软弱富水风化岩地层隧道注浆加固机理与参数优化研究

摘要

确定有效的帷幕注浆加固参数,可以降低隧道穿越富水软弱地层遭遇突水突泥灾害的风险。通过室内注浆试验,研究了不同注浆量下的风化花岗岩堵水加固特性。试验结果表明:注浆量(浆液充填率,GFR)达到32%以上时,试样的物理力学特性显著改善,其中黏聚力较未注浆时增长了2.96倍,达到178.8 kPa,渗透系数下降至10^(-8)cm/s以下。考虑风化花岗岩中浆液扩散模式以劈裂和挤密扩散为主,不符合室内注浆的均匀特性。因此基于安全考虑,建议注浆量应达到48%以上,并采用COMSOL多场耦合数值仿真系统开展帷幕注浆参数研究。研究结果表明:帷幕注浆加固圈的渗透率降低1个数量级时,注浆圈厚度取5~6 m,堵水效果最为经济可行,建立的帷幕注浆量与加固圈厚度可为类似工程提供借鉴。