近接高水压溶腔隧道涌水机理及施工安全控制技术研究

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1、国内图书分类号：U451+.4密级：公开国际图书分类号：624西南交通大学研究生学位论文近接高水压溶腔隧道涌水机理及施工安全控制技术研究年级：二〇一五级姓名：张静申请学位级别：工程硕士专业：建筑与土木工程指导老师：申玉生副教授二零一八年五月ClassifiedIndex：U451+.4U.D.C：624.19SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisSTUDYONWATERINRUSHMECHANISMANDCONSTRUCTIONSAFETYCO

2、NTROLTECHNOLOGYFORTUNNELSADJACENTTOHIGHWATERPRESSURECAVITYGrade：2015Candidate：ZhangJingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ArchitecturalandCivilEngineeringSupervisor：AssociateProf.ShenYushengMay.2018西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关

3、保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密□，在年解密后适用本授权书；2．不保密，使用本授权书。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导老师签名：日期：日期：西南交通大学学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所作的主要工作或贡献如下：1、从微观和宏观两个层面对近接高水

4、压溶腔区隧道的涌水机理进行了深入剖析，并研究溶腔区涌水触发因素。2、提出隔水岩层失稳破坏、涌水通道导通作为高水压溶腔与隧道之间临界安全距离的两种判据，建立下伏高水压溶腔与隧道间安全距离的数学预测模型。3、对高水压溶腔涌水区治理方案进行比选，提出下伏高水压溶腔涌水区最优治理方案。以数值模拟和现场监控量测为手段，研究下伏高水压溶腔区隧道施工力学特性，剖析了涌水处治机理，并验证处治方案的合理性。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文

5、不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要随着我国西部大开发战略逐步向纵深发展，隧道穿越岩溶富水地层的情况也越来越多，其中以高水压溶腔对隧道的影响最为显著。在溶腔高水压的持续影响下，隧道施工过程中极易遭遇突发性涌水灾害，严重威胁隧道结构安全。针对这一现状，本文依托华蓥山隧道工程，采用理论分析、正交试验、数值模拟和现场监测等

6、手段，围绕近接高水压溶腔隧道涌水机理及施工安全控制技术开了相关研究。主要研究内容和成果如下：1、从微观和宏观两个层面剖析了高水压溶腔作用下隧道涌水力学机理，研究了高水压溶腔区隧道涌水触发因素。2、以隧道涌水机理为理论基础，提出将隔水岩层失稳破坏和涌水通道导通作为高水压溶腔与隧道间临界安全距离的判据。3、基于强度理论、剪切破坏理论和压剪裂纹扩展理论建立了三种力学简化模型，分别推导了下伏高水压溶腔与隧道间安全距离解析公式。4、基于正交试验设计方法，研究了围岩级别、围岩侧压力系数、溶腔直径、溶腔内部水

7、压以及隧道埋深五个影响因子对安全距离数值大小的影响程度和影响规律，并采用多元回归方法建立了下伏高水压溶腔与隧道间安全距离的预测模型，旨在指导华蓥山隧道溶腔区施工。5、以实际工程为依托，对高水压溶腔涌水区治理方案进行比选，提出下伏高水压溶腔涌水区最优治理方案和施工措施。结合现场监控量测数据，研究下伏高水压溶腔区隧道施工力学特性，揭示涌水处治机理，并验证处治方案的合理性，为类似隧道工程的建设提供了理论依据及现实指导。关键词：山岭隧道；高水压溶腔；涌水机理；安全距离；治理方案；施工力学西南交通大学硕士

8、研究生学位论文第II页AbstractWiththedeepeningofthewesterndevelopmentstrategyinChina,therearemoreandmorekarstwaterrichlayerspassingthroughthetunnel,amongwhichthehighwaterpressuresolutioncavityhasthemostsignificantinfluenceonthetunnel.Underthecontinuousinfluence