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隧道充泥型溶洞超前预报及加固技术研究——以叙大铁路仙人洞隧道为例
| 论文题名： | 隧道充泥型溶洞超前预报及加固技术研究——以叙大铁路仙人洞隧道为例 |
| 关键词： | 充泥型溶洞;超前地质预报;安全岩盘厚度;预测模型;加固技术 |
| 摘要： | 随着我国基础设施建设逐渐向西南部山区推进，在岩溶地区修建的隧道日益增多。在岩溶隧道施工过程中容易产生突泥、涌水等地质灾害问题，对隧道的施工安全造成极大的影响。其中充泥型溶洞是最为常见、危害性极大的典型岩溶灾害体之一，若探测不及时或处治措施不恰当，易引发突涌泥、塌顶等岩溶灾害的发生。因此，如何准确有效的探测掌子面前方充泥型溶洞的规模、相对位置，建立隧道掌子面与溶洞间的安全岩盘厚度预测模型，以及选用何种超前预加固方案能够保证隧道顺利通过溶洞段，是隧道设计和施工中的关键技术问题。 本文以叙大铁路仙人洞隧道为典型实例，分析研究超前地质预报技术探测充泥型溶洞的成果，建立岩溶隧道掌子面与溶洞间安全厚度的预测模型，结合ADECO-RS工法的核心思想分析不同加固技术处治充泥型溶洞的加固效果。获得的主要研究成果如下: (1)通过对各超前地质预报技术的适用性及优缺点进行对比分析，结合叙大铁路超前地质预报技术的现场应用成果，在雷达参数选取、现场探测过程、雷达数据处理及解译等方面提出了一些新的认识，尤其是在介电常数的选取方面，给出了灰岩地层中不同掌子面岩体特征下的介电常数取值范围;在此基础之上，运用TSP、地质雷达和超前水平地质钻探对仙人洞隧道充泥型溶洞进行探测，得到充泥型溶洞在地质雷达和TSP中的响应特征。 (2)通过超前预报技术探测出掌子面前方充泥型溶洞的规模及相对位置，结合其引起岩盘失稳的机理分析和影响指标等内容，选择数值模拟手段，采用正交试验设计方法，对充泥型溶洞位于隧道掌子面正前方时做了四个影响因子（围岩综合质量指标、溶洞充填物物理力学指标、溶洞直径和溶洞充泥高度）的正交试验分析，得出充泥型溶洞位于隧道正前方时掌子面与溶洞间安全岩盘厚度的预测模型，最后将所得公式应用于工程实例，通过对比数值模拟计算结果和实际开挖结果，以验证公式的可靠性。 (3)在掌子面与充泥型溶洞间安全岩盘厚度预测模型和的基础之上，结合“新意法”（ADECO-RS工法）中的核心思想（即预加固掌子面．超前核心土和隧道围岩），作者选用数值模拟软件，分别对管棚和超前小导管两种预加固技术进行仿真模拟计算，分析对比隧道开挖过程中拱顶、侧壁以及仰拱的应力．应变规律，从中选择最优方案。 |
| 作者： | 李灿 |
| 专业： | 地质工程 |
| 导师： | 巨能攀 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 成都理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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