复杂突水条件下矿井注浆堵水技术

以桑树坪矿“8．7”突水堵水工程为例,论述了因小煤矿越界开采本矿深部煤层导致发生特大突水、在不明过水通道下的注浆堵水技术。为了在突水条件不清楚的前提下进行注浆,桑树坪矿先采用了多种探查手段,之后开展动水注浆。工程实践表明,在过水通道位置不清楚的前提下,首先要通过调查了解小煤矿的采掘情况,并结合本矿采掘系统确定截流段的大体位置;其次采用物探手段对该处过水通道进行探查,并根据物探成果使用井下钻探方法精确查明过水巷道的位置;之后展开动水截流,截流成功后再对煤层底板和奥灰岩顶部进行注浆。     

黄陵一号煤矿井下突水事故治理技术

在黄陵一号煤矿突水事故治理中,进行了突水因素分析、突水特征研究,查明了突水原因.采用地面物探、钻探、数字测井技术,探明了导水通道;采用系统分析理论研究了注浆环境,进行了摸拟试验、注浆生产试验;依照冲击充填理论开发了"自然灌注法";运用混凝土施工理论、采用了基础工程中冲击振动原理,开发了"井下混凝土搅拌技术",重点解决了"强制性一次快速注浆坝体成型(合拢)技术.采用以上技术治理效果达96%,经济效益特别显著.     

黄陵一号煤矿井下突水事故治理技术

在黄陵一号煤矿突水事故治理中,进行了突水因素分析、突水特征研究,查明了突水原因.采用地面物探、钻探、数字测井技术,探明了导水通道;采用系统分析理论研究了注浆环境,进行了摸拟试验、注浆生产试验;依照冲击充填理论开发了"自然灌注法";运用混凝土施工理论、采用了基础工程中冲击振动原理,开发了"井下混凝土搅拌技术",重点解决了"强制性一次快速注浆坝体成型(合拢)技术.采用以上技术治理效果达96%,经济效益特别显著.     

动水大通道突水灾害治理关键技术

为了更加细微和形象地刻画保浆袋囊钻孔控制注浆动水快速截流局部和整体发展过程,按照等流速原理构建了巷道进水口在给定水头边界条件下CFD-DEM流固耦合数学模型,在2 000 m³/h和20 000 m³/h突水水量等流速条件下,分别对有无保浆袋囊工况22 mm粒径骨料灌注堆积阻水体建造过程进行了数值模拟。结果表明：(1) 低流速条件骨料都能堆积接顶,高流速条件骨料都只能堆积至巷高的3/4,主要差异是有袋囊工况阻水体堆积至相同高度所需时长都更短且都具有高阻弱渗阻水性能。(2) 高流速条件阻水体不能局部接顶情况下,单纯增大骨料粒径仍然难以局部接顶,但是单纯增加骨料灌注速度可以局部快速接顶。(3) 分析有无袋囊工况阻水体建造结果差异原因,得到保浆袋囊钻孔控制注浆动水快速截流机制其一是袋囊自身快速充填了部分阻水体空间,相当于提前完成了部分骨料铺底和充填阶段;其二是阻水体高阻弱渗的阻水性能,可以减少堵水后期阻水段快速升压阻水体突破再造次数,同时有利于补充注浆阶段浆液快速凝结。

     

水位动态变化下水体驳岸渗流场及稳定性研究

目前水体驳岸设计只注重景观性与生态性,缺乏水位动态变化对驳岸渗流场及稳定性影响的研究。以澧水河2007-2012年水文地质资料为基础,从驳岸水位动态变化速度、岸坡安全系数两个角度,研究不同水位升降速度的驳岸稳定性变化规律。研究表明:水位动态变化对驳岸渗流场有明显影响,水位变化速度快,驳岸自由水面变化滞后越明显;驳岸水位上升时,其安全系数由大变小再到稳定;随着水位逐渐下降,驳岸安全系数先减小,当水位达到一定高度(此时安全系数最小)时,安全系数逐渐回升。研究结论用以指导水体驳岸设计,对水体驳岸在水位动态变化条件下安全运行具有现实意义。     

渝怀线彭水隧道进口段涌水处理浅析

渝怀线彭水隧道进口段多次发生特大涌水,该段属可溶岩地区,隧道位于岩溶水平循环带及垂直循环的变化带内,岩溶发育,隧道切穿自北向南向乌江侵蚀基准面排泄的岩溶管道发生涌水,涌水受大气降水补给较快,水量大,治理原则以排为主。     

