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安理寨隧道岩溶区结构受力变形及突水灾害风险评价研究

王明  
【摘要】:我国国土面积中有超过70%为山岭地区,这些地区内地层条件复杂多变,岩溶分布也十分广泛。随着经济的迅速发展,在这些岩溶地区修建隧道以满足日益增加的交通需求。岩溶区隧道施工易发生突水、突泥等地质灾害,围岩自承能力较弱、容易产生过大施工变形、支护结构承受过大应力,这些常导致施工过程中发生塌方事故,对隧道建设构成了严重的威胁。因此,对岩溶区内隧道施工过程中结构的受力变形特性进行研究、对突水灾害进行风险分析,对确保岩溶区隧道施工安全和减少经济损失是十分必要的。本文以渝黔铁路安理寨隧道为工程依托,结合隧道工程特点,利用FLAC3D建立3D数值模型,模拟了三台阶七步开挖法开挖过程,岩溶区内典型隧道断面在各开挖步时围岩的施工力学形态与支护结构位移进行了分析。通过现场勘查以及工程类比经验,对超前注浆的掌子面封闭设计、超前堵水注浆方案、材料、参数以及注浆顺序进行优化设计。最后,采用模糊信息法对安理寨隧道岩溶区内突水灾害进行了风险评估,通过将影响和控制突水灾害风险的评价指标进行量化处理,建立突水灾害风险评价模型,计算得到风险等级评价结果,与实际工程基本相符合,降低了施工突水事故发生的可能性。


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