深部基岩地面预注浆机理及工程应用研究.pdf

中图分类号i 堕壁垒望 学科分类号5 Q 生笪Q 一 论文编号 密级垒珏 安徽理工大学 硕士学位论文 深部基岩地面预注浆机理及工程应用研究 作者姓名筮歪 ．． 专业名称l岩工墨 研究方向岩左堂皇童塑 导师姓名廑建勇夔量 导师单位查建箕堂院 答辩委员会主席篚傻堡 论文答辩日期2 0 1 3 年6 月8 日 安徽理工大学研究生处 2 0 1 3 年6 月8 日 f I H I I I I I I II I I I I I I I Ii l l I II I f Y 2 5 0 5 2 7 8 AD i s s e r t a t i o ni nG e o t e c h n i c a lE n g i n e e r i n g S t u d yo nd e e pb e d r o c ks u r f a c ep r eg r o u t i n gm e c h a n i s m a n de n g i n e e r i n ga p p l l c a t i o n 一 一 一一 C a n d i d a t e ．．X ul e i S u p e r v i s o r P r o f ．P a n gJ i a n y o n g S c h o o lo fC i v i l E n g i n e e r i n ga n d A r c h i t e c t u r e A n H u iU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y N o ．1 6 8 ，S h u n g e n gR 0 a d ，H u a i n a n ，2 3 2 0 01 ，P ．R ．C H I N A 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及 取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方以外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 塞邀堡王太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并 表示谢意。 勺7 学位论文作者签名 ；盔勉日期址年j 月j 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解塞筮理王太堂有保留、使用学位论文 的规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于 塞徵堡至太堂。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的 复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权安徽理工大学 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采 用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 保密的学位 论文在解密后适用本授权书 签字日期2 ，，7 } 年b 月了日 签字日期．洲 年6 『月f 日 森 碲孓 名 跌 虢 俄 者 ，r 作 、又 名 论 签 学 导 摘要 摘要 随着我国煤矿开采深度的逐渐增加，地下水给井筒开凿施工带来了很大的 困难。在立井井筒涌水的防治方面，形成了以地面预注浆为主的一套先进的施 工工艺与技术。但由于对注浆机理缺乏足够的研究认识和注浆自身的隐蔽性的 特点，浆液在土体中渗透过程不能深入的研究，注浆的质量效果往往依靠人们 的技术熟练程度和正确的施工方法，难以保证注浆堵水及加固效果，注浆过程 中遇到的一些实际工程问题不能科学有效的解决。 本文从地面预注浆机理研究入手，重点分析了浆液在地层中的渗透扩散， 围绕其注浆机理设计出合理的地面预注浆施工方案，并利用有限元软件对注浆 渗透进行数值模拟，研究了影响浆液扩散的主要因素和扩散规律，为注浆设计 施工提供必要的理论依据。结果显示了浆液扩散半径与注浆时间、注浆压力之 间的关系。 论文依托张集煤矿典型工程地质与水文地质条件下的注浆工程，合理的设 计出井筒注浆施工方案，利用注浆监测监控信息化设备基岩段地面预注浆效果 动态监测分析，根据监测数据结果对地面预注浆的注浆量、注浆压力和其渗透 扩散进行分析，确保了注浆质量和注浆堵水工程质量并及时获取了重要的注浆 参数，确保了注浆质量，也为今后指导地面预注浆工程提供了重要的参考依据， 取得了显著的经济效益和社会效益。 图[ 5 0 】表[ 2 0 】参[ 6 9 】 关键词地面预注浆；渗透；模型分析；注浆质量； 分类号T u 9 4 2 ； 摘要 A b s t r a c t W i t ht h e d e v e l o p m e n to fC h i n a ’Sc o a lm i n i n gd e p t h ，W h e ns i n k i n g ， g r o u n d w a t e rb r o u g h tag r e a to fd i f f i c u l t i e s ．I nt h ep r e v e n t i o na n dc u r eo fs h a f tw a t e r i n f l o w i n g ，i tf o r m e dag r o u n dp r e 一伊o m m go fa d v a n c e dc o n s t r u c t i o nc r a f ta n d t e c h n o l o g y ．B u tb e c a u s eo ft h el a c ko fr e s e a r c ha n du n d e r s t a n d i n ge n o u g hf o r g r o u t i n gm e c h a n i s m ，a n dt h e 伊o m i n gi sr e l a t i v e l yh i d d e n ，W h e nt h es l u r r y i n f i l t r a t i o ni ns o i l ，i tC a nn o ti n d e p t hs t u d y , t h eq u a l i t ya n de f f e c to fg r o u t i n g c o n s t r u c t i o nm e t h o dt h a tp e o p l et e n dt or e l yo nt e c h n i c a lp r o f i c i e n c ya n dc o r r e c t ，i t i sd i f f i c u l tt oe u s u r et h ew a t e rp l u g g i n ga n dg r o u t i n g ，a n di tc a nn o te f f e c t i v e l ys o l v e t h ep r a c t i c a le n g i n e e r i n gp r o b l e m si nt h eg r o u t i n gp r o c e s s 。 