我國(guó)是世界上巖溶地區(qū)分布最廣的國(guó)家,隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,交通路網(wǎng)得到不斷地完善,其中已修建的巖溶隧道也越來越多,在長(zhǎng)期巖溶水壓作用下運(yùn)營(yíng)巖溶隧道的病害問題也日益凸顯,嚴(yán)重威脅著隧道的運(yùn)營(yíng)安全。然而,當(dāng)前的研究主要集中于施工期間巖溶隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、施工安全及巖溶揭示后處治技術(shù)方面,針對(duì)運(yùn)營(yíng)巖溶隧道病害方面的研究還相對(duì)較少。通過對(duì)運(yùn)營(yíng)巖溶隧道病害的調(diào)研可知,降雨等引發(fā)的突變水壓力是導(dǎo)致巖溶隧道病害的主要因素,因此,以鄭萬鐵路巖溶隧道富水區(qū)隧道為工程背景,研發(fā)了一套模擬高水位地下水、圍巖、管道型溶腔裝置、防排水系統(tǒng)、襯砌結(jié)構(gòu)等模型試驗(yàn)系統(tǒng)�；诖�,本文將通過數(shù)值模擬、模型試驗(yàn)等方法研究巖溶地區(qū)隧道運(yùn)營(yíng)過程中,突發(fā)巖溶水時(shí),含有充填型或管道型溶腔的富水巖溶隧道在不同水頭,不同排水條件,溶腔位于不同位置時(shí),襯砌背后的水壓力作用大小及分布規(guī)律以及隧道襯砌內(nèi)力變化規(guī)律。其主要內(nèi)容和成果如下:(1)通過充填型溶腔模型試驗(yàn),以Ⅴ級(jí)圍巖為基礎(chǔ),同時(shí)考慮不同的圍巖埋深、巖溶水初始水頭高度、防排水型式等,研究不同工況下運(yùn)營(yíng)巖溶隧道襯砌背后的水壓分布規(guī)律,得出了,常規(guī)排水情況下對(duì)隧道邊墻角處水壓有明顯降低... 

【文章來源】：石家莊鐵道大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：130 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

山嶺隧道常規(guī)防排水系統(tǒng)示意圖

-8-2.1.2富水巖溶隧道優(yōu)化排水布置方案對(duì)于一般山嶺隧道而言，由于地下水量有限，隧道內(nèi)排水系統(tǒng)的排水能力大于隧道涌水量，隧道周邊圍巖內(nèi)的地下水通過襯砌背后的環(huán)向排水管及縱向排水管匯聚至隧道中心排水溝內(nèi)，并最終排出隧道外。對(duì)于非巖溶區(qū)段的隧道而言，隧道圍巖滲透系數(shù)較小，地表降雨對(duì)隧道影響較小，隧道周圍的地下水量也較小，流向隧道的地下水可以全部被排出隧道。因此，地下水量不大的山嶺隧道采用常規(guī)的半包半排防排水方式可以滿足隧道排水的要求。然而，對(duì)于富水巖溶隧道而言，圍巖滲透系數(shù)較大，隧道周圍的圍巖裂隙水受地表降雨補(bǔ)給十分明顯，常規(guī)半包半排防排水方式在富水巖溶隧道中需要進(jìn)一步改進(jìn)。為了便于隧道的設(shè)計(jì)和施工，對(duì)隧道防排水系統(tǒng)的優(yōu)化應(yīng)盡量避免大幅改變現(xiàn)有的防排水方案。優(yōu)化排水方案是在常規(guī)防排水方案的基礎(chǔ)上，將隧道中心排水溝由仰拱內(nèi)移動(dòng)至仰拱底部(如圖2-2所示)，同時(shí)延長(zhǎng)環(huán)向排水盲管至中心水溝，將環(huán)向排水管中的巖溶水直接從上部匯入中心排水溝，更利于隧道巖溶水的排出。圖2-2富水巖溶隧道防排水優(yōu)化方案示意圖2.1.3模型試驗(yàn)的工程背景以時(shí)速350km/h客運(yùn)專線雙線鄭萬鐵路Ⅴ級(jí)圍巖隧道復(fù)合式襯砌斷面為工程背景，考慮到鄭萬鐵路地質(zhì)構(gòu)造特征和水文地質(zhì)特征情況復(fù)雜，不能全部用

-9-于進(jìn)行模型試驗(yàn)，所以選取圍巖級(jí)別較差情況五級(jí)圍巖，同時(shí)考慮最不利天氣情況，巖溶隧道遇到突降暴雨時(shí)，降雨等引發(fā)的突變水壓力對(duì)巖溶隧道的影響。本論文中模型試驗(yàn)是依據(jù)此背景情況設(shè)計(jì)。斷面圖如圖2-3所示。二次襯砌采用C35鋼筋混凝土，拱墻厚50cm，仰拱厚60cm。防水板厚度均為3mm，排水管直徑為10cm，中心排水溝直徑60cm，材料參數(shù)如表2-1所示。圖2-3350km/h客運(yùn)專線雙線鐵路Ⅴ級(jí)圍巖隧道復(fù)合式襯砌斷面圖表2-1材料的參數(shù)取值材料彈性模量E/Gpa容重γ/(kN/m3)泊松比υ粘聚力c/MPa內(nèi)摩擦角φ/0滲透系數(shù)K(m/s)隧道圍巖1.817.50.40.05~0.220~272e-6初期支護(hù)23220.20——2e-8二次襯砌32250.20——2e-10環(huán)向排水管0.659.320.20——0.04中心排水溝21220.20——0.04防水板0.0659.80.25——4e-11無紡布0.06560.25——8e-6

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：2913976