复杂条件下山岭公路隧道施工安全保障关键技术与应用研究

发布时间：2020-10-09 20:23

　　 复杂条件下山岭公路隧道施工安全保障关键技术与应用是目前隧道方面研究的一个热点,很多方面还都处于经验和探索阶段,诸如不良施工地质灾害体的超前预报和防治技术等。隧道施工过程中,工程区的地形地貌条件、水文地质与工程地质条件等都极为复杂,可能会遇到岩溶与涌水突泥、煤层与瓦斯有害气体、洞口大型崩坡堆积体滑塌等诸多复杂的建设难题。本文以涪陵白涛隧道群为依托工程,基于该隧道群的施工建设和监测数据有关资料,结合施工超前地质预报、监控量测工作和相应数值模拟分析,主要采用了综合分析研究方法和数值模拟法对白涛隧道群的施工安全保障关键技术与应用进行研究,其主要成果如下:(1)根据白涛隧道群的地质勘查资料,重点从地形地貌和地质水文角度分析白涛隧道群可能存在的的不良地质灾害类型、成因和影响;(2)系统介绍了隧道超前预报技术,详细对比了各预报方法之间的优劣和适应性,针对白涛隧道群特点选择综合预报方法;对崩破堆积体、爆破振动对页岩气井影响监测,并结合探测结果与监测数据,分析主要施工不良地质类型影响并给出合理建议;(3)采用Midas/GTS软件,针对白涛隧道群的具体特点进行施工数值模拟分析,确定隧道施工关键工艺参数,依据施工监测数据确定二衬合理支护时机;(4)对隧道施工不良地质防治技术进行归纳与总结,并制定相应防治技术,预警体系和应急响应措施,确保安全保障技术应用能够贯彻执行;(5)针对白涛隧道群复杂地质条件,通过应用隧道地质超前预报技术、现场监控量测、合理施工方法、不良地质灾害防治技术、施工灾害预警体系、应急响应与应急预案等来保障施工安全,提高了复杂条件下山岭公路隧道施工安全保障关键技术水平,并将关键技术合理应用到工程项目,对以后同类工程施工安全保障关键技术与应用提供参考。本文主要新意是:1、利用TSP法、地质雷达法、红外探测法相结合的公路隧道超前地质预报组合物探技术与工程地质勘察成果和现场监控量测相结合,为复杂条件下山岭公路隧道施工安全提供保障;2、提出了隧道台阶法施工合理台阶长度和环形开挖预留核心土法施工核心土合理长度,依据施工监测数据提出二衬合理支护时机,并将施工安全保障关键技术应用到实际工程中。
【学位单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U455
【部分图文】：

结合程度差，为软弱结构面。为隧道进口控制结构）隧道洞身：岩层产状 208°∠6°, 岩体中主要发育 2 组构造裂隙 ①组裂隙，其产状为 301°∠55°，裂面平直，微张，粘土充填，延伸距为 0.50～1.60m，结合程度差，为软弱结构面，为隧道进口控裂隙，产状为 61°∠70°，裂面平直，微张，粘土充填，延伸 1.5～.50～1.50m，结合程度差，为软弱结构面。为隧道进口控制结构）隧道出口：岩层产状 322°∠5°, 岩体中主要发育 2 组构造裂隙 ①组裂隙，其产状为 52°∠63°，裂面微起伏，微张，粘土充填，m，间距为 0.40～1.10m，结合程度差，为软弱结构面，为隧道出②组裂隙，产状为 165°∠74°，裂面起伏，微张，局部粘土充填m，间距为 0.50～1.60m，结合程度差，为软弱结构面。为隧道出。隧道群路线走廊区穿越的主要构造为由北至南的梓里场背斜与呈土地垭向斜，路线区主要的褶皱为梓里场背斜、土地垭向斜；无通过。路线走廊穿越的主要地质构造形迹见图 2-2 构造纲要图。

（c）图 3-1 隧道地震超前探测的主要观测方式线观测方式（TSP 法）；（b）空间观测方式（TST 法）；（c）极小偏移距地震观声呐法：陆地声纳法属于极小偏移距地震波法，它的原理就是利用而产生震动弹性波在岩体中传播，在遭遇宽度差异较大的界面便反检波器接收反射波，测点在逐一测取后，将记录绘制成时间剖面图地质情况，判断各反射界面性质，如果需要计算反射面高度 h，则时间 t，测得的弹性波波速 v 进行求解，具体公式如下：h v t/2法对于中小规模溶洞具有较好的探测效果。法的类型也是多种多样[26]，理论上电磁波法也是电法的范畴，但两、传播特性上存在着天壤之别，因此单独介绍。通常所使用的有传高密度直流电法、激发极化法（直流、交流）、瞬变电磁法（交流）、