T h i sp a p e rs t a r t e df r o mt h er e s e a r c ho fg r o u t i n gm e c h a n i s mo fs u r f a c e p r e t r e a t m e n t , i tf o c u s e d0 1 1t h ea n a l y s i so ft h ep e n e t r a t i o no fs l u r r yi nt h ef o r m a t i o n o ft h ed i f f u s i o n ，a n di td e s i g n dt h er e a s o n a b l eg r o u n dp r e g r o u t i n gc o n s t r u c t i o n s c h e m et h r o u g ht h es t u d yo ft h em e c h a n i s mo fg r o u t i n g ，t h ef i n i t ee l e m e n ts o f t w a r e w a su s e dt os i m u l a t eg r o u t i n gp e n e t r a t i o n ，t h em a i ni n f l u e n c ef 豳r so fs l u r r y d i f f u s i o na n dd i f f u s i o nw a s s t u d i e d ，p r o v i d i n gt h en e c e s s a r yt h e o r e t i c a lb a s i sf o rt h e c o n s t r u c t i o no fg r o u t i n gd e s i g n ．T h er e s u l t ss h o w e dt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h e d i f f u s i o nr a d i u so fg r o u t ，g r o u t i n gt i m ea n dg r o u t i n gp r e s s u r e ． A c c o r d i n gt ot h et y p i c a le n g i n e e r i n gg e o l o g i c a la n dh y d r o g e o l o g i c a lc o n d i t i o n s o ft h ee n g i n e e r i n go fZ h a n gJ iM i n e ，i tW a sr e a s o n a b l et od e s i g ns h a f tg r o u t i n g c o n s t r u c t i o ns c h e m e ，t h eu s eo fm o n i t o r i n g e q u i p m e n to fb e d r o c ks u r f a c ep r e g r o u t i n ge f f e c t so fd y n a m i cm o n i t o r i n g ．A c c o r d i n gt ot h em o n i t o r i n gd a t a , q u a n t i t y o fg r o u t i n g ，g r o u t i n gp r e s s u r ea n dd i f f u s i o ns u r f a c ep r eg r o u t i n gw a sa n a l y z e d ，i t e n s u r e dt h a tt h eg r o u t i n gq u a l i t ya n dm a n a g e m e n to fw a t e rq u a l i t y , a n de s t a b l i s h d t h ep o r o s i t yo fr o c kp e r m e a b i l i t ye v a l u a t i o ns y s t e m ．I tt i m e l ya c c e s s e dt oi m p o r t a n t g r o u t i n gp a r a m e t e r s ，a n dp r o v i d e di m p o r t a n tr e f e r e n c eb a s i sf o rg u i d i n gt h eg r o u n d p r e g r o u t i n gp r o j e c t ，i tg a i n e dr e m a r k a b l ee c o n o m i cb e n e f i t sa n ds o c i a lb e n e f i t s ． F i g u r e 【5 0 】t a b l e [ 2 0 】r e f e r e n c e 【6 9 ] K e y W o r d s S u r f a c ep r eg r o u t i n g ；s e e p a g e ；m o d e la n a l y s i s ；g r o u t i n gq u a l i t y C h i n e s eb o o k sc a t a l o g T U 9 4 2 ．．I I I ．． 目录 目录 摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯I A b s t r a c t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．⋯．．．．．．．⋯．．．．⋯⋯⋯．．⋯⋯．．．．．．．⋯．．⋯⋯⋯⋯．I I I 1绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．V 1 ．1 课题背景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 ．2 国内外研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 ．2 ．1 注浆技术的研究与发展⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 ．2 ．1 注浆理论的研究与发展⋯⋯⋯。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 1 ．2 ．2 地面预注浆技术的应用与发展⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 1 ．3 课题的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 1 ．4 论文研究内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 2 地面预注浆渗透注浆机理研究基本理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 2 ．