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高速铁路隧道穿越富水大断层施工灾害控制研究

金美海  
【摘要】: 客运专线运量大、效能高,社会经济效益显著,被誉为“经济起飞的脊梁”,而客运专线中长大隧道更是全线的控制性工程。富水大断层及其破碎带是隧道施工中难度很大、最易出现事故的地段,因此施工中如何安全、快速、环保地穿过富水大断层,尽量减小不良地质对施工带来的灾害值得深入研究。文章依托合(合肥)武(武汉)客运专线大别山隧道,运用超前地质预报、数值计算分析、全断面深孔帷幕注浆、预裂微震控制爆破、施工监控量测、层次分析法及模糊数学理论等手段对隧道穿越富水断层施工灾害控制进行了系统地研究,主要获得以下认识和研究成果:(1)对于不良地质地段,必须加强隧道超前地质预报,隧道超前地质预报的准确实施,可以为施工顺利通过富水断层提供科学依据。(2)通过数值模拟研究应力场及位移场分布等情况可以为合理地选择隧道开挖方案提供技术支撑;在开挖方案优选方面,运用技术经济比较可取得良好效果。(3)制定了一套适用于富水断层的全断面深孔帷幕注浆技术,为围岩的超前支护特别是地下水的保护形成了一套完整的技术方法体系。(4)进行了预裂微震控制爆破设计,为减小爆破对围岩的扰动和损伤发展了新的研究思路。(5)通过现场监控量测工作,及时监测围岩变形,检验支护结构的稳定,对监控量测得到的监测数据进行回归并作预测分析,分析出隧道穿越富水断层围岩变形的一般规律,讨论了二次衬砌施作时机。(6)将层次分析法和模糊数学理论运用到隧道施工安全风险评估中,对施工安全进行了定量分析和准确评估。同时,论文还对断层一般规律以及灾后应急响应预案进行了探讨。文中的研究方法、结论和建议,对今后类似工程是有益且可以提供借鉴的。


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