未成岩富水地层洞内超前综合降水-研究与应用

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1、河南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文：未成岩富水地层洞内超前综合降水研究与应用，是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。本人愿意承担因本学位论文引发的一切相关责任。学位论文作者签名:年月日河南理工大学学位论文使用授权声明本学位论文作者及导师完全了解河南理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留和向有关部门、机构或单位送交论文的复

2、印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，允许将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，允许采用任何方式公布论文内容，并可以采用影印、缩印、扫描或其他手段保存、汇编、出版本学位论文。保密的学位论文在解密后适用本授权。学位论文作者签名：导师签名：年月日年月日致谢本文是在余永强、李治国两位老师的共同指导和关怀下完成的。正是在余老师和李老师的悉心指导之下，本文才得以顺利完成。在三年的研究生学习期间，两位老师给我创造了良好的学习坏境和实践机会，无论是从论文的选题还是论文的撰写都未与我极大的帮助。他们一丝不苟的作风，严谨求实的态度，踏踏实实

3、的精神，不仅授我以文，而且教我做人，虽历时三载，却给以终身受益无穷之道。在论文完成之际，向两位老师表示由衷的敬意和衷心的感谢！在论文的开题、可行性分析和方案制定过程中得到梁为民老师、褚怀保老师等的指导，他们为我论文的写作提出了宝贵的意见，也为论文的顺利完成提供了多方面的便利条件，在此向几位老师表示诚挚的谢意。在软件学习过程中得到了刘薇、李留玺、孙博、李想等几位师兄的帮助，在此对他们表示深深的谢意。感谢中铁隧道集团技术中心岩土所所长邹翀邹所长对我的关心和帮助，同时感谢中铁隧道集团技术中心张文新、蒋永强、李振、余少辉、白中坤、李辉、杨超帅等对我

4、的关心和帮助，在此表示衷心的感谢。感谢我的同窗好友徐桃、郭炳剑、祁雅静、余海洋、唐国强、许飞鸿、王丹丹等在我研究生阶段的学习和生活中给予的帮助。同时感谢土木工程学院2010级全体研究生同学，三年来我们朝夕相处，共同进步，感谢你们给予我的所有关心和帮助。同窗之谊，我将终身难忘！感谢我的母校——河南理工大学，母校给了我一个宽阔的学习平台，让我不断吸取新知，充实自己。特别感谢我的父母对我的理解和支持，他们是我十多年求学路上的坚强后盾，在我面临人生选择的迷茫之际，为我排忧解难，他们对我无私的爱与照顾是我不断前进的动力。最后，感谢所有关心、支持、帮助

5、过我的人们。摘要随着我国经济的快速发展，城市建筑及地下建筑规模越来越大，深埋隧道、水下隧道也随之显现出来，然而由于地下水的存在引发的事故也在不断增多，所以，如何快速、有效的降低地下水位已成为隧洞施工中一项重要的研究内容。当隧洞埋深较浅时，可在洞外地表设井点管，用水泵抽水。当隧洞埋深较大时，为解决隧道施工中地下水问题，可设各种井点降水。当隧洞整个开挖面都位于水位面以下,开挖上台阶时，降水效果很难满足无水状态。尤其是在未成岩富水粉细砂层，渗透系数较小、降水深度较大，并且隧道埋深也非常大时，洞内一般的降水方法不足以满足隧道施工降水要求。为解决此类

6、难题，本文提出一种新的隧洞内降水方法——超前综合降水。本文结合兰渝铁路桃树坪隧道施工降水，采用洞内水平真空降水与轻型井点降水相结合的超前综合降水方法。在桃树坪隧道出口制作一个5m×3m×2m（长×宽×高）的矩形模型，进行水平真空降水试验。通过现场矩形砂槽模型水平真空降水试验，对不同水平真空降水管管径和不同真空降水泵功率条件下降水效果和规律进行比较、分析优化，得到最优的水平真空降水管管径、真空抽水泵功率。然后采用FLAC3D软件，对水平真空降水模型试验降水过程以及不同管径降水效果进行数值模拟分析，模拟结果与模型试验结果基本一致。最后将超前综合

7、降水方法应用于桃树坪隧道施工降水过程中，解决了未成岩富水粉细砂层隧道施工降水难题，这也为今后同类工程的降水提供了参考，具有重要的实际工程意义。关键词：深埋隧洞，超前综合降水，水平真空降水，模型试验，数值模拟，FLAC3DIAbstractWiththerapiddevelopmentofourcountry’seconomic,thescaleofurbanconstructionandundergroundconstructionhavebeenbiggerandbigger,andthedeeptunnelandunderwatertu

8、nnelhaverevealedthereupon.However,theaccidentcausedbygroundwaterisalsogrowing,soitisanimp