1 注浆扩散机理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 2 。1 。1 浆液的流变性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 2 ．1 ．2 渗透扩散⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 2 ．1 ．3 裂隙填充⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。1 1 2 ．1 ．4 压密注浆⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 2 2 ．1 ．5 劈裂注浆⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 2 2 ．2 注浆作用机理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 3 2 ．2 ．1 加固机理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 3 2 ．2 ．2 堵水机理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 4 2 ．2 ．3 固结土的渗透性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 5 2 ．3 注浆参数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 5 2 ．3 ．1 注浆压力⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 5 2 ．3 ．2 浆液扩散半径⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 6 2 ．3 ．3 注浆量的计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯～1 7 2 ．4 注浆材料⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 8 2 ．4 ．1 注浆材料分类⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 8 安徽理_ T 大学硕士学位论文 2 ．4 ．2 注浆材料重要性能指标⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯～1 9 2 ．5 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 2 3 立井井筒地面预注浆设计方法研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 3 3 ．1 概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 3 3 ．2 深井地面预注浆的基本程序⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 3 3 ．3 注浆钻孔布置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 4 3 ．4 地面预注浆定向钻进技术及方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 5 3 ．4 ．1 定向钻进关键技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 5 3 ．4 ．2 注浆定向钻进孔设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 6 3 ．4 ．3 地面预注浆方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯～2 8 3 ．5 注浆效果检查及注浆结束标准⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 0 3 ．6 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 4 4 数值模拟与结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．堑 4 ．1 算例⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一3 5 4 ．2 模拟模型建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 5 4 ．2 ．1 基本微分方程建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 5 4 ．2 ．2 基本微分方程极坐标系转换⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一3 7 4 ．2 ．3 方程离散化及边界条件和初始条件研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 8 4 ．2 ．4 模型建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一3 9 4 ．2 ．5 材料选择及边界条件荷载施加⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一3 9 4 。2 ．6 单元网络划分⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一4 0 4 ．3 模拟结果与分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 0 4 ．3 ．1 模拟结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一4 1 4 ．3 ．2 模拟结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一4 l 4 ．4 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 3 5 地面预注浆工程实例应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5 5 5 ．1 工程概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 5 5 ．2 工程与水文地质⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 5 5 ．3 地面预注浆设计方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 6 5 ．