收藏本站
《中国地质大学(北京)》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

地下水诱发的隧道灾害的处治技术研究

葛宏亮  
【摘要】:隧道由于地表水下渗、地下水渗流、岩溶积水等容易造成开挖时隧道的边仰坡滑塌、浅层地下水枯竭、地表沉陷、突水、塌方、围岩变形侵限、衬砌混凝土腐蚀等隧道灾害。这些灾害后果严重,危害巨大,拖延了施工工期,降低了经济效益,造成不良的社会影响,严重的还会造成生命财产的损失。因此,有必要对地下水与隧道常见灾害的关系进行认真分析,并提出切实有效的防治措施,以达到隧道建设及运营期间防灾、减灾、治灾的目的。 本论文结合项目《灰岩、砂泥岩区长大公路隧道涌水量预测方法及处治技术研究》,在现场参与资料整理的基础上,以重庆涪丰石高速公路中比较典型的果林隧道、尖峰岭隧道及杉树坪隧道为背景,通过借鉴国内外研究者的理论成果,针对隧道洞口、浅埋段及深埋段等不同的地质特点,分析地下水对隧道施工到不同阶段时容易出现的灾害的诱发作用,提出一套系统的处治不同阶段下出现的不同问题的方案,用于指导设计及施工。具体总结如下: 1.对于地下水位较低的非饱和仰坡,降雨入渗导致边仰坡中地下水位以上的非饱和区水压力暂时升高,基质吸力减小,降低非饱和土的抗剪强度;同时,在稳定地下水位以上某些区域有可能出现暂态饱和区,产生暂态附加水荷载。实际上这种瞬态的地下水分运动及所产生的暂态附加水荷载常常成为非饱和边仰坡在雨季失稳的控制因素。 2.隧道涌水是由于隧道的开挖,人为破坏了原有含水裂隙岩体所处地下水渗流场与地应力场的动态平衡体系。含水裂隙岩体为了维持自身的稳定性,会通过地下水的渗流运动,借助含水裂隙岩体中地下水渗流场与地应力场之间的耦合作用,使地下水体所储存的能量从新的渗流通道以流体高速运移形式瞬间释放。 3.随着围岩孔隙水压力的增高,围岩塑性损伤范围扩大,当隧道围岩中的孔隙水压力接近临界水压时,隧道围岩处于非稳定平衡状态;地下水渗流对土骨架产生的等效力的作用将影响地基土的强度;另外加之遇水膨胀性粘土以及支护参数不足等因素的叠加,造成围岩变形值可能超过设计预留值。 4.地下水作为一种重要的地质营力,与岩体之间发生相互作用,一方面改变了岩体的物理、化学及力学性质;另一方面改变地下水自身的物理、力学性质及化学组分。运动着的地下水与岩体产生3种作用,即物理的、化学的和力学的作用,这些作用常常对隧道的塌方起着决定性的影响。 5.隧道洞口段具有岩层强风化,自稳性差的地质条件;人为刷坡,破坏自然平衡的施工方法;加之雨水下渗,恶化了覆盖层,激活了潜在的滑裂面,通过有效地引排地表水,阻止雨水下渗,再通过抗滑桩的支挡,从根本上解决了洞口边仰坡的滑塌。 6.隧道浅埋段具有覆盖层薄,自成拱能力差,初期变形大,开挖所造成的围岩松弛影响范围易延伸到地表,应力场和渗流场等受雨水及坐标深度的影响较大等特点,通过增加地基承载力,固结围岩,提高支护参数,注浆堵水等措施可有效防止地表沉降,涌水等灾害的发生。 7.隧道深埋段未知的不良地质较多,围岩级别变化频繁,一旦灾害发生对人员机械影响较大,通过径向注浆封堵裂隙水加固围岩,施作临时仰拱及护拱,缩短二衬与初衬之间的施工间距,加密超前锚杆及施工短管棚等措施对深埋段大变形、塌方、涌水等灾害效果显著。本文的创新之处在于汇总涪丰石高速公路项目三条隧道的施工情况,针对隧道施工到洞口、浅埋段、深埋段时不同的地下水灾害特点,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,提出了一套系统的针对隧道施工到各个阶段时地下水诱发的地质灾害的防治措施,从而对涪丰石项目各隧道及类似项目隧道的施工提供了指导。
【学位授予单位】:中国地质大学(北京)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:U457.5

