Ejemplos de aplicaciones de ingeniería
Ejemplo de ingeniería: inyección radial de la sección PDK353+580~+610 del túnel Qingliangshan
Según los datos geológicos de diseño, los estratos de la sección PDK353+580~+610 en la zona alta El área rica en agua a presión del túnel Yuanliangshan es Pérmico Qixia. La formación Liangshan (P1l + q) es lutita asfáltica gris, gris oscuro, de capa media-gruesa gris, gris-negra, con juntas y fisuras desarrolladas. El sistema de predicción y predicción geológica tsp202 muestra que el macizo rocoso en la sección predicha es relativamente completo y único, con juntas y fisuras bien desarrolladas y puede contener agua. El pronóstico del instrumento infrarrojo HY-303 muestra que las condiciones geológicas que se avecinan son estructuras no uniformes y que la densidad del medio varía mucho entre los diferentes cuerpos geológicos. Según el principio del instrumento y los datos geológicos, se puede juzgar que hay estructuras que contienen agua. adelante. La Sección 580 utiliza la guía plana PDK353+580 para realizar trabajos de exploración de agua de perforación de paso elevado (el diseño del pozo de exploración de agua se muestra en la Figura 5-24). Durante el proceso de exploración de agua, cuando la sonda No. 1 perforó hasta 12,1 m, apareció una pequeña cantidad de agua corriente en el pozo, con un caudal de 0,24 m3/h cuando la sonda No. 4 perforó hasta 18 m; también apareció una pequeña cantidad de agua corriente en el pozo, con un caudal de 0,36 m3/h h. Cuando la sonda No. 3 perforó hasta 18,47 m, apareció una gran cantidad de agua en el pozo, con un caudal de 42. m3/h. El aumento de agua llenó el pozo, la presión del aumento de agua no fue grande, la calidad del agua era turbia y había una emulsión de polvo de roca en forma de emulsión de polvo de roca. La calidad del agua es turbia y en forma de polvo de roca; la Sonda No. 2 no tiene agua. A juzgar por la distribución del volumen de agua en los pozos de exploración, la fuente de agua debe estar en el lado derecho. Los resultados de las pruebas y el monitoreo del flujo de entrada de agua se muestran en la Figura 5-25.
Figura 5-24 Diseño avanzado de la perforación de exploración
Figura 5-25 Curva de cambio del flujo de entrada total de agua
Según los resultados del monitoreo de la curva de entrada total de agua, la entrada de agua está básicamente equilibrada después de la construcción de perforación avanzada, la entrada de agua previa a la excavación tiene una tendencia decreciente, pero no es muy obvia, lo que indica que el agua. la capacidad de oferta es fuerte. Esto muestra que la fuente de suministro de agua es muy fuerte y es poco probable que se descargue en poco tiempo. Basado en la característica de que el agua entrante es agua clara, la capa permeable debería ser una zona de falla. Sin embargo, dado que la salida de agua en un determinado pozo de exploración de agua es superior a 40 m3/h, no se puede descartar la posibilidad de grandes afluencias en el futuro. . Después del análisis preliminar, se decidió en el sitio que, además de continuar observando y probando la situación del flujo de agua, se detendrá la construcción de la guía horizontal en PDK353+590 y se llevarán a cabo más pruebas para determinar el plan.
El 6 de octubre de 2001 se realizó la excavación guía horizontal hasta PDK353+590, y se realizó la exploración de agua de acuerdo al plan de lechada diseñado. En el diseño de lechada, el orificio de lechada está diseñado para ser un orificio de doble propósito, es decir, el orificio de lechada también sirve como orificio de detección de agua. El diseño de la lechada se muestra en la Figura 5-26.
Figura 5-26 Diseño de reexploración de inyección
Después de que se cerró el frente del túnel el 7 de octubre de 2001, los diseños No. 1, No. 14, No. 17 y No. 21 lechada Se perforan los agujeros Después de perforar los agujeros de lechada No. 1, 14 y 21, se perforan los agujeros de lechada diseñados. Cuando se perforaron los hoyos No. 1, 14 y 21 a una profundidad de 15 a 18 m, no había agua en los hoyos; cuando se perforó el hoyo de inyección No. 17 a una profundidad de 5 m, se produjo una gran cantidad de entrada de agua; , y el volumen de entrada de agua en un solo pozo fue de 40 m3/h, mientras que el volumen de entrada de agua original de los tres pozos de exploración se redujo significativamente, el flujo de agua en los dos pozos no tenía presión y el color del flujo de agua era blanco lechoso. Como se muestra en la Figura 5-27, cuando el tapón de lechada en el orificio de lechada No. 17 se bajó a 4,5 m, el agua surgió a través del orificio de lechada No. 17, pero no había agua en la tubería central de lechada. del No. 3 se redujo significativamente. Por lo tanto, el tapón de lodo se bajó a 4 m para la detección. En este momento, el agua fluyó desde el tubo central y el volumen de entrada de agua fue de 40 m3/h.
Figura 5-27 Diagrama esquemático de la parada de agua. fenómeno del tapón de lodo
(Unidad: cm)
Para detectar mejor todas las áreas de captación de agua y el flujo total de agua en el lado derecho de la cara del túnel, se decidió para perforar los agujeros No. 3, 4 y 5 en el lado derecho de la cara del túnel.
