山嶺隧道施工突水(泥)災(zāi)變模式及其防治對(duì)策研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-03 22:18
當(dāng)隧道穿越山嶺地區(qū)時(shí),受復(fù)雜地質(zhì)條件等因素影響,往往會(huì)遭遇突水、突泥等大型地質(zhì)災(zāi)害。隧道突水以其高發(fā)率、突發(fā)性、危害大等特點(diǎn),嚴(yán)重制約著巖溶區(qū)地下工程建設(shè)的發(fā)展:突水災(zāi)害常伴隨著不可估量的損失,坑道被淹、機(jī)制設(shè)備損毀、施工被迫中斷,或引起水土流失、水資源平衡破壞等不可逆后果,甚至危及生命安全。隨著生態(tài)保護(hù)法制的健全和完善、生態(tài)治理責(zé)任的落實(shí)、生態(tài)破壞懲處力度的加大和公眾參與生態(tài)保護(hù)機(jī)制的建立,對(duì)隧道施工地質(zhì)災(zāi)害(尤其是山嶺隧道)的工程處理得到進(jìn)一步重視和加強(qiáng)。本文以國(guó)內(nèi)多條隧道施工突水、突泥災(zāi)害的工程實(shí)例為研究對(duì)象,通過(guò)工程實(shí)例調(diào)查、數(shù)值模擬、理論分析等手段,分析了山嶺隧道施工突水(泥)災(zāi)害的構(gòu)造類型、災(zāi)變模式及其災(zāi)變機(jī)理;然后通過(guò)力學(xué)推導(dǎo)、數(shù)值模擬對(duì)比研究得出隔水、隔泥巖(土)盤最小安全厚度的預(yù)測(cè)方法;結(jié)合實(shí)例中突水災(zāi)害的治理手段研究隧道突水(泥)災(zāi)害的綜合超前預(yù)報(bào)方法和典型致災(zāi)構(gòu)造導(dǎo)致的隧道突水、突泥災(zāi)害針對(duì)性的防控措施。主要研究成果有以下幾點(diǎn):(1)對(duì)不同地區(qū)、不同線路的多條長(zhǎng)大隧道所發(fā)生的的突水(泥)災(zāi)害進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,得到了不同突水突泥災(zāi)害的致災(zāi)構(gòu)造類型,即未膠結(jié)富水壓性斷層強(qiáng)...
【文章來(lái)源】:重慶交通大學(xué)重慶市
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
野三關(guān)隧道突水情形圖
碇非?乇硭?菀約八?試吹紉幌盜兄卮蟠紊?趾Γ?斐裳現(xiàn)氐?環(huán)境破壞和惡劣的社會(huì)影響枯竭[1]-[7],如衡廣復(fù)線大瑤山隧道、廣鄰高速華鎣山隧道、渝懷鐵路圓梁山隧道[8]、武隆隧道[9]、城黔公路通渝隧道[10]、宜萬(wàn)鐵路野三關(guān)隧道[11]、大支坪隧道、云霧山隧道[12]、馬鹿箐隧道[13]、滬蓉西高速龍?zhí)端淼繹14]、齊岳山隧道[15]等隧道在施工過(guò)程中,均發(fā)生多次突水突泥事故,損失慘重;因此,開展隧道突水突泥災(zāi)害防治理論研究具有重要的理論意義與工程實(shí)用價(jià)值。(如圖1-1為2007年8月在野三關(guān)隧道施工中發(fā)生的特大突水突泥事故,如圖1-2為2008年7月在云霧山隧道施工中發(fā)生的突水事故)。圖1-1野三關(guān)隧道突水情形圖圖1-2云霧山隧道突水情形1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀隨著交通隧道工程建設(shè)的發(fā)展,不論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外,對(duì)隧道施工中的突水、泥災(zāi)害研究都取得了豐富的成果。在地質(zhì)條件方面的研究,突水、突泥事故的發(fā)生,必須具有較為充沛的水源供應(yīng)的地區(qū),因此多發(fā)生在河谷、盆地、大型平原等地區(qū),有利于大氣降水的匯集與徑流。施工區(qū)及附近有水庫(kù)、湖泊、河流乃至較大匯水的水流體。在地質(zhì)上多發(fā)生在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,斷裂、裂隙和褶皺發(fā)育的工程區(qū),巖溶地區(qū)和承壓水地層是多發(fā)地區(qū),因此山嶺地區(qū)和巖溶地區(qū)隧道突水問題較突出。1.2.1理論方面的研究現(xiàn)狀上世紀(jì)60年代,學(xué)者White率先提出巖溶含水層的概化模式[16],并得出此變化對(duì)巖溶水運(yùn)移模型有較大影響的結(jié)論[17]。其后,學(xué)者Rauch和White為了將整個(gè)巖溶水系統(tǒng)囊括進(jìn)來(lái),在他們的研究中改進(jìn)了上述概化模式[18],可以說(shuō)是極大
