祁连山隧道硫磺沟斜井碎屑流地层围岩施工技术研究

祁连山隧道硫磺沟斜井碎屑流地层围岩施工技术研究

论文摘要

随着西部山区铁路隧道的不断建设,隧道地质灾害也日益增多,由于西部地处高寒,岩体构造复杂,再加上山地广、水量多,这些特殊的地质条件和工程条件,使得隧道岩体的变形问题成为研究焦点,能否解决这一问题决定了隧道能否顺利施工。碎屑流作为一种特殊的地质灾害,它的出现,降低了围岩的自稳能力,并对周边岩体产生影响,从而造成隧道的坍塌,给施工人员的生命安全和设备安全造成直接威胁,也影响了整个隧道的施工进度。隧道穿越碎屑流地质是我国铁路隧道建设首次遇到的特殊地质,没有相应的理论基础,也没有相关的成功经验,因此必须根据现场实际情况,通过勘察调研,利用监测数据进行分析研究,了解其变形特性,研究出合理有效的施工措施,降低成本,保证施工安全,确保隧道的顺利完工。本论文以祁连山隧道硫磺沟斜井为实际工程背景,对斜井修建中遇到的碎屑流地层围岩变形问题,应用理论与实践相结合的方式,系统地研究碎屑流地层围岩变形特征,其研究工作和研究成果主要包括:●在工程地质勘察的基础上,利用祁连山隧道硫磺沟斜井已有的勘察设计资料,结合现场工程施工,对碎屑流地层围岩的工程地质背景做全面调查研究,分析碎屑流生成原因。●综合运用超前地质预报,采用TSP探测技术对前方进行地质预报,利用红外探水方法探测斜井前方的水体分布及含水构造,另外增加了水平钻孔,进行钻芯取样,更加准确地判定前方工程地质情况,为预加固方式和施工方法的选取提供地质依据。●对碎屑流进行了初步定义,在岩体力学和工程地质理论的基础上,依据现场勘查情况及监测数据,对碎屑流地层围岩变形破坏特征及其力学机制进行了分析归纳,提出针对隧道掌子面、涌水以及开挖支护的一系列处理措施,以确保隧道施工安全。●采用FLAC3D数值模拟软件建立三维有限差分地层-结构模型,利用德鲁克-普拉格(Drucker-Prager)塑性理论模拟斜井在碎屑流地层的开挖过程,得到碎屑流地层施工过程中的围岩变形,从而对其力学行为特性进行分析研究,得出碎屑流地层围岩在施工过程中的力学形态和变形特征,为碎屑流围岩施工提供相应的理论基础。●开展施工期间的围岩变形收敛监测,根据所得监测数据绘制收敛时间曲线和回归曲线,得到施工现场围岩实际变化形态,验证施工处理措施的合理性。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 选题背景及意义
  • 1.1.1 我国隧道建设现状
  • 1.1.2 碎屑流的产生及研究意义
  • 1.2 祁连山隧道硫磺沟斜井碎屑流问题
  • 1.3 本文研究内容及目标
  • 1.3.1 主要研究内容
  • 1.3.2 研究目标
  • 第二章 祁连山隧道硫磺沟斜井区域地质条件
  • 2.1 地层岩性
  • 2.2 工程地质构造
  • 2.3 水文地质特征
  • 2.4 地震烈度和气象资料
  • 2.4.1 地震烈度
  • 2.4.2 气象资料
  • 2.5 区域稳定性分析及评价
  • 第三章 碎屑流地层围岩变形特性研究及控制对策
  • 3.1 碎屑流地层围岩变形特性
  • 3.1.1 碎屑流的定义
  • 3.1.2 碎屑流地层围岩变形影响因素
  • 3.1.3 碎屑流地层围岩变形破坏特征
  • 3.1.4 碎屑流地层围岩变形破坏的力学机制
  • 3.2 碎屑流地层地质预报分析
  • 3.2.1 TSP超前地质预报
  • 3.2.2 红外探测
  • 3.2.3 钻探取芯
  • 3.2.4 综合分析结果
  • 3.3 碎屑流灾害现场处理措施
  • 3.3.1 掌子面稳定措施
  • 3.3.2 掌子面网喷混凝封闭
  • 3.3.3 防排水措施
  • 3.3.4 塌腔处理
  • 3.4 碎屑流地层施工围岩变形控制对策
  • 3.4.1 超前高位排水
  • 3.4.2 双层小导管预加固
  • 3.4.3 开挖方式选取
  • 3.4.4 初期支护施工参数
  • 3.5 小结
  • 第四章 隧道围岩变形控制数值模拟
  • 4.1 FLAC简介
  • 4.2 计算模型建立
  • 4.2.1 支护措施处理
  • 4.2.2 材料模拟参数选取
  • 4.2.3 网格划分及复杂地层模拟
  • 4.3 数值模拟计算结果分析
  • 4.3.1 围岩整体变形云图与分析
  • 4.3.2 隧道部分断面施工过程变形云图与分析
  • 4.4 小结
  • 第五章 碎屑流地层围岩变形现场量测和数据分析
  • 5.1 围岩变形现场量测的目的及意义
  • 5.2 围岩变形现场量测的内容
  • 5.2.1 量测项目
  • 5.2.2 量测频率
  • 5.2.3 量测基准
  • 5.3 碎屑流地层围岩量测实施及数据分析
  • 5.3.1 围岩变形量测时间曲线
  • 5.3.2 围岩变形位移回归分析
  • 5.4 小结
  • 结论与建议
  • 结论
  • 建议
  • 致谢
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表的论文
  • 攻读硕士学位期间参加的科研项目
  • 相关论文文献

