山岭隧道施工突水（泥）灾变模式及其防治对策研究
发布时间：2021-11-03 22:18
当隧道穿越山岭地区时,受复杂地质条件等因素影响,往往会遭遇突水、突泥等大型地质灾害。隧道突水以其高发率、突发性、危害大等特点,严重制约着岩溶区地下工程建设的发展:突水灾害常伴随着不可估量的损失,坑道被淹、机制设备损毁、施工被迫中断,或引起水土流失、水资源平衡破坏等不可逆后果,甚至危及生命安全。随着生态保护法制的健全和完善、生态治理责任的落实、生态破坏惩处力度的加大和公众参与生态保护机制的建立,对隧道施工地质灾害（尤其是山岭隧道）的工程处理得到进一步重视和加强。本文以国内多条隧道施工突水、突泥灾害的工程实例为研究对象,通过工程实例调查、数值模拟、理论分析等手段,分析了山岭隧道施工突水（泥）灾害的构造类型、灾变模式及其灾变机理;然后通过力学推导、数值模拟对比研究得出隔水、隔泥岩（土）盘最小安全厚度的预测方法;结合实例中突水灾害的治理手段研究隧道突水（泥）灾害的综合超前预报方法和典型致灾构造导致的隧道突水、突泥灾害针对性的防控措施。主要研究成果有以下几点:（1）对不同地区、不同线路的多条长大隧道所发生的的突水（泥）灾害进行统计分析,得到了不同突水突泥灾害的致灾构造类型,即未胶结富水压性断层强...
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
野三关隧道突水情形图
碇非?乇硭?菀约八?试吹纫幌盗兄卮蟠紊?趾Γ?斐裳现氐?环境破坏和恶劣的社会影响枯竭[1]-[7]，如衡广复线大瑶山隧道、广邻高速华蓥山隧道、渝怀铁路圆梁山隧道[8]、武隆隧道[9]、城黔公路通渝隧道[10]、宜万铁路野三关隧道[11]、大支坪隧道、云雾山隧道[12]、马鹿箐隧道[13]、沪蓉西高速龙潭隧道[14]、齐岳山隧道[15]等隧道在施工过程中，均发生多次突水突泥事故，损失惨重；因此，开展隧道突水突泥灾害防治理论研究具有重要的理论意义与工程实用价值。（如图1-1为2007年8月在野三关隧道施工中发生的特大突水突泥事故，如图1-2为2008年7月在云雾山隧道施工中发生的突水事故）。图1-1野三关隧道突水情形图图1-2云雾山隧道突水情形1.2国内外研究现状随着交通隧道工程建设的发展，不论是国内还是国外，对隧道施工中的突水、泥灾害研究都取得了丰富的成果。在地质条件方面的研究，突水、突泥事故的发生，必须具有较为充沛的水源供应的地区，因此多发生在河谷、盆地、大型平原等地区，有利于大气降水的汇集与径流。施工区及附近有水库、湖泊、河流乃至较大汇水的水流体。在地质上多发生在地质构造复杂，断裂、裂隙和褶皱发育的工程区，岩溶地区和承压水地层是多发地区，因此山岭地区和岩溶地区隧道突水问题较突出。1.2.1理论方面的研究现状上世纪60年代，学者White率先提出岩溶含水层的概化模式[16]，并得出此变化对岩溶水运移模型有较大影响的结论[17]。其后，学者Rauch和White为了将整个岩溶水系统囊括进来，在他们的研究中改进了上述概化模式[18]，可以说是极大
重庆交通大学硕士毕业论文6三维数值模拟预测；根据突水、突泥致灾构造中的隔水、隔泥岩（土）盘的结构组成不同，对其进行划分类型；推导基于强度理论的隔水、隔泥岩（土）盘最小安全厚度计算公式；并通过数值实验获得隔水、隔泥岩（土）盘最小安全厚度的预测公式；通过工程实例对基于强度理论和数值模拟的最小安全厚度预测进行检验。（3）山岭隧道突水（泥）灾害的防治；山岭隧道突水（泥）灾害有突发性强，危害性大，破坏损失严重的特点，对山岭隧道的施工建设构成较大阻碍，所以其治理手段就格外重要。本文针对典型突水和突泥致灾构造的工程处理措施进行研究，首先总结了典型的突水、突泥构造类型及其突水（泥）机理，然后提出针对性的处理对策。本论文遵循“提出问题”→“检索资料”→“分析机制”→“揭示规律”的科学思路，首先检索突水（泥）灾害相关文献，并分析工程实例，研究致灾条件和发育规律，并划分其致灾模式，再结合实际工程案例研究突水（泥）灾害防治措施。论文开展的技术路线图如图所示：图1-3技术路线图