重慶交通大學(xué)碩士畢業(yè)論文6三維數(shù)值模擬預(yù)測(cè);根據(jù)突水、突泥致災(zāi)構(gòu)造中的隔水、隔泥巖(土)盤的結(jié)構(gòu)組成不同,對(duì)其進(jìn)行劃分類型;推導(dǎo)基于強(qiáng)度理論的隔水、隔泥巖(土)盤最小安全厚度計(jì)算公式;并通過(guò)數(shù)值實(shí)驗(yàn)獲得隔水、隔泥巖(土)盤最小安全厚度的預(yù)測(cè)公式;通過(guò)工程實(shí)例對(duì)基于強(qiáng)度理論和數(shù)值模擬的最小安全厚度預(yù)測(cè)進(jìn)行檢驗(yàn)。(3)山嶺隧道突水(泥)災(zāi)害的防治;山嶺隧道突水(泥)災(zāi)害有突發(fā)性強(qiáng),危害性大,破壞損失嚴(yán)重的特點(diǎn),對(duì)山嶺隧道的施工建設(shè)構(gòu)成較大阻礙,所以其治理手段就格外重要。本文針對(duì)典型突水和突泥致災(zāi)構(gòu)造的工程處理措施進(jìn)行研究,首先總結(jié)了典型的突水、突泥構(gòu)造類型及其突水(泥)機(jī)理,然后提出針對(duì)性的處理對(duì)策。本論文遵循“提出問題”→“檢索資料”→“分析機(jī)制”→“揭示規(guī)律”的科學(xué)思路,首先檢索突水(泥)災(zāi)害相關(guān)文獻(xiàn),并分析工程實(shí)例,研究致災(zāi)條件和發(fā)育規(guī)律,并劃分其致災(zāi)模式,再結(jié)合實(shí)際工程案例研究突水(泥)災(zāi)害防治措施。論文開展的技術(shù)路線圖如圖所示:圖1-3技術(shù)路線圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]巖溶隧道突水突泥防突評(píng)判方法及其工程應(yīng)用[J]. 黃鑫,林鵬,許振浩,李術(shù)才,潘東東,高斌,李召峰. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(10)
[2]隧道完整型巖盤滲透破壞失穩(wěn)機(jī)制流固耦合模型試驗(yàn)研究[J]. 黃震,李仕杰,趙奎,吳云,吳銳. 應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào). 2019(06)
[3]鐵路隧道地表垂直注漿技術(shù)研究與應(yīng)用[J]. 張民慶,孫國(guó)慶,彭峰. 鐵道工程學(xué)報(bào). 2017(03)
[4]齊岳山隧道穿越高壓富水?dāng)鄬邮┕し桨秆芯縖J]. 周海東. 資源信息與工程. 2016(05)
[5]云霧山隧道巖溶災(zāi)害綜合預(yù)防技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 代峪. 公路交通技術(shù). 2016(04)
[6]巖溶隧道突水突泥預(yù)報(bào)綜合評(píng)估[J]. 舒森. 鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì). 2015(04)
[7]巖溶隧道高壓富水溶腔釋能降壓技術(shù)研究[J]. 馬天明. 建筑技術(shù)開發(fā). 2015(03)
[8]鉆爆施工條件下巖溶隧道掌子面突水機(jī)制及最小安全厚度研究[J]. 李術(shù)才,袁永才,李利平,葉志華,張乾青,雷霆. 巖土工程學(xué)報(bào). 2015(02)
[9]深長(zhǎng)隧道突水致災(zāi)構(gòu)造及其突水模式研究[J]. 羅雄文,何發(fā)亮. 現(xiàn)代隧道技術(shù). 2014(01)