    • [1].地震作用下深埋隧道围岩形变的数值模拟研究[J]. 地震工程学报 2020(01)
    • [2].不同含水率下黄土围岩的地质雷达波形响应特征研究[J]. 公路 2020(07)
    • [3].隧道锚–围岩系统承载特性的室内模型试验及畸变纠正[J]. 岩土力学 2017(S1)
    • [4].散体围岩隧道稳定性分析及支护技术[J]. 江西建材 2016(13)
    • [5].松散围岩隧道力学特征及其超前支护措施研究[J]. 铁道勘察 2016(03)
    • [6].铁路隧道软围岩施工技术分析[J]. 江西建材 2015(04)
    • [7].不同土质围岩条件下隧底围岩脱空规律与结构受力特征研究[J]. 隧道建设(中英文) 2020(03)
    • [8].基于分布式光纤技术的煤矿围岩监测研究[J]. 煤炭技术 2016(04)
    • [9].土质围岩大直径调压井施工安全支护设计思路与施工技术[J]. 中国新技术新产品 2016(19)
    • [10].高速公路隧道浅埋段特殊围岩的施工[J]. 交通世界(运输.车辆) 2015(03)
    • [11].长壁回采围岩破损规律的数值模拟研究[J]. 河南理工大学学报(自然科学版) 2009(04)
    • [12].二维圆形截面浅埋硐室双层围岩塌落形态上限变分分析[J]. 自然灾害学报 2019(05)
    • [13].隧道岩质围岩亚级分级可靠度分析方法及其工程应用[J]. 岩土力学 2018(03)
    • [14].基于多级灰关联方法的围岩质量评价[J]. 西北水电 2016(03)
    • [15].复杂围岩大断面受损动压巷道修复技术[J]. 机械管理开发 2015(01)
    • [16].V级围岩隧道施工工艺与质量控制要点研究[J]. 黑龙江交通科技 2015(08)
    • [17].工程因素对施工期地下洞室围岩质量影响分析[J]. 长江科学院院报 2014(08)
    • [18].导流洞围岩的流变分析与险情预报[J]. 中国农村水利水电 2008(06)
    • [19].锚固围岩流变特性与隧道衬砌压力演化规律研究[J]. 地下空间与工程学报 2020(05)
    • [20].青岛地铁岩质围岩基本分级细化体系研究[J]. 现代隧道技术 2018(01)
    • [21].基于正交设计的Ⅳ级弱膨胀性围岩相似材料试验研究[J]. 科学技术与工程 2016(35)
    • [22].基于不同含水率的膨胀围岩隧道施工模拟分析[J]. 中外公路 2016(04)
    • [23].施工阶段围岩亚级分级在公路隧道的应用[J]. 林业建设 2015(01)
    • [24].水工隧洞检修期衬砌与围岩联合承载作用机理[J]. 武汉大学学报(工学版) 2012(03)
    • [25].散体围岩隧道小导管注浆试验及效果分析[J]. 公路工程 2011(03)
    • [26].深热矿井巷道围岩的热分析[J]. 煤矿开采 2009(02)
    • [27].碎裂围岩锚固作用机理分析[J]. 河南科学 2008(12)
    • [28].深部巷道围岩分区破裂化现象现场监测研究[J]. 岩石力学与工程学报 2008(08)
    • [29].锚杆与围岩共同作用的围岩特性曲线修正分析[J]. 地下空间与工程学报 2020(03)
    • [30].钻爆法施工对软硬围岩过渡段振动特性研究[J]. 地下空间与工程学报 2020(S1)

    标签:;  ;  ;  ;  ;  

    祁连山隧道硫磺沟斜井碎屑流地层围岩施工技术研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