小导管注浆技术及在隧道和地下工程中的应用
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摘要
在隧道及地下工程施工中，遇到不良地层时，往往要进行地层预加固。在较小断面洞室开挖(一般跨度在6米以下的洞室)和局部小范围塌方的处理中，超前小导管以其施工工艺简单、施工作业空间要求较小、施工方案可以随时调整和显著的经济效益等特点在地层预加固时成为首选的方案之一。
小导管注浆可以改变围岩的力学性能，提高围岩的力学参数，主要通过小导管本身和浆液两方面来实现，而浆液材料和注浆参数在小导管注浆中占有很重要的地位，在设计、施工时应给予充分的重视。注浆效果是通过围岩的抗渗性和强度体现出来的，效果确认可以通过现场原位试验和实验室试验进行。施工工艺包括施工准备、钻孔、打小导管、浆液的制作和注浆几部分。最后作者根据自己的亲身实践，对小导管注浆方法应用到各种地层中的工程实例进行了总结和介绍，其中包括小导管注浆在破碎板岩中的应用、在断层破碎带中的应用、在砂层和砂粘土层中的应用以及在处理塌方时的应用，
本文在总结前人研究的基础上，理论联系实际对小导管注浆的分类、加固原理、注浆效果检测、施工工艺和工程应用实例进行了系统的研究。
During the construction of tunnel and underground engineering, when facing to bad ground, reinforcement steps is often required to preconditioning the grounds. When the excavated area is smaller (Originally the span is bellow 6 meters) and the collapses are in the part cave-in segments, pipe grouting is being one of the preferred schemes Because it takes advantage of simple construction procedure, need little work element construction space, may modify construction scheme in any case of needed.
Rely on the pipe itself and grouting, pipe grouting could improve the mechanical property of the surrounding rocks, make the mechanical parameter of the surrounding rock betterment. The material and the parameter of grouting play a very important role in the construction, so it must be paid sufficient attention. The effect of pipe grouting that can be confirmed through situ-testing and laboratory, testing can be represented by the impermeability and intension of surrounding-rock. The procedure includes preparing, boring, setting pipes, manufacturing serous fluid and grouting etc. Finally, according to the practice, the author put the method of pipe grouting into productive practice which includes the application in broken slate, in fragmenting fault zone, in sand seam and in sand-clay blanket, and in dealing with cave-in collapse.
Based on the study of predecessors, the thesis integrate the theory in practice to the specific engineering and put systematically study on the system of classification, principles of reinforcement, detection of effectiveness, construction scheme.
小导管注浆可以改变围岩的力学性能，提高围岩的力学参数，主要通过小导管本身和浆液两方面来实现，而浆液材料和注浆参数在小导管注浆中占有很重要的地位，在设计、施工时应给予充分的重视。注浆效果是通过围岩的抗渗性和强度体现出来的，效果确认可以通过现场原位试验和实验室试验进行。施工工艺包括施工准备、钻孔、打小导管、浆液的制作和注浆几部分。最后作者根据自己的亲身实践，对小导管注浆方法应用到各种地层中的工程实例进行了总结和介绍，其中包括小导管注浆在破碎板岩中的应用、在断层破碎带中的应用、在砂层和砂粘土层中的应用以及在处理塌方时的应用，
本文在总结前人研究的基础上，理论联系实际对小导管注浆的分类、加固原理、注浆效果检测、施工工艺和工程应用实例进行了系统的研究。
During the construction of tunnel and underground engineering, when facing to bad ground, reinforcement steps is often required to preconditioning the grounds. When the excavated area is smaller (Originally the span is bellow 6 meters) and the collapses are in the part cave-in segments, pipe grouting is being one of the preferred schemes Because it takes advantage of simple construction procedure, need little work element construction space, may modify construction scheme in any case of needed.
Rely on the pipe itself and grouting, pipe grouting could improve the mechanical property of the surrounding rocks, make the mechanical parameter of the surrounding rock betterment. The material and the parameter of grouting play a very important role in the construction, so it must be paid sufficient attention. The effect of pipe grouting that can be confirmed through situ-testing and laboratory, testing can be represented by the impermeability and intension of surrounding-rock. The procedure includes preparing, boring, setting pipes, manufacturing serous fluid and grouting etc. Finally, according to the practice, the author put the method of pipe grouting into productive practice which includes the application in broken slate, in fragmenting fault zone, in sand seam and in sand-clay blanket, and in dealing with cave-in collapse.
Based on the study of predecessors, the thesis integrate the theory in practice to the specific engineering and put systematically study on the system of classification, principles of reinforcement, detection of effectiveness, construction scheme.
