【摘要】：在巖溶地區(qū)進(jìn)行隧道工程建設(shè)時(shí),由于其復(fù)雜的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件使得隧道在施工期間容易發(fā)生嚴(yán)重的巖溶地質(zhì)災(zāi)害。為保證隧道施工安全有序,開(kāi)展突水涌泥風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及圍巖穩(wěn)定性的影響研究對(duì)于隧道施工意義重大。本文以舊州隧道為工程依托,針對(duì)施工中突水涌泥風(fēng)險(xiǎn)及圍巖失穩(wěn)的問(wèn)題,采用實(shí)地調(diào)查、地質(zhì)預(yù)報(bào)、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控、模糊綜合評(píng)價(jià)法和數(shù)值模擬的方法,從巖溶隧道水文地質(zhì)特征、突水涌泥及塌方風(fēng)險(xiǎn)和圍巖受力變形特性的角度對(duì)上述問(wèn)題開(kāi)展研究。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:1、通過(guò)理論研究分析了舊州隧道巖溶發(fā)育的水文地質(zhì)條件,采用地下水動(dòng)力學(xué)法對(duì)里程K5+660~K6+980局部段落進(jìn)行涌水量預(yù)測(cè)研究,得到最大涌水量為25275.6m~3/d。基于地質(zhì)雷達(dá)預(yù)報(bào)的工程實(shí)例,從分析雷達(dá)圖像“六位特征”出發(fā),對(duì)完整圍巖、貧水型裂隙破碎帶、填充型巖溶的雷達(dá)圖像特征進(jìn)行了研究和總結(jié)。2、通過(guò)篩選影響突水涌泥的主控因素來(lái)構(gòu)建隧道突水涌泥模糊層次綜合評(píng)價(jià)模型,采用“1~9”標(biāo)度法構(gòu)建判斷矩陣,并基于專家評(píng)分法建立隸屬度函數(shù)矩陣,構(gòu)建隧道突水涌泥風(fēng)險(xiǎn)、塌方風(fēng)險(xiǎn)的概率和致災(zāi)程度隸屬度模型。最后基于最大隸屬度原則確定了在里程ZK6+075處發(fā)生突水涌泥風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)屬中度風(fēng)險(xiǎn),應(yīng)發(fā)布黃色預(yù)警信號(hào);在ZK5+992斷面處發(fā)生巖溶塌方風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)屬高度風(fēng)險(xiǎn),應(yīng)發(fā)布橙色預(yù)警信號(hào)。3、首先開(kāi)展不同位置隱伏溶洞與隧道間巖盤(pán)安全厚度的分析計(jì)算。其次利用FLAC3D數(shù)值計(jì)算軟件開(kāi)展了在溶洞位置、圍巖等級(jí)、等效水壓、側(cè)壓力系數(shù)、巖盤(pán)厚度以及組合溶洞等多種形式下圍巖穩(wěn)定性的影響規(guī)律研究。結(jié)果表明:圍巖等級(jí)為Ⅴ級(jí)、等效水壓大于1MPa、側(cè)壓力系數(shù)大于2.0、巖盤(pán)厚度小于2m、隧道側(cè)部存在充填型隱伏溶洞時(shí),隧道與隱伏溶洞間的巖盤(pán)將出現(xiàn)剪切活性塑性區(qū),圍巖的穩(wěn)定性差。經(jīng)比較,現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)值與模擬計(jì)算結(jié)果差值在6%以內(nèi),模擬結(jié)果較準(zhǔn)確。4、探討了灰?guī)r地段地下水滲流對(duì)圍巖受力變形特性的影響,針對(duì)中巖柱和拱腳部位潛在隱伏溶洞的狀況,研究了溶洞大小和水壓對(duì)圍巖的影響規(guī)律。結(jié)果表明:當(dāng)?shù)叵滤桓哂?0m、圍巖等級(jí)為Ⅴ級(jí)時(shí),當(dāng)溶洞直徑大于4m以及巖溶水壓力小于0.25MPa時(shí),隧道與溶洞間的巖盤(pán)將出現(xiàn)貫通的拉剪活性塑性區(qū),圍巖穩(wěn)定性極差。經(jīng)比較,現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)值與模擬計(jì)算結(jié)果差值在8%以內(nèi),模擬結(jié)果較準(zhǔn)確。
【圖文】：

第一章 緒論意義弱酸性溶蝕作用的巖溶水對(duì)可溶性巖石（如：以碳）進(jìn)行的以化學(xué)溶蝕、流水溶蝕等化學(xué)作用以及重重作用的結(jié)果，以及在雙重作用下形成的地表巖溶稱喀斯特[1]。是碳酸鹽類(lèi)巖層分布的聚集區(qū)，在多重因素的綜合。據(jù)調(diào)查，可溶性巖層分布面積約占國(guó)土面積的 約占國(guó)土面積的 9.4%，以西南地區(qū)貴州、廣西、云溶最為發(fā)育。我國(guó)巖溶環(huán)境地質(zhì)圖如圖 1.1 所示[2

長(zhǎng)安大學(xué)碩士學(xué)位論文9km 的線路中有 91 座隧道穿越巖溶地區(qū)，施工中 座隧道發(fā)生過(guò)大型突水突泥以及塌方等災(zāi)害事故，防止在巖溶地區(qū)進(jìn)行隧道施工發(fā)生各類(lèi)巖溶地質(zhì)究就顯得尤為重要。本文依托工程舊州隧道是安址區(qū)工程、水文地質(zhì)復(fù)雜，洞身段巖溶發(fā)育，施害。洞身段穿越九龍山背斜核部地帶，，雨季水量巖溶時(shí)發(fā)生巖溶突水涌泥可能性大，同時(shí)隧道進(jìn)高，施工危險(xiǎn)性高，隧址區(qū)地貌見(jiàn)圖 1.2 所示。突水、涌泥、坍塌、巖爆等災(zāi)害，保證巖溶隧道借助地質(zhì)超前預(yù)報(bào)、監(jiān)測(cè)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和數(shù)值模擬施工安全至關(guān)重要。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：U456.33;U451.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2682447