[發明專利]應用于地下工程圍巖注漿方案的確定方法

有效

• 申請號: 201510980861.5
• 申請日: 2015-12-23
• 公開（公告）號: CN105589999B
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發明（設計）人: 王琦;李術才;欒英成;潘銳;江貝;高紅科
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙妍

本發明公開了應用于地下工程圍巖注漿方案的確定方法，通過建立在大量的注漿方案與巖體物理力學參數和圍巖穩定性試驗的基礎上，數據詳實可靠，解決了傳統方法由于地下工程場地有限，不能為注漿方案確定試驗提供足夠的試驗段，而帶來的現場數據代表性有限的問題；免去現場注漿試驗，節省了在前期的注漿方案確定試驗中耗費的大量時間和現場試驗費用，節約了時間成本并使得試驗費用大大降低。

技術領域

本發明屬于地下工程中安全技術領域，特別涉及應用于地下工程圍巖注漿方案的確定方法。

背景技術

目前，在地下洞室掘進施工過程對軟弱圍巖通常采用注漿加固的方式以增加圍巖強度，經實踐證明通過對軟弱圍巖進行注漿對改變圍巖強度、發揮圍巖自身承載力、保障地下洞室安全具有良好的效果。在注漿方案設計時，通常根據工程經驗先擬定一種或者幾種注漿方案，然后在與擬建工程地質狀況大致相同的地段，選定幾組實驗段，進行注漿實驗，并測定注漿前后的地下工程圍巖物理力學參數的變化。將所測得注漿前后圍巖物理力學參數作為已知條件在數值模擬軟件中進行模擬，并對不同注漿方案進行大量數值模擬試驗，根據模擬實驗的結果最終注漿方案。但傳統做法存在以下問題：

1.地下工程場地有限，不能為注漿方案確定試驗提供足夠的試驗段，使得在試驗段中所測得的現場數據代表性有限；

2.地下工程工期緊張，在前期的注漿方案確定試驗中將耗費大量的時間，使得工程時間成本大大增加；

3.所做的注漿方案確定的現場實驗費用較高，做足夠的現場實驗使工程總成本大大增加。

發明內容

本發明的目的就是為了解決上述問題，提供。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

應用于地下工程圍巖注漿方案的確定方法，具體步驟如下：

1)通過室內試驗和現場試驗，得出相同初始條件下不同注漿方案對地下工程圍巖的物理力學參數和圍巖穩定性的影響，將試驗數據存入數據庫中；

2)在分析軟件中模擬步驟1)中試驗條件，得出不同注漿方案得到的加固后圍巖參數對圍巖穩定性的影響，并將其結果與步驟1)中的試驗數據進行對比驗證，若數值模擬結果與試驗測試結果不相符，則對加固后圍巖的物理力學參數進行修正后再輸入，直至兩者結果在不影響正常施工的允許誤差范圍之內，將修正后的物理力學參數存入數據庫中；

3)通過建立在設定圍巖初始條件下，注漿方案與圍巖加固后物理力學參數的關聯關系來開發接口軟件；

4)改變圍巖的初始條件，重復步驟1)-步驟3)，得到不同圍巖初始條件下注漿方案與圍巖性質變化的數據庫；

5)將接口軟件與軟件連接，根據選擇的方案和得到的圍巖物理力學參數值在軟件中模擬所選注漿方案引起的圍巖穩定性的變化，以對不同的注漿方案進行評價和比選，最終確定注漿方案。

進一步地，所述步驟1)的具體步驟如下：

1-1)對開挖后的圍巖試驗段進行初期支護，測得試驗段的圍巖原始條件，根據所測得的原始圍巖的狀態，結合工程經驗和專家數據庫確定注漿方案中各參數的范圍；

1-2)在原始圍巖條件相同的試驗段中，固定注漿方案中各參數中的其中兩個，來研究第三個參數的變化引起的地下工程圍巖的物理力學參數和圍巖穩定及受力的變化，記錄所測得的圍巖注漿加固后物理力學參數和圍巖穩定數據；

圍巖穩定及受力為圍巖和初期支護的豎向位移、塑性變形區范圍和初期支護受力。

1-3)分析不同的注漿方案及注漿后物理力學參數變化的關系，并得出耦合的回歸曲線關系；并利用數據和得到的耦合的回歸曲線關系建立注漿方案與圍巖性質變化數據庫。

進一步地，所述步驟2)的具體步驟如下：