硅化双液注浆加固河流相细砂层工程应用研究

摘要

韩城矿业公司下峪口煤矿新建皮带平硐建设过程中遇到长度近千米的黄河古河道沉积的河流相沉积细砂层，应用传统方法无法穿越，新的河流相沉积细砂层注浆加固方法成为矿山建设面临的重要难题，针对这一难题，论文以下峪口煤矿皮带平硐穿越粉细砂层具体地质条件为背景，提出硅酸凝胶材料注浆加固与支护技术。
　　论文首先对所获得的各种地层参数进行了系统分析，修正了存在严重偏差的土的基本力学参数，补充给出了砂层的土性指标；根据室内实验数据，分析计算并给出了对注浆加固工程十分重要的地层注浆参数：土体的灌注系数?；从硅化双浆浆材物质组成入手，通过微观化学反应分析，明晰了硅化双浆浆材加固土样强度的变化机理；系统研究了基于理想牛顿流体注浆介质假定前提的柱状扩散和球状扩散条件下的Maag渗透注浆理论，用压力水头关系和浆液渗透系数对Maag公式进行了补充完善；引入土体孔隙的浆液注入系数即灌注系数的概念，分别对基于传统经典理论推导的柱状扩散和球状扩散的Maag渗透注浆理论公式进行了修正；应用模拟砂体室内注浆试验结果，对按照传统经典理论建立起来的柱状渗透扩散条件下的maag公式、补充完善后的公式和新建立的修正公式进行了计算分析比较，证明了修正公式的合理性；运用建立的柱状渗透扩散的修正Maag公式，通过对地面试验数据的分析，获得了硅化双浆注浆加固所需的注浆参数，并巧妙地利用自然地理优势，设计了一套非常有效的含水砂层排泄水方案，为下峪口煤矿运煤平硐的掘进应用打下了基础。
　　通过论文研究，有效地控制了下峪口煤矿在建运煤平硐自身的变形和上部地层的变形，确保了工作面及地面建筑的安全稳定，获得了显著经济技术和社会效益。

目录

中文摘要

英文摘要

目录

主要符号表

1 绪论

1. 1研究课题背景及其意义

1. 2灌（注）浆法加固地基方法综述

1. 3硅化双液注浆加固下峪口煤矿河流相砂体研究现状

1. 4本文研究的主要内容

2 河流相沉积细砂层工程特性实验分析

2. 1现场密度测试和含水率、比重试验及结果

2. 2砂层的颗粒级配分析

2. 3 砂体的无侧限抗压强度及压缩模量

2. 4 土的抗剪强度试验及指标分析

2. 5 土的压缩性及其指标

2. 6 水、氯化钙和水玻璃在模拟砂体中的渗透系数

2. 7使用国产水泥注浆时砂体的可注比

2. 8本章小结

3 双液加固砂样强度和室内模拟注浆试验及相关参数研究

3. 1硅化双浆浆材加固土样的无侧限抗压强度试验

3. 2 硅化双浆浆材加固土样的无侧限抗压强度变化规律探析

3. 3 室内模拟砂体的硅化双浆注浆试验及注浆参数计算分析

3. 4 本章小结

4硅化双液注浆加固砂体及在下峪口煤矿的应用

4. 1地面模拟砂体中的硅化双液注浆试验参数分析

4. 2 硅化双液注浆加固砂体技术在下峪口煤矿的应用

4. 3 含水段砂层的硅化双液注浆加固及工程应对

4. 4 本章小结

5结论与展望

5. 1 结论

5. 2 研究展望

致谢

参考文献

附录