【摘要】：隨著國民經(jīng)濟快速發(fā)展，作為重要的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，公路建設(shè)事業(yè)也得到了很大程度的發(fā)展。在山區(qū)高等級公路建設(shè)中，隧道工程采用的越來越多。這既保證了最佳道路線形，又可有效防止山區(qū)公路通過陡坡時引起的地質(zhì)災(zāi)害，提高了公路的安全可靠性。山區(qū)的地質(zhì)條件較特殊，復(fù)雜多樣的工程地質(zhì)問題成為制約山區(qū)公路建設(shè)的主要因素，頻發(fā)的工程災(zāi)害是影響隧道工程正常施工、運營的主要問題。在隧道建設(shè)中，塌方、巖爆、大變形、涌突水等各種各樣的難題接踵而至。而隧道涌突水，容易造成隧道施工中斷、停止，甚至在隧道支護或者運營之后引起隧道的破壞，造成較大的經(jīng)濟損失。 本文首先分析了裂隙巖體滲流特征，然后以獅子寨隧道等多條公路隧道為研究對象，在闡明這些隧道的工程地質(zhì)條件和涌突水特征基礎(chǔ)上，采用理論分析、力學解析計算等手段，對隧道裂隙水涌突規(guī)律及機制分析進行了較為系統(tǒng)的研究，最后針對典型的裂隙水涌突機制提出了相應(yīng)的處治對策和措施。通過研究，本文主要取得了以下成果： （1）通過理論分析，對裂隙巖體的結(jié)構(gòu)特征、裂隙性進行深入研究，從而歸納總結(jié)裂隙巖體的滲流特征，為裂隙水涌突機制的研究提供理論基礎(chǔ)。總結(jié)出裂隙巖體的滲流特征為：組成巖體中的裂隙是非均勻分布的，，相鄰裂紋的擴展和相互貫通是巖體的主要破壞方式；裂隙中的裂隙水的運動符合達西定律，裂隙水流一般為層流狀態(tài)；裂隙水的流動符合裂隙網(wǎng)絡(luò)模型，即巖石塊體跟結(jié)構(gòu)面相比，不透水，裂隙水僅在裂隙中流動。裂隙巖體破裂失穩(wěn)過程中隨著裂紋的萌生和擴展，逐漸的將和已經(jīng)存在的原生結(jié)構(gòu)面互相貫通，巖體最終發(fā)生破壞。 （2）通過對我國西部地區(qū)幾座隧道裂隙水涌突典型案例的分析，闡明了涌突水發(fā)生背景、過程和機理，得出了不同裂隙分布和組合狀態(tài)下的隧道裂隙水涌突的4種主要類型：①揭露含水裂隙引發(fā)涌突水，②滲壓致洞頂圍巖破壞引發(fā)涌突水，③滲壓致掌子面圍巖破壞引發(fā)涌突水，④滲壓致堵水巖塊破壞引發(fā)涌突水。 （3）較為深入的研究了4種隧道裂隙水涌突類型的力學機制。對揭露含水裂隙引起的涌突水，計算其涌水量及水壓力；其他三類涌突水建立了它們簡化的力學模型，將滲壓致洞頂圍巖破壞引發(fā)涌突水簡化為懸臂梁，將滲壓致掌子面圍巖破壞引發(fā)涌突水簡化為簡支梁，將滲壓致堵水巖塊破壞引發(fā)涌突水簡化為集中荷載、均布荷載作用在圍巖上。通過推導和分析，得出了裂隙水涌突發(fā)生的判據(jù)、關(guān)鍵影響因素和水壓力作用下隧道圍巖的破壞準則，以及安全臨空長度、掌子面安全厚度。 （4）針對不同的裂隙水涌突機制，進行相應(yīng)的處治對策研究。處治設(shè)計的主要依據(jù)為計算得出的水壓力、安全臨空長度和掌子面安全厚度。對于揭露裂隙引發(fā)的涌突水，主要采取注漿阻斷水流路徑的方式；對于隧道洞壁圍巖破壞引起的涌突水，主要采取排水錨桿的方式，并結(jié)合超前注漿和徑向注漿，排水的同時對圍巖進行加固；對于掌子面圍巖破壞，首先采取超前注漿的方式，并輔助以掌子面排水孔進行排水，以保證施工的正常進行。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：成都理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：U457.2

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 周志芳,顧長存;裂隙水研究進展[J];河�？萍歼M展;1994年01期

2 王如賓;柴軍瑞;陳興周;丁紅瑞;張超;;單裂隙水流穩(wěn)定溫度場理論分析[J];人民黃河;2006年05期

3 速寶玉，詹美禮，趙堅;光滑裂隙水流模型實驗及其機理初探[J];水利學報;1994年05期

4 周志芳，李艷;解裂隙水運動問題的混合網(wǎng)絡(luò)有限元法[J];河海大學學報;1996年03期

5 沈洪俊,張奇;巖石面糙率的分布及其對裂隙水流的影響[J];河海大學學報;1998年06期

6 張曙光,王久田,李文;“下排上隔”是治理裂隙水的好方法[J];內(nèi)蒙古公路與運輸;2002年01期

7 沈洪俊,張奇,夏頌佑;裂隙水流規(guī)律試驗研究進展[J];河海科技進展;1994年03期

8 張發(fā)旺,侯新偉,裴玉華;裂隙水偏流── 一種尋找?guī)r溶洞穴靶區(qū)的實用理論[J];中國巖溶;1998年03期

9 于華遠;王曉東;;裂隙水的分布特征及富集規(guī)律研究[J];硅谷;2013年04期

10 秦進生;山西西部地區(qū)三迭系裂隙水研究[J];山西水利;2002年06期

相關(guān)會議論文 前5條

1 李必紅;樓凱峰;吳志斌;;氡及其子體測量方法尋找裂隙水[A];中國地球物理第二十一屆年會論文集[C];2005年

2 劉詠;錢家忠;趙衛(wèi)東;;窄縫裂隙水流雷諾數(shù)的實驗研究[A];第七屆全國水動力學學術(shù)會議暨第十九屆全國水動力學研討會文集（上冊）[C];2005年

3 彭步濤;;淺談楚雄州紅層地區(qū)地下裂隙水的勘探及認識[A];經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變與自主創(chuàng)新——第十二屆中國科學技術(shù)協(xié)會年會（第一卷）[C];2010年

4 朱俊臣;;用~(218)Po法尋找新構(gòu)造裂隙水[A];中國地球物理學會年刊2002——中國地球物理學會第十八屆年會論文集[C];2002年

5 王錦平;張鐵軍;牛立軍;;小青礦西二采區(qū)裂隙水特征及分布預(yù)測[A];煤炭開采新理論與新技術(shù)——中國煤炭學會開采專業(yè)委員會2007年學術(shù)年會論文集[C];2007年

相關(guān)碩士學位論文 前3條

1 陳冰宇;不同水流、幾何及基質(zhì)屬性條件下裂隙水運移實驗研究[D];合肥工業(yè)大學;2013年

2 梁敏;基于Fluent的粗糙單裂隙水流數(shù)值模擬研究[D];合肥工業(yè)大學;2010年

3 劉文劍;裂隙水對越嶺隧道的影響及綜合防治技術(shù)研究[D];中南大學;2005年

本文編號：2435289