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宜万铁路岩溶山区隧道施工地质灾害超前预报研究
| 论文题名： | 宜万铁路岩溶山区隧道施工地质灾害超前预报研究 |
| 关键词： | 岩溶;地质灾害;预测预报;地质雷达;TSP法;三维数值分析;铁路隧道 |
| 摘要： | 宜万铁路沿着长江南岸岩溶山区走行，全线约70％的隧道位于灰岩地区，褶皱、断裂构造复杂，岩溶发育强烈，补给水源丰富，施工产生岩溶突水、突泥等重大地质灾害的危险性很大。为此，本文依托铁道部《宜万铁路岩溶灾害地质分析方法与防治对策研究》等科研项目，结合齐岳山、八字岭、野三关等三座深埋特长隧道的施工进程进行了山岭隧道施工期岩溶地质灾害超前预报的研究工作。 1、在地表调查和深埋隧道施工揭露的深部大型溶洞调查的基础上，研究了深部大型溶洞发育与分布的特征及其与地层岩性、地质构造、地下水流场等主要控制因素的相互作用情况，提出了综合考虑地质构造、地下水系统特征的预测深部大型岩溶系统发育特征的宏观地质预测法。 2、在深部大型岩溶发育分布规律的研究中，应用碎屑冲积物沉积学特征分析法，系统地研究了宜万铁路八字岭隧道岩溶管道碎屑冲积物的表面沉积学特征，解决了深部岩溶管道连通性分析的难题。 3、在现场案例调研分析的基础上，研究了岩溶地质灾害预测预报的地质分析方法指标体系，引入人工智能领域专家系统方法，建立了山岭隧道施工期岩溶地质灾害预测预报专家系统。 4、在齐岳山、八字岭、野三关的典型地段进行了地质雷达探测、TSP 探测等方法的现场试验研究，系统地研究了适用于短距离预报的地质雷达探测的主要岩溶地质判定指标、数据处理和预报的技术方法，给出了大型岩溶溶腔的雷达图像特征和解释判定方法。系统研究了适用于长距离预报的 TSP 法的主要特征技术。 5、岩溶隧道突发性地质灾害的发生与掌子面前方大型富水溶洞的洞壁稳定性之间具有密切关系。为此，在齐岳山隧道的典型地段进行了水平钻探预报的技术方法的研究，提出了物探异常体的钻探定位探测技术，以物探与钻探相结合的预报溶洞规模与含水特征，进而提出应用三维有限元数值分析预测岩溶洞壁安全性的方法。 总之，本文通过线路相关的地质构造、地下水系统的研究，确定突水水源和富水部位；通过溶洞中碎屑冲积物的物源分析确定地下水突水或突泥通道，初步预测可能发生隧道施工地质灾害的危险性地段，再应用TSP法、地质雷达法与水平超前钻探方法相结合进行地质灾害的定位预报，取得了很好的效果。形成了隧道施工岩溶地质灾害超前预报的地质宏观预测与定位探测相结合的方法理论体系，该研究成果不仅直接应用于实际，而且促进了深部大型岩溶形成机理与探测方法理论的研究。 |
| 作者： | 霍玉华 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 许兆义 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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