论文部分内容阅读
本文对四个典型的软岩隧道进行塌方原因及处治措施进行了分析,主要介绍了每个隧道的工程概况及隧址区地质条件,讨论了塌方发生的具体原因,最后提出了一般塌方事故处治综合设计方案,对于其它隧道工程的地质预报工作也具有重要的借鉴作用。 通过现场跟踪调查、测试与试验、监控量测及室内试验、数值计算分析等工作,主要获得了以下研究成果: (1)按照塌方速度、体积或高度、塌方区域、塌方形态、塌方机理等五不同的标准对塌方进行了分类,从工程地质条件、围岩应力因素、勘察设计因素、施工方法与措施、监控量测因素及主观因素等六个方面分析了软岩隧道塌方的成因,进而提出了预防隧道塌方的措施,主要包括:设计措施、超前地质预报、合理防排水、施工防塌、监控量测和隧道塌方前兆等。 (2)在初步处理方案的基础上,通过多次实地考察、深入分析地质勘查报告和专家咨询论证,结合现场处治软岩隧道多次塌方事故的经验和教训,给出了处治不同类型塌方事故的处理方案,如“大管棚注浆固结法”和“双层小导管注浆固结法”等。主要分析了塌方事故综合设计方案,包括塌方处理后要及时进行开挖、支护,以及塌方的综合预防措施,针对该设计方案提出具体施工工序和方法,重点研究得出注浆预加固可减少地表沉陷值,还有一定抗滑能力。 (3)采用Drucker-Prager弹塑性本构关系对隧道浅埋段进行了施工全过程的三维有限元数值模拟分析,得到围岩及支护结构的应力、变形和塑性区随开挖变化的全过程;探讨了地表钢管注浆预加固对隧道稳定性的影响,同时对6种不同的加固方案进行了较详细的对比分析,根据其不同的加固效果,得出:对于受风化和构造侵蚀非常严重的地段,往往出现地表陷坑,在清刷陷坑边坡之外还应进行深孔注浆加固。比较适合采用双侧壁导坑法施工,尤其是初期支护如果做得好,可以节省很大一部分投资。 (4)在围岩流变性较强的地段,运用结构矩阵位移法对复合式衬砌二次支护所受的围岩形变压力进行了反演,以此来评价二次支护的工作状态,实现现场量测反馈于设计的信息化施工,在一定程度上准确的预测了二次支护段的应力状态,为超前预测提供理论依据。