基于地质雷达与监控量测的隧道围岩分级模糊评判分析

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1、西南科技大学硕士研究生学位论文第1v页目录1绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一ll1课题研究的目的与意义⋯⋯⋯1l2国内外研究现状综述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯212．1隧道地质超前预报的国内外研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯-2122围岩稳定性研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯413本文研究内容与方法⋯”⋯⋯⋯⋯⋯⋯6131主要研究内容⋯～⋯6132研究方法及技术路线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一一62渔梁坝隧道围岩稳定性判别标准⋯⋯⋯⋯821工程概况⋯⋯⋯821．1工程地质条件⋯⋯⋯⋯8212工程地质评价⋯⋯⋯⋯⋯1022隧道围岩分级⋯⋯⋯⋯⋯⋯1J2

2、3隧道围岩收敛标准⋯⋯⋯一⋯⋯⋯⋯⋯⋯1324本章小结⋯⋯⋯153地质雷选预报和监控量测实施方案⋯⋯⋯⋯⋯一163．1隧道地质雷达预报⋯一l6311地质雷达探测的基本理沦⋯⋯⋯⋯⋯16312SIR-20型地质雷达的系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯】9313数据采集⋯⋯⋯⋯⋯⋯22314图像处理和解释⋯⋯⋯⋯2432隧道施工期监控量测方案⋯⋯⋯253．21地质及支护状态观察⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2832．2周边位移量测⋯⋯⋯⋯一⋯一3032．3拱顶下沉量测⋯⋯⋯⋯33324周边收敛及拱顶下沉的数据处理⋯⋯⋯⋯3533本章小结

3、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯37西南科技大学硕士研究生学位论文第V页4隧道地质雷达预报和监控量测结果分析⋯3841地质及支护状态观察结果分析⋯3842隧道地质雷达预报结果分析⋯4243隧道监控量测数据结果分析5044本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯755基于地质雷达和监控量测的隧道围岩分级模糊评判⋯⋯⋯7651地质雷达的隧道围岩稳定性研究7652隧道周边收敛及拱顶下沉结果汇总·7953围岩稳定性模糊评判方法研究及施工建议80531建立围岩分级影响冈素集80532确定权重系数及建立评判集80533围岩分级模糊综合评判⋯⋯845．

4、34围岩分级模糊综合评判结果875．4本章小结⋯⋯⋯⋯89结论⋯⋯⋯⋯⋯90致谢⋯⋯⋯92参考文献⋯⋯⋯⋯93攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果⋯98西南科技大学硕士研究生学位论文第1页1绪论11课题研究的目的与意义截止到2002年底，我国已经建成铁路和公路隧道共计8600多座，总长度更是达到了4370多公里，位居世界首位⋯。建国后，由于技术水平限制，修建的两座200m以上的北京至山西原平的公路隧道成为了当时之最。伴随改革丌放的发展与施工技术水平的提高，涌现了长大、特长甚至超长隧道。例如：我国目

5、前晟长的双线电气化铁路隧道大瑶山隧道，全长为14925公里，其长度在世界铁路隧道中位居第十位：兰新铁路兰州一武威段增建的第二线重点控制工程乌鞘岭特长隧道，更是达到了2005公罩，成为目前我国最长的铁路隧道22。在国外，特长、超长隧道更是举不胜数，是为著名的就要属将于2016年投入运营的阿尔卑斯山下的哥达基线隧道(GotthardBaseTunnel)，单洞长度超过惊人的57公晕(354英里)，共计151．84公里，一跃成为世界上最长的铁路隧道”·：位于第二位的就是同本的青函海底隧道．隧道横穿了津轻海峡

6、，长度为54公里．仅海底部分就达到了23公里。随着人口增长．以及经济、科学技术等的不断发展，铁路、公路隧道等也会越来越不能承担目前的交通压力，所以未来的铁路、公路隧道的跨度和施工难度都将会越来越大，隧道的内部空间同样更会越来越复杂，隧道、巷道、油库以和人防工程等地下工程，尤其是大断面公路隧道的大量兴建，围岩稳定性研究的方法和手段也阿益增多。这是预防灾害发生、减少因地质灾害造成事故的急切需要。鉴于围岩稳定性研究工作还存在着诸多不足，本文首先利用地质雷达进行地质探测，掌握开挖工作面前方的地质情况：然后通过

7、施工期的地质及支护状态观察、周边位移量测和拱顶下沉量测对隧道工程围岩收敛变形情况进行密切观测。预判围岩的最终位移值和围岩基本稳定时间等：再运用模糊评价方法，把在地质雷达图像处理结果和监控量测数据结果汇总引入到围岩分数研究中，弥补围岩研究方面的不足，对围岩稳定性分析提供借鉴和参考。西南科技大学硕士研究生学位论文第2页12国内外研究现状综述121隧道地质超前预报的国内外研究现状隧道地质超前预报是指在隧道施工过程中，利用地质调查方法、开挖工作丽地质素描以及隧道开挖过程中掌握隧道围岩的变化趋势、地质构造，结合

8、各学科知识、]：作人员经验和地球物理探测手段对开挖工作面前方的围岩和地质情况作出预测和判断，对隧道施工过程可能遇到的各种地质灾害的分布位置、规模和性质进行探测分析，利用这些成果的汇总提出预防和治理措施。。国外最早应用隧道地质超前预报的国家有德国、法国、英国和日本w。主要应用在两个阶段：(1)隧道可行性研究和勘察设计阶段；(2)隧道施工期间。在我国，隧道施工期间的地质超前预报工作经历了以下阶段”：(1)上个世纪50年代．铁二院陈成宗先生通过对隧道开挖工作面