【参考文献】：
期刊论文
[1]岩溶隧道突水突泥防突评判方法及其工程应用[J]. 黄鑫,林鹏,许振浩,李术才,潘东东,高斌,李召峰. 中南大学学报(自然科学版). 2018(10)
[2]隧道完整型岩盘渗透破坏失稳机制流固耦合模型试验研究[J]. 黄震,李仕杰,赵奎,吴云,吴锐. 应用基础与工程科学学报. 2019(06)
[3]铁路隧道地表垂直注浆技术研究与应用[J]. 张民庆,孙国庆,彭峰. 铁道工程学报. 2017(03)
[4]齐岳山隧道穿越高压富水断层施工方案研究[J]. 周海东. 资源信息与工程. 2016(05)
[5]云雾山隧道岩溶灾害综合预防技术及其应用[J]. 代峪. 公路交通技术. 2016(04)
[6]岩溶隧道突水突泥预报综合评估[J]. 舒森. 铁道标准设计. 2015(04)
[7]岩溶隧道高压富水溶腔释能降压技术研究[J]. 马天明. 建筑技术开发. 2015(03)
[8]钻爆施工条件下岩溶隧道掌子面突水机制及最小安全厚度研究[J]. 李术才,袁永才,李利平,叶志华,张乾青,雷霆. 岩土工程学报. 2015(02)
[9]深长隧道突水致灾构造及其突水模式研究[J]. 罗雄文,何发亮. 现代隧道技术. 2014(01)
[10]龙潭隧道F2断层处涌水突泥机理及治理研究[J]. 刘钦,李术才,李煜航,张立丰. 地下空间与工程学报. 2013(06)
博士论文
[1]隐伏溶洞与隧道间安全距离及其智能预测模型研究[D]. 赖永标.北京交通大学 2012
[2]岩溶隧道防突厚度及突水机制研究[D]. 郭佳奇.北京交通大学 2011
[3]高风险岩溶隧道突水灾变演化机理及其应用研究[D]. 李利平.山东大学 2009
[4]岩盐溶腔稳定性及失稳控制研究[D]. 姜德义.重庆大学 2001
硕士论文
[1]岩溶隧道与溶洞的安全距离研究[D]. 曹茜.北京交通大学 2010
[2]静水压力作用下厚矩形板的弯曲问题及其工程应用[D]. 冯庆波.燕山大学 2007
本文编号：3474441
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
野三关隧道突水情形图
碇非?乇硭?菀约八?试吹纫幌盗兄卮蟠紊?趾Γ?斐裳现氐?环境破坏和恶劣的社会影响枯竭[1]-[7]，如衡广复线大瑶山隧道、广邻高速华蓥山隧道、渝怀铁路圆梁山隧道[8]、武隆隧道[9]、城黔公路通渝隧道[10]、宜万铁路野三关隧道[11]、大支坪隧道、云雾山隧道[12]、马鹿箐隧道[13]、沪蓉西高速龙潭隧道[14]、齐岳山隧道[15]等隧道在施工过程中，均发生多次突水突泥事故，损失惨重；因此，开展隧道突水突泥灾害防治理论研究具有重要的理论意义与工程实用价值。（如图1-1为2007年8月在野三关隧道施工中发生的特大突水突泥事故，如图1-2为2008年7月在云雾山隧道施工中发生的突水事故）。图1-1野三关隧道突水情形图图1-2云雾山隧道突水情形1.2国内外研究现状随着交通隧道工程建设的发展，不论是国内还是国外，对隧道施工中的突水、泥灾害研究都取得了丰富的成果。在地质条件方面的研究，突水、突泥事故的发生，必须具有较为充沛的水源供应的地区，因此多发生在河谷、盆地、大型平原等地区，有利于大气降水的汇集与径流。施工区及附近有水库、湖泊、河流乃至较大汇水的水流体。在地质上多发生在地质构造复杂，断裂、裂隙和褶皱发育的工程区，岩溶地区和承压水地层是多发地区，因此山岭地区和岩溶地区隧道突水问题较突出。1.2.1理论方面的研究现状上世纪60年代，学者White率先提出岩溶含水层的概化模式[16]，并得出此变化对岩溶水运移模型有较大影响的结论[17]。其后，学者Rauch和White为了将整个岩溶水系统囊括进来，在他们的研究中改进了上述概化模式[18]，可以说是极大
