水注浆封堵条件与判据

速凝可控类浆液突涌水封堵判据;三、 突涌水治理新材料、装备及配套工艺;1GT-1新型水泥基抗分散注浆材料（注浆封堵材料之一）

针对富水软岩隧道、高压裂隙涌水等灾害治理需求，提出新型抗分散材料研发需求;1GT-1新型水泥基抗分散注浆材料（注浆封堵材料之一）

基于高分子聚合物改性原理研发

初终凝时间可调

动水抗分散

可泵性好

早期强度高

环保无毒;2水泥基高早强型堵水加固材料（注浆封堵材料之二）

富水断层破碎带诱发的突涌水灾害占60%以上;富水破碎岩体堵水加固;3新型高膨胀聚氨酯堵水充填材料（注浆封堵材料之三）

岩溶管道型突涌水:导水通道宽、瞬时流量大、水压流速高

材料性能：

膨胀倍数25-30倍

膨胀速率20倍/min

不受水影响

环保无毒;4强渗透硅胶注浆材料（注浆封堵材料之四）

孔隙微裂隙型涌水:孔???率高、孔隙微小、富水性强

材料性能：

黏度低（接近水）：10mPa·s

渗透性强：可注入0.01mm隙宽

固沙强度：0.6~1.0MPa

解决以往材料难以注入微小裂隙的难题！;5水泥基无机复合加固材料（注浆材料之五）

富水软弱地层塌方、涌水涌泥形成大规模空腔或松散体;节约了治理费用，保护了生态环境！;6注浆配套装备与工艺

研发了与本项目材料配套的装备与工艺

解决了浆液注入过程中难以实时适应地层及水压、水量变化，双液孔底混合等技术难题;注浆材料与装备产业化

建立了突涌水注浆材料、装备研发中心和生产基地，年产值2.9亿元;四、重大突涌水灾害治理设计与关键技术;1突涌水通道精细探查技术

提出了以电阻率CT为核心的多场约束探测技术

解决了突涌水通道精细探查难题;降低钻孔工程量70%;全寿命周期多类型突涌水治理设计方法;3突涌水治理关键技术——富水断层破碎带型;3突涌水治理关键技术——其他类型

突涌水类型 灾害特征;五、主要工程应用及典型案例;新疆;涵盖了公路交通、铁路交通等领域的40余项突涌水治理工程;支撑了数十个国家重大重点工程的建设;富水断层破碎带突水

工程难点：连续大规模突水涌泥4万m3，地表塌陷2000m2“世界罕见、经国内外专家多次咨??，均未得到解决！”

本项目贡献:精细探查技术、高早强注浆材料、断层破碎带治理技术;地质条件极其复杂;左洞帷幕注浆设计;45cm;45;46;47;南京地铁上元门车站基坑;瞬变电磁、跨孔电阻率CT、地质雷达、高密度电法综合探测;注浆钻孔出水照片;重庆市轨道交通一号线中梁山隧道穿越膏溶角砾岩带发生涌水，水量

约84m3/h，水压1MPa，围岩破碎。该涌水地层岩性为灰色，黄灰色厚层块状白云岩、白云质灰岩、盐溶角砾岩，为岩溶水富水层，围岩裂隙发育强烈，强度较低。;工程灾害治理方案

深部帷幕截流，后浅层加固

上下分区治理;湖北沪蓉西高速公路齐岳山隧道区发育溶洞、暗河，揭露了管道型、裂隙型等各类岩溶水，水量约500m3/h，水压2.0MPa。;案例5 高温高压断层水治理—巨野矿区郭屯煤矿;关键难题：

龙固煤矿二号辅助运输大巷涌水，穿越三条断层破碎带，水温45℃，水压4~6MPa,水量720m3/h，治理难度大。

应用情况：

成果在煤矿井下高压、高温涌水的注浆

治理中起到了重要作用，减水量370m3/h，每年为矿井节约排水费用2000万元以上。;案例7 复杂北方型岩溶裂隙水治理—张马屯铁矿;谢 谢！