超深涌水水平孔绳索取心钻具投送和打捞技术

为了精准查明拟建隧道沿线地质情况,通常采用水平孔绳索取心钻探技术。在超深涌水水平孔绳索取心钻进中,投放、打捞内管总成钻具和打捞器是施工中的难题。因此从研制专用水平钻机、选择大功率泥浆泵、封隔分流涌水、设计绳索取心钻具送绳器、定制专用内平绳索取心钻杆等几方面开展研究。全面分析了泥浆泵压力、钻杆内径大小、钻孔深度、钻杆的密封性、钻孔涌水量、涌水压力、孔壁间隙等因素对投送内管总成钻具和打捞器速度的影响,实现了高效、低成本、绿色钻探技术集成。经过精心组织,成功完成了千米级的大涌水水平孔绳索取心钻探施工,精准查明了隧道洞身段工程地质条件,取得了满意的技术效果,为隧道设计和施工提供了安全保障,也为超深涌水水平孔钻探提供了经验。     

基于动态残余强度的不同含水率条件下滑坡稳定性研究

长时降雨会引起斜坡发生累进性破坏,在此过程中,滑带土将随含水率的变化达到不同含水状态下的残余强度。传统应变软化模型不能准确表达这一变化过程中滑带土残余强度的动态特征, 而引入动态残余强度的应变软化模型能更加真实地模拟含水率变化时滑坡稳定性的发展。基于此,文章对四川中江县垮梁子滑坡开展了野外调查工作,通过现场竖井获取滑带土,采用环剪试验研究了滑带土力学参数与含水率的关系,在此基础上建立了基于动态残余强度的应变软化模型,模拟了垮梁子滑坡在滑带土处于不同含水率阶段的发展情况。结果表明：含水率的增加使得滑带土抗剪性能显著衰减,峰值及残余抗剪强度呈近乎线性降低,残余强度参数则表现出三次函数型衰减特征。应用基于残余强度参数衰减规律建立的应变软化模型模拟了垮梁子滑坡的变形破坏过程,结果表明在滑带土含水率低于20%时,斜坡仅在前缘局部产生塑性区;当含水率达到22%时,斜坡中上部开始产生塑性区及未贯通滑动面;当含水率达到24%时,塑性区趋于贯通,滑坡进入加速变形状态,并于坡表产生张拉裂缝;当含水率达到26%时,滑坡处于失稳状态,坡表张拉塑性区及破坏面的发展与滑坡现状破坏特征高度吻合。该成果可为相关滑坡的稳定性研究提供一定的理论依据。     

重庆南山隧道工程涌水隐患研究

运用地下水动力学法计算隧道涌水影响半径,采用地下水动力学法、古德曼经验公式,经验解析法公式计算涌水量,并比较中梁山铁路隧道修建对漏水的影响,得到以下结论:(1)从涌水半径来看,南山隧道涌水半径(642m)比轻轨隧道涌水半径(727m)小。轻轨隧道高程较南山隧道高程低,因此轻轨隧道拦截了一部分集雨面积,使得南山隧道涌水量降低。(2)科斯加科夫渗透入量法结果与调查结果更为接近。(3)涂山湖大湖漏水的影响远远小于小湖。这可从中梁山隧道引起的漏水得到启示。涂山湖在南山隧道的影响半径之内,其中大湖因为泥沙淤积时间长,因此受影响小,涂山湖的小湖因为成湖时间不长,因此受影响大。同时要注意南山隧道漏水,浮托力消失,在隧道漏水影响范围内注意岩溶塌陷的隐患。在积极面对南山隧道漏水可能存在的隐患之外,还应该调动群众的力量,将损失影响减少到最小。     

川东南隔挡式构造区隧道空间展布影响下岩溶涌突水特征简析

隔挡式构造区隧道工程涌水特征研究多局限于某个具体隧道工程及对应的特定岩溶水系统,缺乏关于隧道空间展布影响下涌突水问题的系统研究。文章提出以隧道穿越区岩溶发育及岩溶水水平与垂直分带差异作为隧道空间布置类型划分的主要标准,将隧道空间展布区的岩溶水文地质特征分为七类,对不同类型中岩溶含水介质空间结构特征、岩溶发育差异以及岩溶水在此区域流动的特点进行分析,并对八种类型的隧道涌突水的特征进行比较。据此,结合研究区拟建渝万客专铜锣山隧道和明月山隧道案例,分析此两隧道展布区域的岩溶水文地质特征,分别属于补给-垂直入渗型类型及补给径流-水平径流型类型。进一步对此两隧道可能遭遇的岩溶涌突水进行定性评价和涌水量计算,认为铜锣山隧道主要出现雨季涌水现象,水量大小受降雨强度控制,而明月山隧道涌水量较大。