以風化花崗巖隧道為工程背景,通過現(xiàn)場監(jiān)測和數(shù)值模擬研究手段,研究了風化花崗巖隧道所處地層在礦山法施工條件下地下水的滲流規(guī)律,并通過不同防水結構下流固耦合特征的分析,探討了不同防水結構下地下水對二次襯砌的影響,進而在考慮場區(qū)地下水環(huán)境變化的基礎上,提出了合適的防水控制措施。結果表明:隧道全斷面開挖時,地下水流速在仰拱上部斷面支護之后達到最大,地下水流速最大值位于拱腳處,隨后依次降低;隧道開挖后,地下水水位迅速下降,在仰拱支護期間達到最低點,此后緩慢恢復;地鐵隧道礦山法施工防水結構大致簡化為全包防水型和控制性全包防水型,隧道下部結構對防水結構型式的變化較敏感,不同防水結構下隧道斷面處二次襯砌背后孔隙水壓力分布有很大的差異;隧道拱頂處地下水水頭越高,排水盲管的鋪設對隧道下部結構孔隙水壓力的折減效果越顯著;全包防水結構下隧道下半部分孔隙水壓力的平均值較大,控制性全包防水結構下隧道上半部分孔隙水壓力的平均值較大。 

【文章來源】：安全與環(huán)境工程. 2020,27(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

研究區(qū)域縱剖面圖

為了便于研究,對風化花崗巖地層條件進行了適當簡化,計算模型中隧道斷面采用Ⅲ級圍巖復合式襯砌標準斷面,見圖2,采用全包防水結構。復合式襯砌主要參數(shù)為:初期支護采用100 mm厚C25噴射混凝土;二次襯砌采用300 mm厚C40模筑鋼筋混凝土。采用ABAQUS數(shù)值模擬軟件建立隧道瞬態(tài)滲流模型,對風化花崗巖隧道礦山法施工過程中不同施工階段的地下水滲流場進行瞬態(tài)分析,模型寬500 m、高200 m,隧道埋深50 m。使用四邊形孔壓實體單元(CEP4P)對計算模型進行網(wǎng)格劃分,隧道界限附近15 m范圍局部加密,計算模型網(wǎng)格剖分見圖3。隧道施工采用礦山法施工中的全斷面開挖法,工序依次為拱墻開挖、拱墻支護、仰拱開挖、仰拱支護、仰拱襯砌、拱墻襯砌。

采用ABAQUS數(shù)值模擬軟件建立隧道瞬態(tài)滲流模型,對風化花崗巖隧道礦山法施工過程中不同施工階段的地下水滲流場進行瞬態(tài)分析,模型寬500 m、高200 m,隧道埋深50 m。使用四邊形孔壓實體單元(CEP4P)對計算模型進行網(wǎng)格劃分,隧道界限附近15 m范圍局部加密,計算模型網(wǎng)格剖分見圖3。隧道施工采用礦山法施工中的全斷面開挖法,工序依次為拱墻開挖、拱墻支護、仰拱開挖、仰拱支護、仰拱襯砌、拱墻襯砌。2. 2 滲流計算基本原理

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]青島地鐵1號線一標段暗挖隧道涌水量預測研究[J]. 萬斌,徐偉.  安全與環(huán)境工程. 2015(05)
[4]隧道工程因素對地下水環(huán)境影響研究[J]. 劉志春,王夢恕.  巖土力學. 2015(S2)
[5]石板山隧道與地下水環(huán)境相互作用評價技術研究[J]. 劉志春,王夢恕.  土木工程學報. 2015(S1)
[6]高速公路隧道涌水生態(tài)安全評價——以寶天高速公路為例[J]. 賈冰,趙鑫,王云權.  安全與環(huán)境工程. 2009(06)

博士論文
[1]風化花崗巖隧道礦山法施工對地下水環(huán)境影響研究[D]. 潘以恒.中國地質大學 2018
[2]裂隙巖體隧道與地下水環(huán)境相互作用機理及控制技術研究[D]. 劉志春.北京交通大學 2015

碩士論文
[1]基于結構健康長期監(jiān)測的巖溶隧道結構受力分析研究[D]. 劉善琪.華中科技大學 2016
[2]高水壓巖溶隧道襯砌結構受力特征和防排水設計研究[D]. 王一鳴.中南大學 2014



本文編號：3541882