（西安建筑科技大学 陕西 西安 710055）
【摘 要】涌突水是地下工程的主要地质灾害之一。实践表明，注浆是治理涌突水的有效技术手段，但相关的动水注浆理论发展尚不成熟，尤其是裂隙动水条件下的浆液扩散和封堵机制研究不足。针对上述问题，研发准三维裂隙动水注浆模型试验台，进行裂隙岩体涌突水的动水注浆模型试验研究，通过对 200余组试验数据进行分析，提出浆液的 U 形扩散规律和水泥浆液的分层分区扩散机制，得到浆液的快速析水沉积原理和沉积留核扩散规律，实现浆液扩散和封堵效果的定量评价。
【关键词】岩石力学；动水注浆；模型试验；浆液扩散机制
【中图分类号】U455 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2017）12-0085-02
1.前言
由于当前国家经济的繁荣发展，我国地下工程的发展步入了一个新的局面，由于能源方面的旺盛的需求，我国向地下开采的深度将会不断扩大，但是伴随着矿山的深度不断加大，高压的涌水突水动对各类地下工程以及当地地质造成很严重的危害，而从另一方面说，我国的发展重心也向西部进行转移，我国西部的地质情况错综复杂，给隧道建设的带来很棘手的问题，这其中地下水中的涌水突水动水问题就是最严重的一种地质灾害，对隧道的建设造成了很严重的挑战，因此不遗余力的研究注浆理论，尤其是通过研究历史以及目前在动水的情况下浆液扩散的机制和封闭围堵涌突水的规律以此来分析出有价值的结论。
2.研究内容
基于现有的注射浆液理论模型的基础之上，开创一种全新的满足动水、涌水情况下的注射浆液理论模型，根据不同的性能材料，研究好浆液在各种环境情况下的扩散体系机制以及处理数据分析清楚浆液固态化和封闭围堵动水的基本原理，研究不同层次的模型理论。
2.1 裂痕缝隙动水的勘测原则以及类别的研究
应该科学的将以往发生的地下工程中所发生的动水涌水事故进行有效的分类，再通过细致的当地地质水文研究等，找到动水涌水问题发生的根源所在以及要找到引导各种动水涌水流动的通道。
2.2 涌水情况下浆液的扩散原理和封闭围堵机制的分析与研究
通过一定的实验，实施模拟裂缝动水涌水的封闭和注浆扩散实验，通过模拟实验研究裂缝中涌水对于浆液的扩散所产生的影响。除此之外还应该通过实验了解到注浆参数和被注射介质特性的会受到浆液运行移动扩散的影响，并通过实验清楚浆液扩散是否会受到液体刘流动速度，裂缝的宽度以及速率和裂缝的规模大小等。最后应该研究与分析浆液的沉积原理和浆液对水的代替作用的原理
2.3 动水注浆封闭围堵技术和工程的应用与研究
在各种理论以及各种模型实验的基础之下，并从旧的封堵技术之中学习优点然后综合后提成一种新的针对裂缝动水涌水进行封闭围堵的技术。之后在工程实际现场，将地质勘探信息、以及施工工地地质水文调查的结果汇总，在施工工地现场进行裂缝动水封闭围堵实验，并通过实验的数据对新型的技术进行验证和说明。
该文章的几个创新之处可以在下面几个方面中体现出来：
（1）了解与熟练掌握一种注浆模式的试验台，比如动水注浆模型的试验台，这样便可以模拟出动水环境，从而进行更加真实的动水注浆封闭围堵实验，使得出的结论更加的真实、可靠、有效。
（2）理解与运用动水的情况下浆液U型扩散的规律，并能够熟练掌握该规律的数学物理表达式，实现了对注浆扩散理论的补充与说明。
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（3）清楚与明白各种浆液的不同扩散机制和不同情况下的封闭围堵原理，要了解何种方法能够对浆液的有效扩散进行衡量