4 注浆施工技术参数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 8 目录 5 ．5 注浆材料⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 2 5 ．6 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 5 6 注浆质量效果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 6 6 ．I 注浆质量保证体系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 6 6 ．1 ．1 注浆技术保证体系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 6 6 ．1 ．2 施工管理保证体系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 6 6 ．1 ．3 过程控制保证体系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 6 6 ．1 ．4 注浆的质检保证体系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 8 6 ．2 监测仪器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 8 6 ．3 监测监控效果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 0 6 ．4 张集矿地面预注浆效果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 4 6 ．5 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 6 7 主要结论与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 9 7 ．1 本文主要结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7 9 7 ．2 存在问题与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7 9 参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 1 致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一8 5 作者简介及读研期间主要科研成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．8 7 目录 C o n t e n t s A b s t r a c t ．．⋯．．．．．．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．．．．．⋯⋯．．．．．．⋯⋯．．．．．．．．⋯．．．．⋯．．⋯．．．．．．．⋯．．．⋯．．．．．．．．I A b s t r a c t ．．⋯．．．．．．．．⋯．⋯．。．⋯．．．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．。．．．⋯．．．．⋯．⋯⋯．．．．⋯．⋯．．．⋯．．⋯⋯⋯．．．．．I I I lI n t r o d u c t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯V 1 ．1 S u b j e c tm a t t e rs e t t i n g ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 1 ．2P r e s e n ts i t u a t i o no f t h er e a s c r c h ⋯⋯⋯．⋯⋯．⋯．．．⋯⋯．．．．⋯⋯．．．．．．．．⋯．．．．⋯．．⋯．．1 1 ．2 ．1R e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n to fG r o u t i n gT e c h n o l o g y ⋯⋯⋯⋯⋯．⋯。．．1 1 ．2 ．1R e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n to f g r o u t i n gt h e o r y ⋯．．．⋯．⋯．．⋯．．⋯⋯．．．．．2 1 ．2 ．2T h ed e v e l o p m e n ta ’n da p p l i c a t i o no fP r e g r o u t i n gT e c h n o l o g y ⋯⋯．．3 1 ．3 S u b j e c td e t e r m i n e ．．．⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．．．．．⋯．．．．．．．．⋯．．．⋯．．．⋯．．．．．．．4 1 ．4R e s e a r c hc o n t e n to ft h ea r t i c l e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 2 S t u d yo nt h em e c h a n i s mo fo s m o t i cg r o u n dp r e g r o u t i n g ．．．⋯⋯．．．．⋯．⋯．．．．⋯．．⋯．．5 2 ．1G r o u t i n gd i f f u s i o nm e c h a n i s m ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5 2 ．1 ．1 R h e o l o g i c a ls l u r r y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 2 。1 ．2D i f f u s i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．7 2 ．1 ．3C r e v a s s ef i l l i n g ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．11 2 ．1 ．4 C o m p a c t i o ng r o u t i n g ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 2 2 ．1 ．5F r a c t u r eg r o u t i n g ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 2 2 ．2 G r o u t i n gm e c h a n i s m ．．．．⋯．⋯．．．．．，．．⋯．．．．．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．．．⋯．⋯．．．⋯．⋯．1 3 2 ．2 ．