层状围岩深埋长大隧道岩爆安全控制技术研究

发布时间：2017-09-16 01:02

  本文关键词：层状围岩深埋长大隧道岩爆安全控制技术研究

  更多相关文章： 岩爆 层状岩 深埋长大隧道 预测技术 特征分析 防治措施

【摘要】：随着西部地区高速路网规划的逐步推进,更多穿越山区的高速公路提入规划、设计和施工阶段。高速公路选线由于受到地形地势等制约,多以深埋长大隧道的形式穿越山川,岩爆作为一种难预测且具有较大破坏性的深部岩体力学现象,是此类隧道建设过程中不可回避的问题。本论文依托工程新二郎山隧道长约13.4km,最大埋深1500m,是雅安至康定高速公路重大控制性工程之一。针对二郎山隧道隧址区存在的地应力量级高、涵盖层状沉积岩与岩浆岩等特点,本论文对其开展岩爆相关研究工作,主要研究内容及成果包含以下四个方面：1.调研统计国内外71座隧道岩爆情况,结合层状岩产状及力学特性,明确了层状围岩爆的主要影响因素。分析隧道开挖后岩爆的孕育过程,给出层状围岩岩爆机理的定性描述,并利用弹性理论对洞壁围岩进行宏观力学分析,得到了破坏的临界应力；2.利用3DEC数值模拟采用地质综合分析、岩爆强度准则等对依托工程洞壁各位置进行了分里程段岩爆预测；结合二郎山隧道层状沉积岩和岩浆岩的围岩条件,通过与现场岩爆情况进行对比,提出了适合二郎山隧道及其类似工程岩爆预测及烈度划分标准；3.结合现场岩爆特征,采用3DEC数值模拟等方法探明了层状岩产状如倾角、倾向、层厚等对于岩爆空间特征的影响规律,确定了二郎山隧道滞后性岩爆划分标准,分析了现场滞后性岩爆的诱因和规律；4.归纳总结现有岩爆防治措施的适用条件、防治原理及效果,推荐掌子面和洞壁各部位最适合有效的措施；根据二郎山隧道岩爆预测结果和现场实际情况,给出了岩爆防治流程以及合适的防治措置。论文成果用于确保雅康高速二郎山隧道的岩爆预测和岩爆里程段的安全施工,并为以后类似隧道工程的岩爆研究提供参考和借鉴。
【关键词】：岩爆 层状岩 深埋长大隧道 预测技术 特征分析 防治措施
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U458.2
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-23
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 依托工程概况12-15
• 1.2.1 工程概况12-13
• 1.2.2 工程特点及难点13-15
• 1.3 国内外研究现状15-21
• 1.3.1 岩爆机理研究现状15-16
• 1.3.2 岩爆预测及烈度分级技术研究现状16-19
• 1.3.3 岩爆特征研究现状19-20
• 1.3.4 岩爆防治措施研究现状20
• 1.3.5 问题的提出20-21
• 1.4 本文主要研究内容21-23
• 第二章 考虑层状岩体结构影响的岩爆机理分析23-40
• 2.1 岩爆定义及影响因素23-32
• 2.1.1 岩爆的定义23
• 2.1.2 岩爆的主要影响因素23-32
• 2.2 隧道洞壁围岩岩爆孕育过程研究32-37
• 2.2.1 隧道开挖卸荷后围岩应力状态32-34
• 2.2.2 洞壁围岩岩体内部裂纹扩展34-37
• 2.3 层状围岩隧道洞壁岩爆宏观力学分析37-39
• 2.4 本章小结39-40
• 第三章 二郎山隧道岩爆综合预测技术研究40-63
• 3.1 基于隧址区地质综合分析的岩爆预测40-46
• 3.1.1 地质综合分析判断条件选取40-46
• 3.1.2 分区段岩爆预测结果分析46
• 3.2 基于隧址区围岩强度准则的岩爆预测46-57
• 3.2.1 隧址区数值模拟区段划分46-50
• 3.2.2 各区段岩爆情况数值模拟50-53
• 3.2.3 基于隧址区数值模拟结果的岩爆预测结果53-57
• 3.3 隧址区现场岩爆情况与预测结果对比分析57-61
• 3.3.1 岩爆预测结果和现场实际岩爆情况分析57-61
• 3.3.2 二郎山隧道岩爆预测综合判据61
• 3.4 本章小结61-63
• 第四章 层状围岩隧道岩爆特征分析63-85
• 4.1 岩爆特征综述63-64
• 4.2 层状岩隧道岩爆的空间特征64-79
• 4.2.2 层状岩倾角对岩爆特征的影响65-70
• 4.2.3 层状岩倾向对岩爆特征的影响70-73
• 4.2.4 层状岩层厚对岩爆特征的影响73-78
• 4.2.5 二郎山隧道现场岩爆空间特征分析78-79
• 4.3 隧道滞后性岩爆的特征研究79-84
• 4.3.1 滞后性岩爆的诱因分析及划分标准80-81
• 4.3.2 二郎山隧道岩爆滞后特征分析81-84
• 4.4 本章小结84-85
• 第五章 隧道建设全阶段岩爆防治技术研究85-95
• 5.1 隧道岩爆防治措施分类85-86
• 5.2 各阶段岩爆防治措施分析86-90
• 5.2.1 设计阶段的防治措施86-87
• 5.2.2 施工阶段的预警及防治措施87-90
• 5.3 隧道洞内各部位岩爆防护措施选取90-91
• 5.4 二郎山隧道岩爆全阶段防治措施91-94
• 5.5 本章小结94-95
• 结论与展望95-99
• 结论95-98
• 展望98-99
• 致谢99-100
• 参考文献100-103
• 攻读硕士学位期间参加的科研项目103

