【摘 要】
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随着国内交通工程事业的飞速发展以及西部大开发战略,交通工程的建设由东部沿海向西部地区转移。西部的地形地貌异常复杂,岩溶地貌分布广泛,故岩溶地区隧道的修建也日益增多,
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随着国内交通工程事业的飞速发展以及西部大开发战略,交通工程的建设由东部沿海向西部地区转移。西部的地形地貌异常复杂,岩溶地貌分布广泛,故岩溶地区隧道的修建也日益增多,由岩溶引起的工程地质灾害对隧道的建设运营危害日益增多,其中穿越岩溶富水地区而遇到的大涌水、高水压等尤为明显。因此,对于防排水技术的研究以及岩溶隧道突涌水地质灾害的治理显得异常重要。隧道施工过程中,地下水对其的影响非常大。在过去大量的工程应用中,经常采用“以排为主”的原则对地下水进行处理,通过减小衬砌结构的外水压力来保证结构的安全。但随着时间的推移,以排为主的处理方法,不仅会降低地下水水位,打破隧址区水资源的平衡,还会造成隧址区生态环境的破坏,影响周围居民的生产生活用水。因此,对岩溶富水隧道采用“以堵为主,限量排水”的原则进行地下水的处理就显得异常重要。本文以南川-两江新区高速公路春天门特长隧道为依托工程,结合该工程水文地质条件调查资料,进行了如下研究:(1)通过注浆理论、材料及工艺等的分析研究,确定了工程具体的注浆材料和工艺。按突水量的大小,对岩溶突水提出了新的YRTF四级分类方案。(2)在前人基础上对注浆试验提出了优化的方案设计,并对岩溶突水灾害合理制定了处治对策。(3)采用MIDAS/GTS对工程中三种不同抗水压衬砌结构进行了数值模拟,得出了不同抗水压结构可承受的外水压力,为后续研究提供参考依据。(4)采用有限元软件MIDAS/GTS,模拟了春天门隧道高压富水段岩溶突水情况下,衬砌结构最不利位置处不同注浆加固圈厚度下二衬结构的受力分析,确定结构注浆圈厚度的最优值。结果表明,当遇1.0MPa突水水压时,最优加固圈厚度为1.5m;当遇1.5MPa突水水压时,最优加固圈厚度为2.0m;当遇2.0MPa突水水压时,最优加固圈厚度为2.5m;当遇2.5MPa突水水压时,最优加固圈厚度为3.0m。(5)通过基础理论推导出了注浆圈厚度、衬砌外水压力、排水量及围岩和注浆圈渗透系数等参数间的相互关系曲线。结合工程实际情况及以往的工程经验,进行了春天门隧道的排水量设计,研究得出工程的设计排水量为5 m3/(m·d)。通过基础理论研究,确定了春天门隧道采用的限量排放设计与施工技术。
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