1 R e i n f o r c e m e n tm e c h a n i s m ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 3 2 ．2 ．2W a t e rp l u g g i n gm e c h a n i s m ．．．．．．⋯⋯．．．．．．⋯．⋯．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．．⋯．．．．．1 4 2 ．2 ．3 P e r m e a b i l i t yo fc o n s o l i d a t e ds o i l ⋯⋯．．⋯⋯⋯．．．．⋯．．⋯⋯⋯．⋯．⋯⋯．．．．15 2 ．3 G r o u t i n gp a r a m e t e r s ．．．．．⋯．⋯⋯．．，．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．．．．．⋯．．．⋯．．．．．．．．．．．15 2 ．3 ．1G r o u t i n gp r e s s u r e ⋯⋯．．．．．．⋯⋯．．．．．⋯．⋯⋯．．⋯⋯．．．．⋯⋯．．．．．⋯⋯．．．．⋯⋯．．1 5 2 ．3 ．2G r o u td i f f u s i o nr a d i u s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 6 2 ．3 ．3 C a l c u l a t i n gt h eg r o u t i n ga m o u n t ⋯⋯⋯．．⋯⋯．⋯．⋯．⋯⋯⋯．⋯．．．⋯⋯⋯1 7 2 ．4 G r o u t i n gm a t e r i a l ．．．⋯．．⋯⋯⋯⋯．．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．⋯⋯．．．．1 8 2 ．4 ．1 G r o u t i n gm a t e r i a lc l a s s i f i c a t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 8 2 ．4 ．2 I m p o r t a n tp e r f o r m a n c ei n d e xo f g r o u t i n gm a t e r i a l ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 9 ．I X 一一塞塑望三丕堂堡主堂篁笙茎 _ _ _ _ ，_ _ _ - - 一一一 2 ．5S u m m a r y ⋯．．．一⋯．．．．．。⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．⋯，．，⋯．．．．．⋯⋯．．．⋯⋯。．⋯。⋯⋯．．．．．．。⋯．．．．⋯．2 2 3 S t u d yo nt h es h a f ts u r f a c ep r eg r o u t i n gd e s i g nm e t h o d 。．．．．．⋯．。．．．，⋯．。．⋯⋯- ．⋯2 3 3 ．1S k e t c h ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 3 3 ．2T h eb a s i cp r o c e d u r eo f d e e pg r o u n dp r e g r o u t i n g ．⋯．．⋯．⋯⋯．．⋯．．⋯⋯．⋯．2 3 3 ．3 G r o u t i n gh o l el a y o u t ⋯．．．．⋯．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．⋯⋯⋯．．．．⋯⋯⋯．．⋯．．．．．．．⋯．．．．．．．．2 4 3 ．4G r o u n dp r e ．g r o u t i n go f d i r e c t i o n a ld r i l l i n gt e c h n o l o g ya n ds c h e m e ⋯⋯2 5 3 ．4 ．1D i r e c t i o n a ld r i l l i n gt e c h n o l o g y ⋯．⋯⋯．．⋯⋯⋯．．．⋯．．．⋯⋯．．．⋯⋯．⋯．⋯．2 5 3 ．4 ．2 T h ed e s i g no f d i r e c t i o n a ld r i l l i n gh o l eg r o u t i n g ⋯⋯⋯⋯⋯．．⋯．．．．．．．，2 6 3 ．4 ．3G r o u n dp r e ．g r o u t i n gp r o j e c t ⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．．．．．．．．．．．⋯．．．⋯．．．．⋯．。．．．．．．⋯。2 8 3 ．5G r o u t i n gr e s u l ti n s p e c t i o na n dg r o u t i n go v e rs t a n d a r d ．．⋯．⋯⋯．．．⋯⋯⋯⋯．．．3 0 3 ．6S u m m a r y ．．⋯⋯．⋯．⋯⋯．．⋯⋯⋯．．．⋯．⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．．⋯．．．．．．．．．．．⋯．．．．⋯．．．．．．．⋯．．．．．．．．3 4 4N u m e r i c a ls i m u l a t i o na n da n a l y s i so f r e s u l t s ⋯．．．．．．⋯．．．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．．．3 5 4 ．1T h ee x a m p l e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一3 5 4 ．2M o d e lb u i l d i n g ⋯．．．．．．．⋯⋯．．⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．⋯．⋯⋯．．⋯⋯．．．．⋯．⋯．．．．⋯⋯⋯．3 5 4 ．2 ．1B a s i cD i f f e r e n t i a lE q u a t i o n ．．．．⋯⋯．．．．⋯⋯．．．⋯．⋯．⋯．．⋯．．．．．．⋯⋯⋯．⋯．3 5 4 ．2 ．2B a s i cD i f f e r e n t i a lE q u a t i o nI nP o l a rC o o r d i n a t e sC o n v e r s i o n ．．．⋯3 7 4 ．2 ．3 E q u a t i o nA n d T h eB o u n d a r yC o n d i t i o n sA n di n i t i a lC o n d i t i o n s 。3 8 4 ．2 ．4 M o d e l ⋯．⋯⋯．．．．⋯⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．．．⋯⋯⋯⋯．．⋯．．．．．⋯⋯．．．．．．⋯3 9 4 ．2 ．