引文
【1】 李河玉、林刚，小导管注浆在破碎板岩中的应用，四川建筑，2002．4
【2】 民共和国行业标准，JTJ026-90公路隧道设计规范，中华人民共和国发布，人民交通出版社发行，1990
【3】 人民共和国行业标准，TBJ03-85铁路隧道设计规范，中华人民共和国铁道部部标准，中国铁道出版社发行，1986
【4】 道部基本建设总局，铁路隧道新奥法指南，中国铁道出版社，1988
【5】 铁道部第十五工程局，工程建设工法汇编，内部资料
【6】 徐利锋，小导管超前注浆法在通过隧道塌方段施工中的应用，铁道建筑，2002(2)5-7
【7】 童志辉，浅埋软弱围岩施工，铁道建筑，2002(6)30-32
【8】 任立志等，毛家坡隧道通过断层破碎带的施工技术，世界隧道，2000(3)19-33
【9】 夏才初、李永盛，地下工程测试理论与监测技术，同济大学出版社，1999．8
【10】 程骁、张凤祥，土建注浆施工与效果检测，同济大学出版社，1994
【11】 关宝树，隧道力学概论，西南交通大学出版社
【12】 王星华，粘土固化浆液在地下工程中的应用，中国铁道出版社，1998
【13】 叶观宝等，地基加固新技术，机械工业出版社，1999
【14】 地基处理手册，《地基处理手册》编写委员会，中国建筑工业出版社，1988
【15】 刘成宇，土力学，中国铁道出版社，1995
【16】 王毅才，隧道工程，人民交通出版社，1985
【17】 公路隧道施工工法和优秀论文汇编，中国铁道建筑总公司，1998
【18】 中国锚固与注浆工程实录选，科学出版社，1999
【19】 孙钧，地下工程设计与实践，上海科学技术出版社，1996
【20】 曾宪明，黄久松，王作民等编著，土钉支护设计与施工手册，中国建筑工业出版社，2000
【21】 夏明耀、曾进伦主编，地下工程设计施工手册，中国建筑工业出版社，1999
【22】 施仲衡、张弥等，地下铁道设计与施工，陕西科学技术出版社
【23】 潘昌实，隧道力学数值方法，中国铁道出版社，1995
【24】 吴家龙编著，弹性力学，同济大学出版社
【25】 李庆华主编，材料力学，西南交通大学出版社，1990
【26】 王祖华主编，混凝土与砌体结构，华南理工大学出版社，1992
【27】 全国隧道和地下工程第10界科技动态报告会报告文集，西南交通大学出版社，2000年6月
【28】 杜家鸿等，地下注浆工程简明手册，科学出版社，1992
【29】 隧道，铁道部第二勘测设计院，中国铁道出版社，1986
【30】 吴邦颍等，中国铁道出版社，1995
【31】 崔之鉴，地下铁道，中国铁道出版社，1984
【32】 最新技术用支保构造研究开发(2)，(日)先端建设技术，1998年3月
【33】 NATM予预测实际，(日)地盘工学会，1999年11月。
【34】 Charlton, T.M., Model of Structures, E.& F.N.Spon Limited, London, 1954
【35】 Gajanan, M.Sabnis et al., Structural Modeling and Experimentdl Techniques, Prentice—Hall, 1983
【36】 Rabcewcz, Stability of Tunnels under Rook Load.Water Power,1969:July and August: 1～20
【37】 Hoek, E. and E. T. Brown., Underground Excavations in Rock London. The Institution of Mining and Metallurgy, 1980
【38】 Zhao,Y.,Principal Conversion Methods for Rock Mass Classification System Used at Home and Abroad. Bulletin of the International Association of Engineering Geology, 1995
【39】 J. E. Friant: Mixshield Masters Difficult Conditions in Mulheim, World Tunnelling, 1995.5
【40】 M. R. O'Reilly & B. M. New: Settlements above Tunnels in United Kingdom-Their Magnitude and Prediction, Tunnelling'82, London, 1982
【41】 Transit Development Corp.: Subway Environment Design Handbook, Vol.1, Principle and Applications, Second Edition, March, 1976
【42】 J. T. Edwards: Civil Engineering for Underground Rail Transport, Botterworths, 1990
【43】 P. B. Attewell, J. Yeates & A. R. Selly: Soil Movements Induced by Tunnelling and Their Effects on Pipelines and Structures, London, 1984
【44】 Zhang Mi & Pan Jieliang: An Expert System of Predicting and Preventing Surface Settlement Caused by shield Driven Tunnelling in city, Proceedings of the International Conference'89 on Expert System in Engineering Applications,Hauzhong University of Science and Technology Press, 1989
【45】 Reismann H and Pawlik P.S, Elasticity Theory and Application, John Wiley and Sons, 1980
【46】 Fung YC. Foundations of Solid Mechanics, Prentice-Hall, Inc., 1965
【47】 Srinath LS. Advanced Mechanics of Solid, TATA, McGraw-Hill, 1980
【48】 Sokonikoff IS. Mathematical Theory of Elasticity, 2nd ed. McGraw-Hill Book Co., N.Y., 1970
【49】 Gajanan, M.Sabnis et al., Structural Modeling and Experimental Techniques,
Prentice-Hall, 1983
【50】 Charlton, T.M., Model of structures, E. & F. N. Spon Limited, London, 1954
【51】 Crouch, S.L.,Solution of plane elasticity problems by the displacement discontinuity method.Int. J.Num. Methods Engng(10), 1976
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【41】 Transit Development Corp.: Subway Environment Design Handbook, Vol.1, Principle and Applications, Second Edition, March, 1976
【42】 J. T. Edwards: Civil Engineering for Underground Rail Transport, Botterworths, 1990
【43】 P. B. Attewell, J. Yeates & A. R. Selly: Soil Movements Induced by Tunnelling and Their Effects on Pipelines and Structures, London, 1984
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【45】 Reismann H and Pawlik P.S, Elasticity Theory and Application, John Wiley and Sons, 1980
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Prentice-Hall, 1983
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