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈文渊;;帷幕注浆处理隧道内涌水施工技术[J];中国城市经济;2011年12期
2 李永琳;闫红伟;王凤仙;;核电站取水隧洞围岩弹塑性理论分析[J];土工基础;2011年03期
3 刘华栋;;杨树庄隧道V级围岩施工技术[J];山西交通科技;2011年04期
4 张海波;刘芳芳;董付科;;露天转地下开采地质灾害规律及其防治[J];河北理工大学学报(自然科学版);2011年03期
5 焦振华;;下坂地水库深埋长引水发电洞主要工程地质问题及评价[J];地下水;2011年04期
6 陈明;胡英国;卢文波;严鹏;周创兵;;锦屏二级水电站引水隧洞爆破开挖损伤特性研究[J];岩土力学;2011年S2期
7 张颜;孟莹;石立恒;;金湾水电站发电隧洞施工技术经验剖析[J];黑龙江水利科技;2011年03期
8 宋飞;;太峪隧道斜井交叉口挤压变形段涌水处理技术[J];南水北调与水利科技;2011年03期
9 杨松泉;;野鸡山隧道渗水原因调查及防治[J];内蒙古公路与运输;2011年04期
10 张小洪;王明华;;综合物探法在岩溶隧道涌水预报中的应用研究[J];西部探矿工程;2011年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 冯紫良;;圆形隧洞围岩与喷层混凝土间相互作用的新概念[A];第三届岩石力学学术会议论文集(上)[C];1985年
2 王金龙;伍鹤皋;李信广;;地下埋藏式钢筋混凝土管道非线性有限元分析[A];新世纪岩石力学与工程的开拓和发展——中国岩石力学与工程学会第六次学术大会论文集[C];2000年
3 李术才;朱维申;邱祥波;;溪洛渡水电站地下厂房围岩稳定性断裂损伤分析[A];第一届海峡两岸隧道与地下工程学术与技术研讨会论文集(上册)[C];1999年
4 孙学毅;;喷锚支护位移监控理论分析与工程实例[A];第八次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2004年
5 杨群;王怡林;袁波;张家华;;楚雄盆地恐龙化石和围岩的XRF全元素分析[A];第十七届全国原子、原子核物理研讨会暨全国近代物理研究会第十届年会论文集[C];2008年
6 裴琳;;微地震监测技术在地下工程中应用研究[A];中国水力发电工程学会第四届地质及勘探专业委员会第一次学术交流会论文集[C];2008年
7 雷学文;汤斌;王瑞芳;;工程围岩稳定性分类的人工神经网络识别[A];岩石力学新进展与西部开发中的岩土工程问题——中国岩石力学与工程学会第七次学术大会论文集[C];2002年
8 李宏建;王海亮;孙星亮;;高速推进工作面上覆岩层运动规律及支架围岩相互作用关系研究[A];矿井建设与岩土工程技术新发展[C];1997年
9 赵光明;孙向阳;孟祥瑞;;考虑软岩线性硬化、软化和残余强度的圆形巷道围岩分析理论研究[A];第四届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2009年
10 莫锦德;;新奥法在长梁山隧道东沟斜井施工中的应用[A];第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ卷[C];2000年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 王立武;防患未然真英雄[N];中国铁道建筑报;2008年
2 主持人 张纳 嘉宾 第一证券研究所 全程红;“务水”潮涌水务难有爆发增长[N];中国证券报;2004年
3 李章兴 邹蔚烈;“三园”绿涌水坪镇[N];中国特产报;2004年
4 记者 王立武 成海忠;福建在建高速最长隧贯通[N];中国铁道建筑报;2008年
5 陈家顺 安剑承 李金山;巴新煮酒敢称雄 草原弯弓好射雕[N];中国铁道建筑报;2009年
6 本版供稿 李永旺;穿山自有雄师在[N];中国铁道建筑报;2010年
7 巨洪波;十天高速公路茶镇隧道左线贯通[N];中国交通报;2010年
8 本报记者 陆华 本报通讯员 张文海;六年“磨”一洞[N];人民铁道;2011年
9 新矿集团 张万武;略谈井巷围岩的支护与稳定[N];新疆科技报(汉);2004年
10 记者 徐海星 通讯员 鞠杨;亲捧涌水闻一闻 百姓说好才是好[N];广州日报;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 罗莉娅;四渡河悬索桥隧道锚围岩的蠕变研究[D];华中科技大学;2005年
2 李军;大跨度公路隧道动态施工围岩稳定性数值分析[D];河海大学;2006年
3 罗定伦;隧道抗减震模型试验围岩相似材料研究[D];西南交通大学;2009年
4 刘国伟;水电站调压井围岩参数反分析及开挖稳定性仿真分析[D];四川大学;2005年
5 钟建辉;邻近隧道爆破施工对既有隧道影响的数值分析[D];天津大学;2005年
6 葛宏亮;地下水诱发的隧道灾害的处治技术研究[D];中国地质大学(北京);2011年
7 雷辉光;构皮滩水电站地下厂房渗流分析及渗控设计[D];西安理工大学;2006年
8 张志峰;位移函数法回归初始地应力与围岩稳定分析[D];河海大学;2004年
9 陈方方;地下洞室弹塑性仿真反分析研究[D];西安理工大学;2004年
10 赵会德;输水隧洞支护结构与围岩的相互作用分析[D];河海大学;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026