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富水特长重载铁路隧道地下水对策优化研究
| 论文题名： | 富水特长重载铁路隧道地下水对策优化研究 |
| 关键词： | 铁路隧道;地下水;支护结构;优化设计;排水能力 |
| 摘要： | 抗水压衬砌安全性和快速施工一直是富水特长重载铁路隧道热点问题，长期以来受到学术界和工程界的关注。论文从富水特长重载铁路隧道支护关键参数和稳定性对策出发，采用理论分析、数值模拟、现场试验与工程应用紧密结合的手段，主要工作如下： 1、针对太行山重载铁路特点，定量理论分析了衬砌背后的水压与隧道排水量、帷幕注浆堵水圈厚度的关系。结合数值模拟，并兼顾施工过程中排水设施施工可能未必达到理想效果以及运营期耐久性影响，建议将原需1MPa抗水压衬砌断面设计改为0.3MPa抗水压衬砌，安全系数有足够保证。此设计参数的合理优化，将使施工难度、施工成本大幅降低。 2、太行山隧道在修建过程中遇到了不同地质情况，先后采用了帷幕注浆、周边注浆、带水作业三种不同的施工作业方案。由于帷幕注浆作业和周边注浆作业耗时较长且造价很高，无法满足工期和成本控制要求，不得不对施工方案进行修改。结合太行山隧道具体情况，将带水作业技术进行了修改、完善，不仅使其满足施工安全要求，并取得了较好的施工效果。 3、为彻底解决重载铁路隧道因侧沟排水能力不足可能造成运营期对整体道床的灾难性隐患这一难题，并考虑重载列车动荷载作用，创造性的提出了2种新型结构:在列车振动影响下，当隧道围岩稳定性较好时，采用底部深挖排水沟，并在排水沟上施作扣拱，在反拱结构上施作道床;在围岩较软、较破碎等受地下水影响的围岩段落，采用桩梁板结构，将道床、列车荷载等传至水位以下的稳定岩体上，减小地下水对整体道床的影响。 4、太行山隧道穿越富水F4断层掌子面前方围岩高水压地区应进行钻孔排水，降低掌子面前面水压，可快速施工;掌子面前方有效影响挤出变形的距离为0.8 D;由于断层及其前后围岩刚度的差异，衬砌纵向发生不均匀变形，断层前、后1.3 D衬砌应加大配筋，防止结构发生剪切或拉伸破坏，保证衬砌整体稳定性及降低运营阶段风险。 5、太行山富水F4断层隧道现场测试围岩压力以竖向为主，最大值发生在拱肩部位，左右侧稍微不对称，可能是地质结构偏压和左右交错落底施工所致，量值较小，围岩压力不足以引起衬砌的开裂，结构安全，设计参数合理。 |
| 作者： | 舒磊 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 仇文革 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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