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原文传递特殊地质环境下公路深埋隧道地质灾害预测及其施工处治对策研究——以石万公路走马岭隧道为例

论文题名：	特殊地质环境下公路深埋隧道地质灾害预测及其施工处治对策研究——以石万公路走马岭隧道为例
关键词：	公路隧道;软弱围岩;破碎岩体;地质灾害;地质环境
摘要：	基于走马岭隧道的特殊地质环境，隧道在开挖过程中将会遇到岩溶及岩溶水、断层、软岩及塑性变形、煤层及瓦斯等多种不良工程地质灾害问题。为此，通过对可能出现的地质灾害进行预测，以便为隧道的动态设计与施工提供可靠的依据与保障，以便确保隧道的正常，降低和避免各种突发性灾害对人员生命财产的威胁隐患；同时，为复杂地质环境下深埋长大公路隧道的地质灾害预测及施工处治对策方面，提出一套较为完整的研究思路、技术路线、合理的理论方法体系以及行之有效的施工处治对策，应用于隧道工程的建设实践。论文的主要研究内容有如下方面： 1．通过对我国已建或在建典型隧道施工所遇到的各种主要地质灾害问题进行调查和分析，初步了解了我国隧道工程施工所遇到的主要地质灾害问题，包括隧道的地质条件、主要工程灾害类型、诱发因素、工程处治措施及其治理效果，为研究特殊地质环境下隧道施工的地质灾害预测及其处治措施问题的提供了基础。 2．通过对隧道工程地质勘察报告、现场大范围的地质调查资料及对隧址区遥感解译图像的分析研究，掌握了隧道的工程地质及气象水文条件，确定了在隧道在施工过程中将会遇到岩溶与岩溶水、断层、软岩及塑性变形、煤层和瓦斯等主要地质灾害问题。 3．研究了隧址区的岩溶发育特征、分布形态及其水文地质条件。 4．对隧道的涌水状况进行了全过程现场监测，并对监测结果进行了分析，采用多种常规方法对隧道涌水量进行了预测及分析；对岩溶涌出水采用渗流模拟原理，利用Modflow软件进行了三维数值计算，对隧道天然渗流场及隧道开挖后渗流场进行了分析；在此基础上，分析研究了隧道岩溶段的施工处治对策，结合现场情况，明确了动态施工的具体措施及其施工要点。 5．对隧道围岩施工的地质条件进行了全过程跟踪调查，明确了跟踪调查的内容；对隧道围岩分类方法进行了研究，建立了走马岭隧道围岩动态分类标准，选取了围岩分类的基本指标，并对分类方法进行了相关性分析；选取典型断面利用地质雷达对隧道施工进行了超前地质探测，并对结果进行分析。 6．选取典型断面，对隧道软弱围岩进行了变形检监测及分析，主要包括围岩内部位移、接触压力量测，以及基于量测位移的反分析研究；同时，对软弱围岩典型断面进行了3维有限元数值模拟，对围岩应力场、位移场、锚杆受力特征、隧道开挖效应及其影响、支护结构的优化设计进行了分析；结合实际情况，对隧道软弱围岩大变形段的施工处治对策进行了分析研究，明确了动态施工的具体措施及其施工要点。 7．选取典型断面，对断层破碎岩体采用基于离散单元法的UDEC程序进行数值模拟分析，对围岩应力位移、支护结构的受力特征、地下水力计算及其岩体完整性对支护结构受力的影响进行了分析研究；同时，对断层破碎带的施工处治对策进行针对性研究，提出了综合处治措施，并对施工方案和施工要点进行了明确。 8．针对地质勘察报告对煤层及瓦斯气体状况的分析，以及实际施工过程中的地质跟踪调查，确定了隧道瓦斯的地质研究工作方法，根据实际情况，对隧道煤层段及瓦斯气体的施工对策和预防措施进行了分析研究，有针对性的提出了合理的具体施工方案、措施和预防要点。通过上述内容的研究，论文取得了主要成果和创新点： 1．系统提出了研究岩溶、软弱围岩、破碎岩体等特殊地质环境下公路深埋隧道地质灾害预测和施工处治对策的关键技术路线和理论分析方法，为研究隧道的不良地质问题提供了方向性指导。 2．通过研究，认为隧址区内的岩溶发育呈现方向性、成层性和垂直分带性等特征，为研究类似地质环境下的岩溶发育规律提供了参考作用。 3．系统提出了隧道岩溶、软弱围岩、破碎岩体等地质灾害预测的技术手段与方法，正确建立了走马岭隧道围岩的动态分类方法和标准，可推广于其他类似隧道工程的研究。 4．正确选定了隧道岩溶与岩溶水、软弱围岩、破碎岩体等特殊地质灾害问题的数值分析软件、计算模型、边界条件及有关计算参数，为研究类似地质环境下隧道的地质灾害问题提供了可靠的计算方法和手段。 5、系统提出了走马岭隧道岩溶、软弱围岩、破碎岩体、煤层瓦斯等不良地质问题的动态设计与施工的工作程序，并提出了合理有效的施工处理对策，为处理其它类似隧道地质灾害问题提供了指导和借鉴作用。
作者：	肖文
专业：	岩土工程
导师：	刘汉超
授予学位：	博士
授予学位单位：	成都理工大学
学位年度：	2007
正文语种：	中文