图 3-2 隧道聚焦电法示意图c.BEAM 电法[28][29][30]：BEAM(Bore-tunneling Electrical Ahead Monitoring)电法是由德国 GEOHYDRAULIK DATA 公司开发研制的唯一一种探测隧道前方含水情况的超前预报方法，本质属于激发极化交流电法，通过 BEAM 系统检测前方岩体的电阻率来预报岩石状况、空洞、水体。同样也分为单点聚焦与多点聚焦，BEAM单点聚焦仅通过设置的单个测量电极来推测前方含水情况，缺点在于无法对异常体定位；BEAM 多点聚焦能够二维成像，但是对于定位异常体仍就束手无策，只能定性判断是否存在水体。d.核磁共振测深：核磁共振测深 MRS(Magnetic Resonance Sounding)是一种较为罕见地可以定量探水的方法。该方法探测原理主要是利用水中的氢质子根据弛豫特性差异形成的核磁共振现象，观测与分析弛豫时间对水量与位置进行预测。3.1.2 隧道地质超前预报方法的原理与特性上述超前地质预报方法中的地质类方法和水平钻探法的原理较为简单，且其技术和现场操作也容易被理解和掌握，本节不再赘述。本节将着重介绍物探方法

【参考文献】

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1 李术才;刘斌;孙怀凤;聂利超;钟世航;苏茂鑫;李貅;许振浩;;隧道施工超前地质预报研究现状及发展趋势[J];岩石力学与工程学报;2014年06期

2 李伟平;;公路隧道穿越软弱围岩的变形与控制方法[J];现代隧道技术;2009年02期

3 张新柳;;岩溶隧道施工安全保障技术及其应用研究[J];太原科技;2009年04期

4 喻洪;葛宣彬;;白云隧道主要地质问题及施工对策[J];西部探矿工程;2008年07期

5 朱劲;李天斌;李永林;周大川;兰富安;姜洪涛;钱琳;;Beam超前地质预报技术在铜锣山隧道中的应用[J];工程地质学报;2007年02期

6 张敏;;复杂地形、地质情况下大跨度隧道洞口段设计[J];铁道工程学报;2007年02期

7 徐烽峰;李海波;;长管棚在双连拱隧道洞口施工中的应用[J];安徽建筑;2007年01期

8 支卫清;;公路隧道穿越大型溶洞处理方案的确定[J];现代隧道技术;2006年05期

9 高致宏;闫述;王秀臣;张卜文;;巷道超前(电法)探测的应用现状与存在的问题[J];煤炭技术;2006年05期

10 苏斌;;复杂地质条件下长、大暗挖区间隧道下穿地面建筑物施工技术[J];铁道建筑;2006年02期

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1 谭信荣;瓦斯隧道施工安全风险信息化管理技术研究[D];西南交通大学;2014年

2 张连成;复杂地质条件下公路隧道建设安全保障技术研究[D];长安大学;2011年

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1 崔韫鑫;高速公路隧道安全施工关键技术研究[D];河北工业大学;2014年

2 史鹏飞;山区高速公路浅埋软岩隧道修建关键技术研究[D];郑州大学;2013年

3 刘璞;新龙泉山瓦斯隧道施工危险评估研究[D];西南交通大学;2012年

4 徐海洋;复杂地质条件下长大隧道综合地质超前预报研究[D];重庆大学;2011年

5 刘刚锋;公路隧道施工不良地质灾害对策研究[D];长安大学;2010年

6 谢磊;富水膨胀土地质条件下柳城隧道的施工技术[D];西南交通大学;2009年

7 王维朋;隧道掌子面前方不良地质体地电参数敏感度分析[D];西南交通大学;2008年

8 盛明宏;复杂地质条件下双连拱浅埋隧道施工技术研究及其应用[D];合肥工业大学;2007年

9 孟凡军;复杂地质条件下铁路隧道施工技术研究[D];西南交通大学;2007年

10 李俊鹏;开挖过程中隧洞围岩应力释放规律及软岩支护时机研究[D];西安理工大学;2007年

本文编号：2834151