深圳地铁3号线工程岩溶洞穴勘察及病害处理技术研究

论文摘要

随着我国基础设施建设的不断发展,岩溶问题已成为南方岩溶地区突飞猛进的公路、地铁建设、市政建设面临的主要地质问题。因此,在公路、地铁建设、市政建设中迫切需要研究一套在岩溶地区行之有效的高精度、高准确度的岩溶洞穴勘察方法技术,其探测结果可指导公路、地铁岩溶病害处理。深圳地铁3号线工程可溶岩分布段岩石的可溶性及岩溶化程度各异,岩溶水文地质条件十分复杂,下伏溶洞对于高架桥梁桩基础稳定性影响较大。开展对深圳地铁3号线岩溶发育特征及其对工程影响研究,从而提出一套适用于不同类型空洞的先进的勘察手段及病害处理技术,不但能为生产实践提供依据,而且在进一步丰富岩溶发育地区对桥梁桩基选型及地面塌陷的处理方面的认识,促进岩溶发育区地铁发展,有着重要的理论指导意义。论文在野外现场地质调查和详细分析的基础上,并利用超高密度电阻率法、联合电剖面法、甚低频电磁法、浅层地震法、地质雷达法、电磁波透视、地球物理测井等一系列工程物探方法和机动钻探、抽水试验及地下水监测、岩溶连通试验等工作方法,查明了深圳地铁3号线可溶岩区段下伏岩溶溶洞的空间位置、规模大小。其次,通过对深圳地铁3号线下伏溶洞失稳机理进行分析研究。在此基础上,概化出了溶洞失稳的计算模型,计算了溶洞顶板所受荷载。并通过抗冲切验算、抗剪验算和抗弯验算对溶洞顶板进行稳定性分析。最后,根据稳定性评价结果,针对不同类型的下伏溶洞,提出岩溶病害整治方案。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 选题依据及研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 岩溶洞穴勘察手段研究
• 1.2.2 岩溶洞穴稳定性评价
• 1.2.3 岩溶洞穴病害处理技术研究
• 1.3 深圳市地铁3号线概况
• 1.4 研究内容与技术路线
• 1.5 本章小结
• 第2章 研究区环境地质条件
• 2.1 自然地理
• 2.1.1 地形地貌
• 2.1.2 气象水文
• 2.2 区域地质概况
• 2.2.1 地层岩性
• 2.2.2 地质构造
• 2.3 水文地质条件
• 2.3.1 地下水赋存
• 2.3.2 地下水的补径排及动态特征
• 2.4 工程地质条件
• 2.4.1 岩土分层及其特征
• 2.4.2 岩溶发育特征及其工程特性
• 2.5 本章小结
• 第3章 岩溶洞穴现场勘察方法技术研究
• 3.1 勘察方法选择思路
• 3.2 现场勘察方法应用
• 3.2.1 工程地质调查
• 3.2.2 工程物探
• 3.2.3 机动钻探
• 3.2.4 抽水试验及地下水监测
• 3.2.5 岩溶连通试验
• 3.3 本章小结
• 第4章 岩溶洞穴稳定性分析与评价
• 4.1 岩溶洞穴失稳机理分析
• 4.1.1 土洞、敞开型溶洞失稳机理及分析
• 4.1.2 封闭型溶洞失稳机理
• 4.2 封闭型溶洞顶板稳定性计算
• 4.2.1 计算模型概化
• 4.2.2 计算参数选取
• 4.2.3 岩溶顶板所受荷载的确定
• 4.2.4 稳定性计算
• 4.3 影响封闭型溶洞顶板稳定性因素分析
• 4.3.1 溶洞形态的影响
• 4.3.2 桩径的影响
• 4.3.3 上部荷载的影响
• 4.3.4 稳定性影响因素敏感性分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 岩溶洞穴病害处理技术研究
• 5.1 岩溶地面塌陷
• 5.2 桥梁桩基不均匀沉降
• 5.3 岩溶整治动态设计
• 5.4 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果