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 马积薪;低强度围岩中隧道最小开挖设计法的建议[J];隧道译丛;1994年01期

2 王夫亮;关于确定围岩松弛区半径及其相关问题的探讨[J];铁道工程学报;1998年02期

3 王明年;陈炜韬;张磊;童建军;;土质围岩开挖破坏模式研究[J];岩土力学;2010年08期

4 张振刚,张鸿儒,张昀青,谭忠盛;层状围岩隧道施工爆破与锚固研究[J];中国公路学报;2003年02期

5 于丽;王明年;房敦敏;陈炜韬;;岩质围岩施工阶段亚级分级的数量化理论研究[J];岩土力学;2009年12期

6 吴成三;隧道隧底及围岩保安防护措施[J];铁道工程学报;1992年04期

7 段荣丰;;老鸭岭隧道Ⅴ级围岩下台阶施工方法研究[J];山西建筑;2012年10期

8 李丰果;韩亮;徐矫;;基于数值方法的超深竖井围岩力学特性变化规律研究[J];交通科学与工程;2012年02期

9 张琳;;隧道的围岩特性与初级支护结构分析[J];科技视界;2012年30期

10 沈慧敏;1950-1990年掘进机施工的工程数据库对相关岩石强度极限值的估计[J];世界隧道;1995年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 殷立军;;层状围岩隧道施工爆破数值模拟分析[A];铁路长大隧道设计施工技术研讨会论文集[C];2004年

2 冷希乔;史宪明;姜群会;;层状围岩中隧道开挖变形特征研究[A];第十二届海峡两岸隧道与地下工程学术与技术研讨会论文集[C];2013年

3 吴小光;;双联体隧道中墙顶部围岩保护及墙顶回填体施工质量保证[A];岩土钻掘技术在资源、环境和工程建设中的应用与发展学术论文集[C];2001年

4 张礼仁;张友良;谭飞;刘登学;;隧道不同级别围岩监测与数值模拟分析[A];第十三届海峡两岸隧道与地下工程学术及技术研讨会论文集[C];2014年

5 张宗伟;;强挤压围岩隧道施工合理支护问题的探讨[A];铁路长大隧道设计施工技术研讨会论文集[C];2004年

6 李浩;陈寅奕;徐永福;张志泉;;收敛-约束法原理及其在隧道设计中的应用[A];岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会论文集[C];2007年

7 崔兰;王树仁;;深部圆巷开挖围岩能量耗散特征数值模拟分析[A];全国地下工程超前地质预报与灾害治理学术及技术研讨会论文集（Ⅰ）[C];2009年

8 黄明利;伍志勇;徐飞;;城市环境下TBM施工对周边环境影响的监测与分析[A];第二届隧道掘进机（盾构、TBM）专业委员会第一次学术研讨会暨中铁隧道集团城市盾构项目管理、施工技术、设备维保交流会论文集[C];2011年

9 王国卿;刘利军;;TBM在不同地质条件下掘进参数的选择[A];水与水技术（第4辑）[C];2014年

10 刘夕才;何满潮;林韵梅;;软岩膨胀性对巷道围岩特性曲线的影响[A];面向21世纪的岩石力学与工程：中国岩石力学与工程学会第四次学术大会论文集[C];1996年

中国重要报纸全文数据库 前3条

1 新矿集团 张万武;略谈井巷围岩的支护与稳定[N];新疆科技报(汉);2004年

2 安立广;隧通南北[N];中国交通报;2012年

3 燧文;大丽铁路北衙隧道胜利贯通[N];人民铁道;2007年

中国博士学位论文全文数据库 前6条

1 朱凯;矿井围岩监测无线传感网技术研究[D];中国矿业大学(北京);2015年

2 李晶晶;TBM（盾构）施工斜井围岩—支护相互作用机理研究[D];中国矿业大学(北京);2015年

3 李丹;高地应力条件下交通隧道的模型试验研究及数值模拟[D];中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所）;2008年

4 齐明山;大变形软岩流变性态及其在隧道工程结构中的应用研究[D];同济大学;2006年

5 李鸿博;高应力软岩公路隧道大变形机理及工程应用研究[D];华中科技大学;2012年

6 孙辉;地下金属矿山六边形进路充填开采围岩稳定性机理及控制方法研究[D];青岛理工大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 冉铭哲;软硬交界地层重载铁路隧道施工关键技术研究[D];西南交通大学;2015年

2 杜晓磊;层状围岩隧道稳定性及锚杆支护优化设计[D];河北工业大学;2015年

3 刘强;下穿公路的浅埋铁路隧道力学特性及抗震研究[D];重庆交通大学;2015年

4 高红红;铁路隧道软岩段全断面施工稳定性分析[D];上海交通大学;2015年

5 余金松;薛城隧道围岩大变形机理与控制研究[D];西华大学;2011年

6 郑飞;层状围岩深埋长大隧道岩爆安全控制技术研究[D];西南交通大学;2016年

7 房敦敏;基于数量化理论的岩质围岩施工阶段亚级分级方法研究[D];西南交通大学;2007年

8 唐卫华;水平层状围岩隧道钻爆施工控制技术研究[D];中南大学;2009年

9 文志武;围岩锚固机理及锚固参数优化研究[D];大连海事大学;2011年

10 杨广安;隧道施工中围岩参数反演及载荷分配比例问题研究[D];武汉理工大学;2007年

，

本文编号：859935