富水破碎围岩隧道施工技术研究

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1、国内图书分类号：U25国际图书分类号：西南交通大学研究生学位论文年级2011级姓名白净钞申请学位级别工程硕士专业地质工程指导老师马德芹副塾援巫锡勇塾拯二零一四年五月密级：公开ClassifiedIndex：U25U．D．C：SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesislIIIIlUllUlIlUIIIlY2575635THECONSTRUCTIONTECHNOLOGYOFTI删EL、ⅣHICHTHESI爪ROUN烈GROCKBROKENANDⅥ後TERIUCHGrade：Grade11Candidate：BaiJi

2、ng-chaoAcademicDegreeAppliedfor：MasterSpeciality：GeologicalEngineeringSupervisor：Professor．MaDe-qinMay．2014WuXi—yong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．保密口，在年解密

3、后适用本授权书；2．不保密幺使用本授权书。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名勿许步指刷币哆畅日期：J,6／#．岁．>弓，日期：护7牛．j．刁西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：1．以在建项目叙大铁路乐园隧道为背景，通过理论分析得出富水破碎围岩隧道渗流场与应力场相互影响机理，并依此为基础分析总结隧道富水区合理的防排水措施。2．采用非线性有限元软件ADINA对隧道破碎带使用全断面法、台阶法和分部开挖法分别进行开挖模拟，研究与分析不同开挖方法下的地层沉降、应力变化和开挖完成后锚杆轴力等方面，得出隧道富水破碎带

4、施工时最优开挖方法。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说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：／百日期：文p缉西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要在隧道修建过程中会经常遇到富水破碎带，如何选择正确的施工方法一直以来都是一个重要课题，本文以乐园隧道富水破碎带施工技术为背景，主要研究了富水破碎隧道如何进行合理防排水和如何选择最优开挖工法。本文通

5、过对大量文献资料归纳总结，通过理论分析得出隧道富水破碎区渗流场与应力场相互影响机理，并以此为基础提出合理防排水措施。结果表明：(1)地下水通过对围岩结构面产生物理化学反应影响应力场；(2)地下水通过力学作用改变围岩应力场分布。应力场通过影响岩体体积应变和孔隙率影响岩体渗透性。对于隧道防排水选择以“以堵为主、综合治理”为原则，通过超前地质预报探明掌子面前方富水破碎情况，对富水破碎带实施注浆进行止水，并于破碎带中线布置排水孔进行适当排水。通过非线性有限元软件ADINA分别对富水破碎带未注浆止水进行开挖和注浆止水进行开挖模拟，结果表明：未注浆止水对隧道稳定不利，应在

6、开挖前采取注浆止水。对隧道按全断面法、台阶法和分部开挖法进行开挖模拟，对比分析不同开挖方法下的应力分布、锚杆轴力变化等方面，结果表明：(1)采用分部开挖法开挖，其应力和锚杆轴力均最小，所需支护力最小；(2)采用全断面法开挖，其应力最大，锚杆轴力也最大，所需支护力最大；(3)台阶法介于二者之间，但比采用全断面法对隧道稳定性大得多。结合数值模拟结果，考虑到各种开挖方法施工经济性与对掌子面稳定性影响，乐园隧道围岩破碎带采用台阶法施工实际意义最大。关键词：乐园隧道；富水破碎围岩；防排水；ADINA：开挖工法西南交通大学硕士研究生学位论文第1I页AbstractRich

7、-waterandbrokenrockisinescapableduringtheconstructionoftunnel，anditisanimportantsubjecttoselecttherightconstructionmethod．BasedonthecaseprojectofLeyuantunnel，westudyedhowtoselectthereasonablemeasureofwaterproofanddrainageandtheoptimalexcavationmethodoftunnelwhenthesurroundingrockbro

8、kenandtheRelativeli