缙云山隧道穿越不良地质地层施工技术研究

发布时间：2017-07-14 22:31

  本文关键词：缙云山隧道穿越不良地质地层施工技术研究

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【摘要】：缙云山隧道是成渝高速公路复线工程A合同段中控制性工程,该隧道地质条件非常复杂,其进口段左、右线穿越岩溶洼地、落水洞及溶洞24个,地下暗河一条,煤矿采空区三段,洞内地下水丰富,隧道区域内含有瓦斯地层。该隧道工程地质条件复杂,施工难度大,存在突水突泥、瓦斯突出和隧道塌方等重大工程风险。如何采用科学、可靠的技术措施,防止隧道施工过程中突水、瓦斯爆炸等突发事故的发生,确保工程质量为该隧道施工的重点。本论文以缙云山隧道工程实例为依托,研究隧道通过岩溶洼地、落水洞及溶洞、地下暗河、采空区及瓦斯地层的施工方案和施工参数,为类似工程施工提供工程经验。具体的研究内容如下:(1)给出了缙云山隧道洞口施工方案和支护参数,并给出了三种围岩条件下隧道洞身的施工方案和支护参数,通过计算确定了三种围岩开挖的爆破参数和隧道通风参数,同时介绍了隧道施工中各种前期支护、二次衬砌、防排水、预留洞和预埋件的施工工艺。(2)提出了缙云山隧道通过溶洞的动态施工方案。根据现场情况,结合工程设计,按照溶洞的发育程度及溶洞分布于隧道空间位置相对关系,将溶洞分为6类,在具体施工中有区别处理,分别给出了6类溶洞的处理方案,并给出了具体的回填和支护参数。(3)针对缙云山隧道通过岩溶水和地下暗河时施工难点,提出超前探水-出水量分析-处理方案及技术参数选择-采取预注浆和后注浆现结合的整套隧道开挖防突水动态施工技术。根据现场地下水文地质条件,设计了超前探水方案,根据出水不同情况,有针对性地提出了全断面预注浆、局部预注浆和后小导管注浆堵水(后注浆)防突水方案,并给出了具体的施工参数,解决了缙云山通过岩溶水地层时突水的施工难题。(4)针对隧道通过煤层和瓦斯地层中可能出现的瓦斯突出施工难点,采用排-堵现结合方法,对瓦斯涌量超过警戒值,设计了通过富含瓦斯地层过程中瓦斯排放施工方案和参数,并在隧道穿煤层及前后各20 m采用沿衬砌外轮廓满铺防水板及无纺布的全封闭、沉降缝和施工缝采用止水带和膨胀水泥砂浆封堵严密、初期支护喷混凝土及二次衬砌中掺加气密剂等综合施工方案,有效隔绝瓦斯渗入隧道,解决了缙云山穿越瓦斯地层中瓦斯突出的施工问题。(5)隧道开挖通过采空区时,提出了隧道边墙两侧、拱部以上的采空区采用回填,仰拱以下采空区采用钻孔压住水泥砂浆充填处理,并给出了钻孔布置、压浆等工艺的施工参数。解决了缙云山隧道通过采空区易塌方的施工问题。
【关键词】：隧道 突水 瓦斯突出 采空区 溶洞
【学位授予单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U455.49
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 研究背景10
• 1.2 国内外的研究动态及发展趋势10-15
• 1.2.1 隧道穿越瓦斯地层研究10-11
• 1.2.2 隧道穿越岩溶和隧道突水研究11-15
• 第二章 隧道工况概况及工程地质条件15-21
• 2.1 工程概况15
• 2.2 地理位置、地形地貌15-16
• 2.3 气象、水文16
• 2.4 工程地质条件16-21
• 2.4.1 地质构造16-18
• 2.4.2 地层岩性18-20
• 2.4.3 不良地质20
• 2.4.4 地震20-21
• 第三章 缙云山隧道施工方案及技术参数21-46
• 3.1 洞口段施工21-25
• 3.1.1 洞口设计概况21
• 3.1.2 洞口开挖及边仰坡防护21-22
• 3.1.3 明洞及洞门施工22-23
• 3.1.4 进洞施工方案23-24
• 3.1.5 大管棚施工方案24-25
• 3.2 洞身各级围岩支护和开挖方案25-32
• 3.2.1 洞身Ⅴ级围岩开挖方案及步骤25-27
• 3.2.2 洞身Ⅳ级围岩地段开挖方案及施工步骤27-29
• 3.2.3 Ⅲ级围岩地段开挖方案及施工步骤29-31
• 3.2.4 隧道洞身各类围岩开挖及支护参数小结31-32
• 3.3 洞身开挖钻爆设计32-35
• 3.3.1 钻爆设计总体说明32
• 3.3.2 光面爆破参数设计32-34
• 3.3.3 装药量计算34
• 3.3.4 光面爆破参数选择34
• 3.3.5 爆破器材选择34-35
• 3.4 缙云山隧道支护方案35-38
• 3.4.1 小导管超前支护施工方案35
• 3.4.2 砂浆锚杆和中空注浆锚杆施工方案35-36
• 3.4.3 钢筋网和型钢钢架施工方案36-37
• 3.4.4 湿喷砼施工方案37-38
• 3.5 二次衬砌38-40
• 3.5.1 仰拱施工38
• 3.5.2 二衬施工38-39
• 3.5.3 水沟及电缆槽施工39
• 3.5.4 防止衬砌防裂措施39-40
• 3.6 防、排水40-42
• 3.6.1 防水施工40-41
• 3.6.2 施工排水41
• 3.6.3 施工缝处理41-42
• 3.7 隧道各种预留洞及预埋件施工42
• 3.8 施工通风与降尘42-46
• 3.8.1 正洞通风排烟设计42-44
• 3.8.2 防尘措施44-46
• 第四章 不良地质条件下缙云山隧道关键施工技术46-74
• 4.1 隧道通过岩溶区技术研究46-59
• 4.1.1 岩溶、岩溶水及碎屑岩裂隙水分布46-49
• 4.1.2 隧道过岩溶、岩溶水及碎屑岩裂隙水总体动态施工方案49-50
• 4.1.3 隧道过溶洞技术研究50-52
• 4.1.4 隧道岩溶水的处理技术52-59
• 4.2 隧道通过采空区技术研究59-71
• 4.2.1 煤层、煤矿采矿区及瓦斯分布59-62
• 4.2.2 隧道穿煤层、煤矿采空区及瓦斯地层技术方案62-71
• 4.3 本章小结71-74
• 4.3.1 隧道通过溶洞施工技术小结71-72
• 4.3.2 隧道通过煤层及采空区施工技术小结72-74
• 第五章 结论与展望74-76
• 5.1 结论74-75
• 5.2 展望75-76
• 参考文献76-78
• 致谢78-79
• 个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文79

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