理论教育 深入探讨隧洞岩溶涌水灌浆机理

深入探讨隧洞岩溶涌水灌浆机理

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:充填扩散区边界在恒定灌浆压力和流场条件下,呈现稳定态势,且以浆液的扩散为主,浆液没有被水稀释,随着灌浆进行,充填扩散范围到一定程度不再增大,并形成稳定的沉积区。最外层的分层扩散区流场较为稳定,浆液和水均呈现层流状态,分层扩散现象较为独特,水流呈现上下分层的现象,且各层之间的流态稳定,互不干扰。

深入探讨隧洞岩溶涌水灌浆机理

平面裂隙动水条件下,不同类型和不同参数的水泥单液浆进入稳定扩散状态后,在不受外力干扰或灌浆参数保持不变的条件下,浆液扩散区域是稳定不变的,扩散迹线呈现标准U形规律,且可以分为充填扩散区、过渡扩散区和分层扩散区。充填扩散区边界在恒定灌浆压力和流场条件下,呈现稳定态势,且以浆液的扩散为主,浆液没有被水稀释,随着灌浆进行,充填扩散范围到一定程度不再增大,并形成稳定的沉积区。过渡扩散区范围较小,上层为浆液与水的混合区,下层为析水后的浆液扩散层,浆液在过渡区实现了快速析水分层,是浆液由充填扩散向层流扩散转变的一个必然状态。最外层的分层扩散区流场较为稳定,浆液和水均呈现层流状态,分层扩散现象较为独特,水流呈现上下分层的现象,且各层之间的流态稳定,互不干扰。

研究表明,在一定流速范围内,浆液扩散速度与灌浆率呈线性正比关系,流速太大后,浆液不能呈现有效的扩散状态,水泥浆液也不能在裂隙中沉积留存。浆液的扩散范围随浆水流量比的增大而增大,在灌浆压力和灌浆设备允许的条件下,尽量增大灌浆速率或减小裂隙水流速度、增大水泥浆的黏度,可以获得更好的浆液扩散效果。(www.daowen.com)

对发育规模较大的岩溶管道或溶蚀裂隙,钻孔的设计可以遵循横密纵稀的原则,即钻孔在流场流速方向(扩散轴向)浆液的有效扩散距离长,钻孔的设计间距可以较大,在于垂直轴向的方向(横向扩散)钻孔设计间距要尽量密集。提高灌浆封堵效果的有效方法是降低渗水流速,可通过采用设计、施工深部引流钻孔,分流泄压,调解流场,降低裂隙水流速度;如果引流条件困难,可以采取骨料灌浆技术,用膨胀性轻骨料阻塞裂隙等,从而达到降低水流速度的目的。

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