[10]龍?zhí)端淼繤2斷層處涌水突泥機(jī)理及治理研究[J]. 劉欽,李術(shù)才,李煜航,張立豐. 地下空間與工程學(xué)報(bào). 2013(06)
博士論文
[1]隱伏溶洞與隧道間安全距離及其智能預(yù)測(cè)模型研究[D]. 賴永標(biāo).北京交通大學(xué) 2012
[2]巖溶隧道防突厚度及突水機(jī)制研究[D]. 郭佳奇.北京交通大學(xué) 2011
[3]高風(fēng)險(xiǎn)巖溶隧道突水災(zāi)變演化機(jī)理及其應(yīng)用研究[D]. 李利平.山東大學(xué) 2009
[4]巖鹽溶腔穩(wěn)定性及失穩(wěn)控制研究[D]. 姜德義.重慶大學(xué) 2001
碩士論文
[1]巖溶隧道與溶洞的安全距離研究[D]. 曹茜.北京交通大學(xué) 2010
[2]靜水壓力作用下厚矩形板的彎曲問題及其工程應(yīng)用[D]. 馮慶波.燕山大學(xué) 2007
本文編號(hào):3474441
【文章來(lái)源】:重慶交通大學(xué)重慶市
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
野三關(guān)隧道突水情形圖
碇非?乇硭?菀約八?試吹紉幌盜兄卮蟠紊?趾Γ?斐裳現(xiàn)氐?環(huán)境破壞和惡劣的社會(huì)影響枯竭[1]-[7],如衡廣復(fù)線大瑤山隧道、廣鄰高速華鎣山隧道、渝懷鐵路圓梁山隧道[8]、武隆隧道[9]、城黔公路通渝隧道[10]、宜萬(wàn)鐵路野三關(guān)隧道[11]、大支坪隧道、云霧山隧道[12]、馬鹿箐隧道[13]、滬蓉西高速龍?zhí)端淼繹14]、齊岳山隧道[15]等隧道在施工過(guò)程中,均發(fā)生多次突水突泥事故,損失慘重;因此,開展隧道突水突泥災(zāi)害防治理論研究具有重要的理論意義與工程實(shí)用價(jià)值。(如圖1-1為2007年8月在野三關(guān)隧道施工中發(fā)生的特大突水突泥事故,如圖1-2為2008年7月在云霧山隧道施工中發(fā)生的突水事故)。圖1-1野三關(guān)隧道突水情形圖圖1-2云霧山隧道突水情形1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀隨著交通隧道工程建設(shè)的發(fā)展,不論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外,對(duì)隧道施工中的突水、泥災(zāi)害研究都取得了豐富的成果。在地質(zhì)條件方面的研究,突水、突泥事故的發(fā)生,必須具有較為充沛的水源供應(yīng)的地區(qū),因此多發(fā)生在河谷、盆地、大型平原等地區(qū),有利于大氣降水的匯集與徑流。施工區(qū)及附近有水庫(kù)、湖泊、河流乃至較大匯水的水流體。在地質(zhì)上多發(fā)生在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,斷裂、裂隙和褶皺發(fā)育的工程區(qū),巖溶地區(qū)和承壓水地層是多發(fā)地區(qū),因此山嶺地區(qū)和巖溶地區(qū)隧道突水問題較突出。1.2.1理論方面的研究現(xiàn)狀上世紀(jì)60年代,學(xué)者White率先提出巖溶含水層的概化模式[16],并得出此變化對(duì)巖溶水運(yùn)移模型有較大影響的結(jié)論[17]。其后,學(xué)者Rauch和White為了將整個(gè)巖溶水系統(tǒng)囊括進(jìn)來(lái),在他們的研究中改進(jìn)了上述概化模式[18],可以說(shuō)是極大