Para explorar más a fondo todas las áreas de captación de agua y la cantidad total de agua entrante en el lado derecho del frente del túnel, con base en el diseño del plan de inyección, se decidió perforar los números 3, 4, y 5 orificios de lechada en el área derecha de la cara del túnel. Taladre un total de 6 orificios de lechada. Cuando se perforaron los cinco pozos a 6 m, el agua surgió y el volumen de entrada de agua fue de 40 m3/h. En ese momento, los pozos de inyección No. 3 y No. 17 originalmente explorados estaban básicamente libres de agua. Cuando el pozo No. 3 se perforó a una profundidad de 15,5 metros y el pozo No. 6 se perforó a una profundidad de 16,4 metros, no había agua en ambos pozos. El pozo No. 4 se perforó a una profundidad de 12 metros. y el agua subió cuando se perforó a una profundidad de 6,1 metros. En este momento, los pozos No. 5 y No. 17 han sido desempolvados.
Según el análisis de exploración complementario anterior, hay una grieta de unos 30 a 40 cm de ancho en la capa de roca entre 4 y 4,5 metros delante de la cara del túnel. Esta grieta es un canal de entrada de agua. las capas de roca restantes están relativamente completas.
Sobre la base del pozo de exploración original No. 3, se agregó el pozo No. 17. La entrada de agua no aumentó significativamente y no hubo presión de entrada de agua en el pozo. Básicamente se puede determinar que la entrada de agua en esta sección es. no grande. Debido a que la posición del pozo No. 5 es más baja que la posición de los pozos de inyección de exploración originales No. 3 y No. 17, se formó una interrupción del flujo, lo que resultó en que los pozos de inyección de exploración originales No. 3 y No. 17 estuvieran básicamente secos. . Esto muestra que el flujo de agua proveniente de la formación no es grande y la presión no es alta. El nivel del agua en el pozo No. 3 es más alto que el nivel inicial del agua en la sección. Incluso si hay una grieta allí, significa que no hay agua. No hay agua en el pozo No. 6, lo que significa que no hay grieta. conectado o abierto, y la altura de la grieta no es muy alta. El pozo No. 4 tiene una fuerte conectividad con los pozos No. 5 y 17, y la fractura es ancha. Debido a la presión del viento y la presión del agua durante la perforación, la grava bloqueó los pozos No. 5 y 17, lo que indica que los pozos No. 4 y 17 El agua. La entrada del pozo es muy grande, lo que es un signo de una gran entrada de agua. Durante la perforación, la presión del viento y del agua hicieron que la grava bloqueara los pozos No. 5 y 17, lo que se manifestó como agua que fluía fuera del pozo No. 4.
De acuerdo con el monitoreo y análisis de los pozos de inyección y las condiciones de entrada de agua, la fuente de agua proviene principalmente del lado derecho, y la entrada total de agua en la sección de excavación es básicamente un valor fijo, alrededor de 40- 50m3/h. Por lo tanto, las medidas de liberación de agua tomadas no afectarán la excavación segura de la sección de construcción, ni causarán una gran cantidad de entrada (repentina) de agua después de la excavación. Si se utiliza el método de construcción de sobreexcavación y pre-inyección, no es adecuado en términos de economía, período de construcción y viabilidad del plan. Por lo tanto, se decidió excavar y liberar agua primero, y luego se realizó la infusión radial. para hacer frente a la entrada de agua. Con base en los resultados del análisis, se llevó a cabo la construcción de excavaciones en el sitio. Según lo que reveló la excavación, la fuente de agua fluye de derecha a izquierda, de acuerdo con las predicciones. Después de la excavación, se reveló que había una fractura de apertura lateral de 20 a 30 cm cerca del lado derecho de la salida de agua de PDK353+600. La fractura se extendía hasta la pared derecha del túnel y no se podía detectar la profundidad. Cuando la excavación de guía horizontal llegó a PDK353+604, la fractura transversal había penetrado completamente en el piso inferior. El 10 de octubre de 2001, cuando se excavó el túnel hasta PDK353+606.7, no apareció ningún nuevo punto de salida de agua, el volumen de entrada de agua permaneció básicamente sin cambios, estable en aproximadamente 45 m3/h, la presión era pequeña y la calidad del agua era clara. .
En respuesta a la situación de entrada de agua, se tomaron medidas de inyección radial una vez finalizada la excavación. El espesor de diseño del refuerzo de lechada radial es de 3 metros, el radio de difusión de la lechada es de 2 metros, los orificios de lechada están dispuestos en un patrón de flor de ciruelo, el espaciado circunferencial de los orificios de lechada es de 1,5 metros y el espaciado longitudinal es de 2,6 metros. El material de la lechada es una lechada líquida única de cemento ordinario, la proporción de la lechada es una relación agua-cemento de 0,6:1 y la presión de la lechada es de 3 MPa. Una vez finalizada la inyección, la sección de inyección está básicamente libre de agua, cumpliendo plenamente con el estándar de fuga permisible de diseño de 5 m3/(m-d) y satisfaciendo el "taponamiento de inyección", que es el método más eficaz para evitar fugas de agua. Los principios de construcción de "rellenar, tapar fugas y limitar las emisiones".