（4）了解最新的动水及涌突水的注浆封堵新的技术，熟悉一些新型的抵抗浆液分散的注浆材料。
3.注浆在地下工程中的应用及其浆液的简介
随着时代的发展，注浆所应用到的范围越来越广阔，可以涉及到交通、工民建以及煤矿资源行业，注浆在有两种形式能够运用于地下工程之中，分别是封闭和围堵涌水以及加固被围的岩石，我国注浆工程在实际运用方面发展迅速，然而在理论方面却没什么头绪，其实这是因为地下注浆过程所涉及到的被注射媒介的本质特征和浆体的特点以及两者相互作用的规律特点有关系。
浆体力学中的重要研究方向和内容就是浆液在被注射媒介中的运动转移体系以及作用关系。
4.浆液的压力扩散和运移扩散
浆液能够扩散的专门的一种能力便是注浆压力，并且在这仅仅是在没有囊括裂隙中动水流场的影响。注浆压力所产生的力会完全的扰乱与破坏原本动水流场的平衡，而且浆液扩散的越广，其带来的压力的差是与其成反比的，而对于运移能力来说，当流动速度越快时，它也会变的越来越强，这就是标题所讨论的运移扩散。另外，浆液的性质也是在注浆工程起到很重要的作用的一个点，通过实验我们可以得知，浆液的各个参数比例的配制，可以对浆液扩散的规律起到很大的影响。在实际工程中，针对不同的地质条件，不同的钻孔深度以及钻孔半径以及注浆时的压力差，应该制定好相应的安全控制参数，避免更多的事故的产生。
5.浆液的封堵机理的研究
对导水通道和含有水的通道实行封堵和稳固才是注浆最后追求达到的效果，浆液本身的参数和其他参数可以对封堵本身产生影响，为了进行有效的封堵，必须找到一种能充分抵抗分散的注浆的新型材料，这种材料需要易溶于水具有很强的可注射的性质，要便于保存，无毒无味不会影响到操作而且具有很好的配比性，能够满足各种情况、各种地质条件下出现地涌水而需要进行封堵加固的导水通道和过水通道。
6.地下水灾害问题产生原因及其危害
（1）由于地下土质中会产生一定的断层，而断层又会产生一定的破碎隔离带，这种构造不仅会使动水在本土层流通，而且可以导通到其他含水层面，该种形式的涌突水在岩溶地区断层发生的频率更加高，扩散的也更快，由于断层的不断摩擦从而让岩层更加容易破裂，使地下水更加轻而易举的渗透进来。
（2）某种情况下断裂层在原本的情况是不能导水的，即便相连的是含水层，可是因为外部的地下工程施工会改变附近的应力状态，改变应力的平衡状态，继而使相邻的断层发生错位，最终的结果就是产生了涌突水。
（3）围岩是一种经常多次数和不同种类长期作用下产生的岩石体，其重要特点就是产生许多种不同的面层，而其中又会有一种称为节理裂隙的面层，它的张开程度决定了其是否能够成为导水通道，如若形成，很有可能将地下水引入新建或者已建成的地下工程，形成事故，这也将是一种隐患。
（4）由于长期的地下水的溶解腐蚀作用，可溶性的岩石体会形成一种很大的岩体空洞，使之失去了原本所具有的支撑能力，有可能造成整体垮塌，且容易形成一种很特别的导水的通道，而这种导水通道的充水性能有强有弱，也存在完全不充水的情况。
（5）某些天然地质状况较差的土地，因为其本身地质中的渗透系数很大，在施工过程中，会突然的发生涌水突泥等现象造成路面的塌陷等极其严重的后果。
参考文献
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[4]张霄,李术才,张庆松，等.关键孔注浆方法在高压裂隙水封堵中的应用研究[J].岩石力学与工程学报，2011.
论文作者:张世荣
论文发表刊物:《建筑知识》2017年12期
论文发表时间:2017/7/13
标签：浆液论文; 注浆论文; 裂隙论文; 地质论文; 裂缝论文; 模型论文; 通道论文; 《建筑知识》2017年12期论文;