5M a t e r i a lS e l e c t i o nA n dB o u n d a r yC o n d i t i o n sA p p l i e dL o a d ⋯⋯．3 9 4 ．2 ．6U n i tN e t w o r kD i v i s i o n ．⋯⋯⋯．．．．⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．⋯⋯⋯⋯．4 0 4 ．3A n a l y s i so fS i m u l a t i o nR e s u l t s ⋯⋯⋯．，．．．⋯．．．．⋯⋯．．．．．．．．⋯⋯．，．．⋯．．．．．．⋯⋯．．．⋯4 0 4 ．3 ．1 T h eS i m u l a t i o nR e s u l t s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 1 4 ．3 ．2S i m u l a t i o nR e s u l t sA n a l y s i s ．．．．⋯⋯．．．．⋯．．⋯．．．．．⋯．．．．．⋯．⋯⋯．⋯．．．⋯．4 1 4 ．4S u m m a r y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 3 5G f o u n dp r e g r o u t i n gp r o j e c ta p p l i c a t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．．⋯⋯．．⋯⋯．．．．．⋯⋯．．．．．．．5 5 5 ．1P r o j e c to v e r v i e w ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5 5 5 ．2E n 百n e e r i n ga n dh y d r o l o g i c a lg e o l o g i c a l ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 5 5 ．3T h eg r o u n dp r e g r o u t i n gd e s i g ns c h e m e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．．⋯．．．⋯．．⋯．．．．⋯5 6 5 ．4G r o u t i n gc o n s t r u c t i o nt e c h n o l o g yp a r a m e t e r s ．．．．．．．⋯⋯⋯⋯．．．．⋯．．⋯．．．⋯．．．⋯．5 8 5 ．5G r o u t i n gM a t e r i a l ．．．．．．．⋯．．⋯．．．．．⋯．．⋯．．．．．．⋯．．．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．．．，⋯．．．⋯．6 2 ．X ． 一一． 旦垩 一 - _ - _ _ - ●_ 一。 一。 5 ．6S u m m a r y ⋯．⋯⋯⋯⋯．．⋯．．．．．．⋯．⋯．⋯⋯⋯⋯⋯．。⋯⋯。．⋯⋯．．⋯⋯．．．．．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 5 6G r o u t i n gq u a l i t ya n a l y s i s ⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．．．．．⋯．．．．⋯⋯⋯．．．．．⋯⋯．⋯⋯⋯⋯．．⋯．．．．．．．．．．⋯．．．6 6 6 ．1T h eg r o u t i n gq u a l i t ya S S 呦C Cs y s t e m ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 6 6 ．1 ．1G r o u t i n gt e c h n o l o g yg u a r a n t e es y s t e m ．．．．．⋯⋯．．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 6 6 ．1 ．2C o n s t r u c t i o nm a n a g e m e n ta s s u r a I l c es y s t e m ．．．．．⋯．．．．．⋯．⋯⋯．．．⋯．⋯．．．6 6 6 ．1 ．3P r o c e s sc o n t r o la s s u n l ／1 c cs y s t e m ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 6 6 ．1 ．4G r o u t i n gq u a l i t yi n s p e c t i o nt oe n s u r et h es y s t e m ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一6 8 6 ．2M o n i t o r i n gi n s l r t t m e n t ⋯⋯．⋯⋯．．．⋯⋯．⋯．．⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．⋯．⋯⋯．．⋯．．．．⋯．6 8 6 ．3M o n i t o r i n gr e s u Ra n a l y s i s ．．⋯⋯⋯⋯⋯。．．。。。⋯．⋯⋯．⋯．．．．。。⋯．⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。7 0 6 ．4S e to f M i n eS u r f a c eP r eg r o u t i n gE f f e c tA n a l y s i s ⋯⋯⋯⋯．．．．．⋯．⋯．⋯⋯⋯．．．7 4 6 ．5S u m m a r y ⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．．⋯⋯．．．．⋯．⋯．．．．⋯⋯．．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．⋯．⋯．．7 6 7 C o n c l u s i o n sa n dp r o s p e c t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 9 7 ．1M a i nc o n c l u s i o n s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 9 7 ．2 T h em a i np r o b l e m sa n dp r o s p e c t ⋯⋯．．．⋯．⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．．．⋯⋯．．．．⋯．．．．．．7 9 R e f ．e r e n c e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．8 1 C o m p l i m e n t ⋯⋯⋯