重慶交通大學(xué)碩士畢業(yè)論文6三維數(shù)值模擬預(yù)測(cè);根據(jù)突水、突泥致災(zāi)構(gòu)造中的隔水、隔泥巖(土)盤的結(jié)構(gòu)組成不同,對(duì)其進(jìn)行劃分類型;推導(dǎo)基于強(qiáng)度理論的隔水、隔泥巖(土)盤最小安全厚度計(jì)算公式;并通過(guò)數(shù)值實(shí)驗(yàn)獲得隔水、隔泥巖(土)盤最小安全厚度的預(yù)測(cè)公式;通過(guò)工程實(shí)例對(duì)基于強(qiáng)度理論和數(shù)值模擬的最小安全厚度預(yù)測(cè)進(jìn)行檢驗(yàn)。(3)山嶺隧道突水(泥)災(zāi)害的防治;山嶺隧道突水(泥)災(zāi)害有突發(fā)性強(qiáng),危害性大,破壞損失嚴(yán)重的特點(diǎn),對(duì)山嶺隧道的施工建設(shè)構(gòu)成較大阻礙,所以其治理手段就格外重要。本文針對(duì)典型突水和突泥致災(zāi)構(gòu)造的工程處理措施進(jìn)行研究,首先總結(jié)了典型的突水、突泥構(gòu)造類型及其突水(泥)機(jī)理,然后提出針對(duì)性的處理對(duì)策。本論文遵循“提出問題”→“檢索資料”→“分析機(jī)制”→“揭示規(guī)律”的科學(xué)思路,首先檢索突水(泥)災(zāi)害相關(guān)文獻(xiàn),并分析工程實(shí)例,研究致災(zāi)條件和發(fā)育規(guī)律,并劃分其致災(zāi)模式,再結(jié)合實(shí)際工程案例研究突水(泥)災(zāi)害防治措施。論文開展的技術(shù)路線圖如圖所示:圖1-3技術(shù)路線圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]巖溶隧道突水突泥防突評(píng)判方法及其工程應(yīng)用[J]. 黃鑫,林鵬,許振浩,李術(shù)才,潘東東,高斌,李召峰. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(10)
[2]隧道完整型巖盤滲透破壞失穩(wěn)機(jī)制流固耦合模型試驗(yàn)研究[J]. 黃震,李仕杰,趙奎,吳云,吳銳. 應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào). 2019(06)
[3]鐵路隧道地表垂直注漿技術(shù)研究與應(yīng)用[J]. 張民慶,孫國(guó)慶,彭峰. 鐵道工程學(xué)報(bào). 2017(03)
[4]齊岳山隧道穿越高壓富水?dāng)鄬邮┕し桨秆芯縖J]. 周海東. 資源信息與工程. 2016(05)
[5]云霧山隧道巖溶災(zāi)害綜合預(yù)防技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 代峪. 公路交通技術(shù). 2016(04)
[6]巖溶隧道突水突泥預(yù)報(bào)綜合評(píng)估[J]. 舒森. 鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì). 2015(04)
[7]巖溶隧道高壓富水溶腔釋能降壓技術(shù)研究[J]. 馬天明. 建筑技術(shù)開發(fā). 2015(03)
[8]鉆爆施工條件下巖溶隧道掌子面突水機(jī)制及最小安全厚度研究[J]. 李術(shù)才,袁永才,李利平,葉志華,張乾青,雷霆. 巖土工程學(xué)報(bào). 2015(02)
[9]深長(zhǎng)隧道突水致災(zāi)構(gòu)造及其突水模式研究[J]. 羅雄文,何發(fā)亮. 現(xiàn)代隧道技術(shù). 2014(01)
[10]龍?zhí)端淼繤2斷層處涌水突泥機(jī)理及治理研究[J]. 劉欽,李術(shù)才,李煜航,張立豐. 地下空間與工程學(xué)報(bào). 2013(06)
博士論文
[1]隱伏溶洞與隧道間安全距離及其智能預(yù)測(cè)模型研究[D]. 賴永標(biāo).北京交通大學(xué) 2012
[2]巖溶隧道防突厚度及突水機(jī)制研究[D]. 郭佳奇.北京交通大學(xué) 2011
[3]高風(fēng)險(xiǎn)巖溶隧道突水災(zāi)變演化機(jī)理及其應(yīng)用研究[D]. 李利平.山東大學(xué) 2009
[4]巖鹽溶腔穩(wěn)定性及失穩(wěn)控制研究[D]. 姜德義.重慶大學(xué) 2001
碩士論文
[1]巖溶隧道與溶洞的安全距離研究[D]. 曹茜.北京交通大學(xué) 2010
[2]靜水壓力作用下厚矩形板的彎曲問題及其工程應(yīng)用[D]. 馮慶波.燕山大學(xué) 2007
本文編號(hào):3474441
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