地下工程减灾防灾学

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1、地下工程减灾防灾学西南交通大学2017年6月目录1、引言32、国内外关于岩溶大涌水和大变形隧道的研究现状42.1岩溶隧道大涌水研究42.2大变形隧道研究52、隧道大涌水施工技术62.1超前地质探测技术62.1.1隧道施工超前地质预报现状及问题62.1.2隧道超前地质预报技术72.2针对大涌水隧道的施工方法82.2.1隧道涌水处理方法82.2.2隧道围岩超前预注浆止水82.2.3注浆施工技术流程103、大变形隧道施工技术113.1围岩大变形处治措施123.2大变形隧道双层初期支护作用原理123.2

2、.1隧道大变形段围岩分析133.2.2大变形段围岩的挤压力133.2隧道大变形换拱技术143.2.1隧道换拱处理原则143.2.2隧道换拱关键技术144、总结151、引言通过王志杰教授的课程教学，让我对大涌水隧道、穿过溶洞隧道、大变形隧道等地质灾害有了深一步的了解。随着我国交通隧道的发展，隧道穿越的各种复杂地质条件，尤其是隧道穿越大型地下溶洞的时候往往还会采取桥梁和隧道相结合的形式进行穿越，而对于这类型的隧道而言常常还伴随着大涌水的情况，由于地下水及其丰富，怎样才可以防止涌水对隧道结构的侵害以及

3、修建隧道时能够顺利通过都需要进行深入的研究，结合课堂知识以及我自己的理解，这样的大涌水隧道一定要事先进行排水以降低围岩中的水压，等到水压降低到一定程度的时候再进行堵水作业，形成以排为主，以防为辅的施工特点。在隧道的建设中会遇到各种各样的地质灾害，对于高地应力以及软弱围岩而讲，经常会碰到围岩大变形的地质灾害，比如程度的龙泉山隧道中就出现围岩变形侵界的现象。对于软弱围岩而讲，在修建隧道的时候常常会遇到，我认为在遇到这一种地质条件的时候就需要对其加上强支护，通过初期支护和二次衬砌的作用来控制围岩的变形

4、。在隧道施工中也会遇到像锦屛水电站引水隧洞这样的高地应力的情况，而这样的地质条件其围岩等级很高，但是常常会出现岩爆这样的地质灾害，我认为对于这样的高地应力的情况就需要对围岩的应力先进行一定的释放，待到围岩应力释放到一定的情况后再对其进行初期支护来控制其进一步变形，从而避开高地应力释放的高峰期。对于大涌水和大变形等地质灾害的防治我还知识了解了一定皮毛，在今后的学习中还需要进一步学习和思考。2、国内外关于岩溶大涌水和大变形隧道的研究现状2.1岩溶隧道大涌水研究岩溶对隧道工程的影响主要表现为隧道周边围

5、岩的变形、失稳，常常导致隧道局部坍塌、掉块、落石；另一方面，岩溶涌水也是岩溶区隧道建设的主要工程影响之一，它不仅影响施工，而且直接危及人员和机械设备的安全。何发亮等主要通过对长大隧道岩溶涌水规律、水量特征、含泥砂特性的分析，基于长随道岩溶水文地质模型，以化学动力学、水文地质理论为指导，通过采用声波CT专家系统和HSP法地质超一前预报系统，配合地质雷达探测，结合地质条件判定，从而实现长隧道施工区域岩溶灾害的时空预报徐复兴等认为洞穴堆积物分析方法可作为研究岩溶发育规律的经济而有效的方法。巫锡勇通过对

6、地下水在岩层中运动过程、反映过程及影响因素等研究，掌握了工程建筑物周围地质状况及地下水运动规律，并结合某随道混凝土腐蚀特征及地下水对混凝土腐蚀机理进行分析。陈成宗对大瑶山九号断层特性进行了全面阐述，认为含水体在周围环境改变情况下可能引起底面塌陷。谢树庸将岩溶区工程地质问题归结为岩溶地基与围岩的稳定问题、岩溶渗漏问题、岩济突水问题与岩溶水外压力问题等四类。并基于岩溶突水的不确定性提出由地质概念模型到数学模型的研究方法。2.2大变形隧道研究近年来，大变形问题已经引起了人们的广泛关注，国际岩石力学学会

7、（ISRM）还为此成立了一个专门的工作小组。受到Terzaghi思想的影响，学者们一般把大变形机制分为以下两大类:一是开挖形成的应力重分布超过围岩强度而发生塑性挤出；二是岩石中某些矿物和水反应而发生膨胀，水及某些（膨胀性）矿物的存在，对膨胀变形是必须的。Anagnostou（1993）认为，挤出主要取决于岩石强度和覆盖层厚度(地应力)，原则上可以在任何类型的岩石中发生。发生膨胀变形的围岩变形一般表现为底鼓，而顶拱和边墙一般保持完好状态。Qtsuka、Takano（1980）和TyanO（1993

8、）等将建成后6-12个月内发生严重底鼓的日本NiigataPrefecture隧道和Nabetachiyam隧道的变形归结于膨胀作用。岩石（土）的膨胀机理方面已经积累了相当多的研究成果，Wahlltyom（1973）、Einstien（1975）、Lindner（1986）、张乃娴等（1990）、任磊夫（1992）、杨雅秀（1994）及何满潮（1997）等众多国内外学者均在这方面进行过深入的研究。在大变形中，挤出作用与膨胀作用的关系及两者对大变形的贡献，是人们普遍关心的重要问题。Terzaghi