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强风化混合花岗岩断层破碎带隧道涌水处治措施研究
| 论文题名： | 强风化混合花岗岩断层破碎带隧道涌水处治措施研究 |
| 关键词： | 花岗岩;断层破碎带;处治措施;帷幕注浆;隧道涌水 |
| 摘要： | 公路或铁路隧道的修建往往需要穿越断层破碎带，当隧道穿越断层破碎带时，却频繁发生涌水灾害，一直以来，被认为是隧道施工中面临的较大难题之一，断层破碎带隧道涌水不仅使隧道施工安全受到威胁，同时还给隧址周边环境带来诸多负面影响。为了攻克这一施工难题，开展对其的深入研究工作是非常具有现实意义的。 本文依托岑溪大隧道，通过实地踏勘，现场利用高密度电阻率法、可控源音频大地电磁法、地质预报探测仪等多种物探方法，结合地质钻探取样分析，对断层破碎带的范围、断层破碎带及其围岩的工程特性进行了调查研究，分析了隧道涌水成因机制，并提出处治措施，同时利用有限元软件进行相关模拟分析。主要得出了以下成果和结论： 1.通过物探和钻探相结合的方法，确定了断层破碎带是呈开口向上的抛物线式分布发育的，其具有控水、导水的工程特性；钻探取样的结果分析表明，断层破碎带围岩具有易扰动、遇水软化等工程特性。 2.根据相关的勘察分析结果，认为岑溪大隧道涌水类型属于导水断层涌水，通过建立隧道涌水力学模型，确定涌水机制为断层活化型涌水机制。 3.通过阐述岑溪大隧道涌水事件的经过，采取了紧急抽水、地表塌陷处理、掌子面洞渣回填反压等应急处治措施方案，涌水灾害得到了控制，为了避免后期施工再次发生涌水，提出了全断面帷幕注浆，局部采用径向超前小导管预加固的预防处治措施，并给出具体相关技术参数。 4.利用MIDAS/GTS有限元分析软件对注浆加固后的隧道，采用的三种开挖方法分别进行渗流-应力耦合的模拟分析，模拟结果显示，注浆加固后隧道涌水量明显减小，同时采用环形预留核心土开挖方法，初期支护受到的应力最小。最后通过现场实测，证明了模拟结果的正确性。 岑溪大隧道实例表明，针对断层破碎带涌水，本文的研究方法及结论可推广至类似情况的其他工程。 |
| 作者： | 杨晓东 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 杨晓华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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