重庆交通大学硕士毕业论文6三维数值模拟预测；根据突水、突泥致灾构造中的隔水、隔泥岩（土）盘的结构组成不同，对其进行划分类型；推导基于强度理论的隔水、隔泥岩（土）盘最小安全厚度计算公式；并通过数值实验获得隔水、隔泥岩（土）盘最小安全厚度的预测公式；通过工程实例对基于强度理论和数值模拟的最小安全厚度预测进行检验。（3）山岭隧道突水（泥）灾害的防治；山岭隧道突水（泥）灾害有突发性强，危害性大，破坏损失严重的特点，对山岭隧道的施工建设构成较大阻碍，所以其治理手段就格外重要。本文针对典型突水和突泥致灾构造的工程处理措施进行研究，首先总结了典型的突水、突泥构造类型及其突水（泥）机理，然后提出针对性的处理对策。本论文遵循“提出问题”→“检索资料”→“分析机制”→“揭示规律”的科学思路，首先检索突水（泥）灾害相关文献，并分析工程实例，研究致灾条件和发育规律，并划分其致灾模式，再结合实际工程案例研究突水（泥）灾害防治措施。论文开展的技术路线图如图所示：图1-3技术路线图
【参考文献】：
期刊论文
[1]岩溶隧道突水突泥防突评判方法及其工程应用[J]. 黄鑫,林鹏,许振浩,李术才,潘东东,高斌,李召峰. 中南大学学报(自然科学版). 2018(10)
[2]隧道完整型岩盘渗透破坏失稳机制流固耦合模型试验研究[J]. 黄震,李仕杰,赵奎,吴云,吴锐. 应用基础与工程科学学报. 2019(06)
[3]铁路隧道地表垂直注浆技术研究与应用[J]. 张民庆,孙国庆,彭峰. 铁道工程学报. 2017(03)
[4]齐岳山隧道穿越高压富水断层施工方案研究[J]. 周海东. 资源信息与工程. 2016(05)
[5]云雾山隧道岩溶灾害综合预防技术及其应用[J]. 代峪. 公路交通技术. 2016(04)
[6]岩溶隧道突水突泥预报综合评估[J]. 舒森. 铁道标准设计. 2015(04)
[7]岩溶隧道高压富水溶腔释能降压技术研究[J]. 马天明. 建筑技术开发. 2015(03)
[8]钻爆施工条件下岩溶隧道掌子面突水机制及最小安全厚度研究[J]. 李术才,袁永才,李利平,叶志华,张乾青,雷霆. 岩土工程学报. 2015(02)
[9]深长隧道突水致灾构造及其突水模式研究[J]. 罗雄文,何发亮. 现代隧道技术. 2014(01)
[10]龙潭隧道F2断层处涌水突泥机理及治理研究[J]. 刘钦,李术才,李煜航,张立丰. 地下空间与工程学报. 2013(06)
博士论文
[1]隐伏溶洞与隧道间安全距离及其智能预测模型研究[D]. 赖永标.北京交通大学 2012
[2]岩溶隧道防突厚度及突水机制研究[D]. 郭佳奇.北京交通大学 2011
[3]高风险岩溶隧道突水灾变演化机理及其应用研究[D]. 李利平.山东大学 2009
[4]岩盐溶腔稳定性及失稳控制研究[D]. 姜德义.重庆大学 2001
硕士论文
[1]岩溶隧道与溶洞的安全距离研究[D]. 曹茜.北京交通大学 2010
[2]静水压力作用下厚矩形板的弯曲问题及其工程应用[D]. 冯庆波.燕山大学 2007
本文编号：3474441
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