【摘 要】
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本文以武九高速公路高楼山隧道为研究背景,因隧址区地质构造复杂,断层破碎带发育,岩体破碎,地表沟谷纵横,受地表降水及基岩裂隙水补给地下水含量丰富,部分洞段通过富水断层破碎带及断裂带,可能会发生突涌水灾害危险。对富水断层破碎带地层条件下七种影响隧道稳定性及涌水量大小因素分别进行了 FLAC3D数值模拟,分析了其对隧道涌水及稳定性敏感性。模拟了排、堵及排堵结合等治理措施对突涌水的治理研究,及提出对应涌水
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本文以武九高速公路高楼山隧道为研究背景,因隧址区地质构造复杂,断层破碎带发育,岩体破碎,地表沟谷纵横,受地表降水及基岩裂隙水补给地下水含量丰富,部分洞段通过富水断层破碎带及断裂带,可能会发生突涌水灾害危险。对富水断层破碎带地层条件下七种影响隧道稳定性及涌水量大小因素分别进行了 FLAC3D数值模拟,分析了其对隧道涌水及稳定性敏感性。模拟了排、堵及排堵结合等治理措施对突涌水的治理研究,及提出对应涌水等级下治理措施。通过工程案例及现场调研,构建了隧道突涌水风险评价指标体系,进而建立危险性等级评价方法,并将治理措施与评价方法通过计算机语言实现突涌水预警预报及其治理平台的开发,具体研究成果如下:(1)基于FLAC3D有限差分法及流固耦合分析原理,研究了隧道埋深H、地下水高度h、围岩级别S、侧压力系数条件K0、断层宽度w、断层与隧道相对间距d/D、断层与水平面夹角θ等7个因素对隧道围岩稳定性及涌水量的影响规律,并分析了相关敏感性,围岩级别对其稳定性及涌水量影响敏感性最大,埋深最小。(2)基于7种风险因子对隧道稳定性及涌水分析,在富水断层隧道各影响因素组合最危险工况下,通过FLAC3D进行导水洞排水、注浆堵水、排堵结合等治理措施数值试验,对比分析提出了相应等级下涌水治理措施。(3)通过查阅文献资料及对高楼山隧道现场调研,确定了影响隧道突涌水的13个风险因子,将上述影响因子依据现场调研及现有文献对相关影响因素划分标准进行了风险等级划分,构建了隧道突涌水风险评价指标体系。在此基础上采用层次分析法及模糊数学理论建立了隧道内突涌水灾害等级评价方法。(4)将突涌水灾害等级评价方法与不同等级涌水治理措施通过HTML+CSS计算机编程语言实现了突涌水风险预警风险平台开发,并对武九高速高楼山隧道进行了全线预测及现场预测,对相似工程案例进行了工程类比分析,验证了平台的可靠性较高,对于工程指导具有积极意义。
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