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滇东高原岩溶隧道涌突水灾害风险评价研究
| 论文题名： | 滇东高原岩溶隧道涌突水灾害风险评价研究 |
| 关键词： | 滇东高原;岩溶隧道;涌突水灾害;评价指标体系;风险性评价 |
| 摘要： | 滇东高原碳酸盐岩地层分布广泛,从震旦系至二叠系均有出露,具有岩性纯、出露面积大、岩溶水资源丰富等特点。受特殊地质构造、复杂应力场和渗流场的共同影响,隧道在穿越该区时,常常遭遇较大涌突水、突泥等灾害。随着滇东交通建设和水利建设由山间盆地逐渐向山岭区过渡,越来越多的隧道工程都面临着这样的严峻挑战。因此,总结积累已有工程的实践经验,探讨涌突水灾害的形成机理和演化规律,建立适宜于滇东高原区的岩溶隧道涌突水灾害危险性评价系统(THKDG),对保障隧道安全施工及正常运营具有重要的指导意义。 论文以滇东高原震旦系～二叠系地层岩溶水赋存、运移规律研究为基础,结合牛栏江-滇池引水工程大公山隧洞和大五山隧洞施工期涌突水灾害形成特征,综合选取评价指标,建立相应的评价体系。并利用大公山隧道和玉蒙铁路通海隧道进行可靠性验证,得到如下认识: (1)滇东高原位于金沙江、南盘江、元江流域分水岭地带,地形切割较浅,地理环境差异较大;西侧楚雄、禄丰、易门等“红色盆地”以东可溶岩大面积分布,从前震旦系至二叠系均有出露,岩溶发育强烈,大泉、暗河分布广泛,富水性强;区域位于扬子地台西缘滇东台褶束构造单元中,主要发育北东向、近东西向和南北向构造体系,并伴有多种方式复合,地质条件十分复杂。 (2)通过对大公山隧洞和大五山隧洞各涌水点形成特征分析,总结岩溶隧道涌突水灾害形成控制性因素,主要包括岩性、构造、地貌和隧道与地下水位的相对位置关系四类。 (3)基于西南山区THK评价系统选取的指标,并结合大公山、大五山隧洞涌水特征分析,确定了岩石的可溶性(K1)、地质构造(K2)、地表环境特征(K3)和隧洞埋深(K4)四个一级评价指标。选取了岩石成分(K11)、岩石结构(K12)、岩体结构(K21)、地层倾角(K22)、降雨入渗系数(K31)、地形坡度(K32)作为二级评价指标。 (4)对选取的评价指标进行量化取值,建立评价指标体系。利用层次分析法确定各指标权重分配,并采用数学方法建立涌突水灾害危险性评价模型:THKDG=5(0.45*K1+0.08*K2+0.15*K3+0.32*K4。综合评价指标体系和数学评价模型,建立滇东高原岩溶隧道涌突水灾害危险性评价体系,并提出隧道涌突水灾害防治措施建议。 (5)结合滇东高原大公山隧道和通海隧道,利用西南山区THK评价系统和本文新建滇东高原THKDG评价系统分别进行评价,并与实际涌水情况作对比。结果显示THKDG评价系统可靠程度更高,其评价等级和实际涌水等级相差在一个级别范围以内,吻合程度较THK系统更好。 |
| 作者： | 赵红梅 |
| 专业： | 环境地质 |
| 导师： | 许模 |
| 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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