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《重庆大学》 2007年
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地下水对山岭隧道施工的影响及防治措施研究

梁峰  
【摘要】: 隧道作为地下线性建筑物,修建过程中不可避免地穿越不同水文地质体,从而形成集水廊道,通常有“十隧九漏”之说,涌水是隧道施工中常见的地质灾害,也是隧道运营中的主要病害,同时也是其它地质灾害的主要诱因之一,其会造成开挖时的突水、突泥、翻浆冒泥、塌方、浅层地下水及地表水枯竭、地表塌陷、对衬砌砼产生化学腐蚀等等,后果严重,危害巨大,故对隧道工程施工过程中地下水的影响及防治对策的系统研究已迫在眉睫。 本文结合国家自然科学基金重点项目“隧道及地下空间工程结构物的稳定性与可靠性”(50334060),以环山坪大跨度隧道浅埋段为研究背景,在对环山坪隧道水文地质情况统计的基础上,结合施工过程中所遇到的因地下水造成的危害,采用理论分析和数值模拟等手段探讨了地下水对山岭隧道施工的影响情况,利用现场超前地质预报和地下水预测的成果,提出了符合环山坪隧道施工特点的地下水防治措施。 本文主要研究内容及所获结论有以下五点: 1.通过对水作用后现场岩石试样的抗压强度、抗拉强度以及岩石试件的渗流特性测试,得出地下水对岩石起到了明显的软化作用,节理裂隙的存在明显地改变了岩石试件的渗流特性。 2.利用RFPA2D及Rocscience软件模拟了隧道开挖过程中隧道围岩渐进破坏过程以及山岭隧道开挖前后隧址区渗流场的变化过程,结果表明,隧道开挖破坏了相对隔水层,隧道施工排水时,在隧道轴线两侧形成了水位降落,沟通了几个含水系统,导致原始渗流场改变,隧道洞身成为地下水以不同形式向外排泄的地下廊道,从而形成了涌水灾害。 3.采用狭长水平廊道法、大气降水入渗系数法以及比拟法对环山坪隧道沿线的涌水量进行了计算,结果表明,狭长水平廊道法计算结果最小,由于碳酸盐岩的富水性极不均匀,抽水试验渗透系数代表性有限,计算结果不予采用,降水入渗法与水文地质比拟法计算的隧道正常涌水量较接近,其正常涌水量为5883m3/d,较为可靠。 4.采用EMS-2三分量多波工程地震仪和SIR-20地质雷达对特殊地质地段的地下涌水进行预测,得出ZK125+914~+915断面为泥质岩与岩溶角砾岩的分界面,富含水,且在隧道右洞掌子面YK125+990前方岩溶角砾岩发育,F2、F3、F5三个走向逆冲断层及其之间的断层牵引褶曲发育带的含水量较大。 5.根据现场观测、理论分析及数值模拟结果,提出针对环山坪隧道自身特点的地下水防治措施,即:深孔周边预注浆止水,结合小导管注浆超前支护,该措施得到了采纳,现场应用效果较好。 本文的创新之处在于针对环山坪大跨度隧道浅埋段地下水灾害特点,对其渗流场的发展演化进行了系统的数值模拟和理论分析,并结合现场实测成果,提出了一套合理可行的地下水防治措施,从而对环山坪隧道及类似隧道的施工提供了指导。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:U455.49

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【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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【二级参考文献】
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5 ;东莞市2009年度地质灾害防治预案[N];东莞日报;2009年
6 记者 赵凡 齐培松;我部积极探索地质灾害防治新机制[N];中国国土资源报;2009年
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8 记者徐国玺;地质灾害防治工作要警钟长鸣[N];铜川日报;2009年
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10 记者 申欣;宁夏出台地质灾害防治方案[N];中国气象报;2010年
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9 段青梅;西辽河平原三维地质建模及地下水数值模拟研究[D];中国地质大学(北京);2006年
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5 徐峰;太佳高速公路隧道风险评估与灾害防治研究[D];长安大学;2011年
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7 朱永生;浅埋隧道地震动力响应数值分析及研究[D];西南交通大学;2006年
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10 谭文嘉;直接蒸发式空气冷却器用于北方农村住宅的技术研究[D];天津大学;2007年
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