缓倾岩层隧道塌方机理及治理措施研究——以叙大铁路正峰寺隧道为例

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1、分类号密级ＵＤＣ编号．—＇１一；？．：八．ｆ，奔奔終＾乂＃硕±学位论文题名和副题名缓倾岩层隧道塌方机理及治理措施研究—叙大铁路正峰寺隧道为例—作者姓名李清龙指导教师姓名及职称黄润秋教授／邓辉教授申请学位级别硕立专业名称岩±工程论文提交日期２（Ｕ日年０６论文答辩日期２０１５年０６学位授予单位和日期成都理工大学（年月）答辩委员会主席评阅人康：２０１５年６月分类号：１０６１自学校代码ＵＤＣ密级学号：２０１２０２０１９

2、４成都理工大学硕±学位论文缓倾岩居隧道塌方机理及治理措施研究—叙大铁路正峰寺隧道为例李清龙指导教师姓名及职称黄涧秋教授／邓辉教授申请学位级别硕±专业名称岩±工程论文提交日期２０１５年６月论文答辩日期２０１５年６月学位授予单位和日期成都理工大学（２０１日年６月）答辩委员会主席－／评阅人私漆、ｉｚ’２０１日年６月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进斤的研究工作及取得的研究成果，除了文中特别加抖标注和致谢的地方外，论文中不包含其。踞我所知他人已

3、经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得成都理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的人员对本研巧所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名；＾年《月曰＾学位论文版权使用授权书本举化论义作者宗令了解成都理工大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权成都理工大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索ｉ■采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。，可Ｕ（保密

4、的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：柄屯糧文作者导画識匈夸年／月円？摘要缓倾岩层隧道塌方机理及治理措施研究——以叙大铁路正峰寺隧道为例摘要新建地方铁路叙永至大村线位于四川省泸州市叙永县和古蔺县境内，地处全国十三个大型煤炭基地的云贵基地古叙矿区，全长85.5公里，叙大铁路是目前规划中泸州通往古叙矿区唯一一条资源铁路专线。正峰寺隧道进口位于古蔺县石屏乡，洞身段通过古蔺县自强乡，出口位于古蔺县东兴乡，隧道全长7336m，最大埋深约348m。施工至DK78+265时，掌子面出现掉块、塌方，随后塌方区域不断扩

5、大，延伸至DK78+225，受塌方段影响，隧道DK78+180～DK78+225段初期支护开裂变形。本文以正峰寺隧道塌方灾害为研究对象，采用地质力学分析法、物理模拟试验、数值模拟分析法等，深入分析和研究了隧道塌方段变形破坏规律及围岩稳定性问题，在此基础上，选择合理、有效的超前支护方案，并对支护效果做出评价。具体研究内容及成果如下：（1）根据前期地质勘查资料，结合施工期跟踪地质调查和复核，调查分析了隧道塌方段围岩基本特征，结果表明，隧道塌方段以薄～中厚层状页岩为主，局部有厚层状页岩及灰岩。调查范围内主要发育一组竖向节理，部分段未见节理发育。

6、研究区段隧道围岩主要有拱顶坍塌、边墙内鼓、底板隆起、掉块四种变形破坏模式。（2）根据施工期在现场绘制的掌子面素描图，分析了隧道塌方段岩体结构特征及优势结构面发育特征，并得到了施工期隧道围岩分级，结果表明，隧道围岩结构面层间结合差，强度较低，结构面空间组合形成不稳定块体是隧道塌方的重要原因。在此基础上，从力学过程入手，建立了隧道塌方两种地质力学模式：张拉-弯剪型和剪切-滑移型。（3）根据隧道岩体结构特征，将隧道塌方段岩体分三种情况进行底摩擦物理模拟试验，还原了隧道塌方发生、发展过程，并总结了不同模型各自的变形破坏规律：薄～中厚层状围岩变形破

7、坏包含嵌固梁张拉破坏、简支梁弯折破坏、岩层层间离层三个过程；厚层状围岩变形破坏表现为拱肩悬臂岩梁的弯剪破坏；节理岩体隧道围岩易沿结构面形成剪切破坏。（4）通过离散元UDEC数值模拟，运用强度折减法，分析了不同强度折减路径下隧道拱顶围岩位移的变化，并分析对比了围岩稳定性计算判定指标的适用性。在此基础上，得到了塌方段隧道不同断面的整体安全系数。为塌方区段划分,治理塌方提供理论依据。I成都理工大学硕士学位论文（5）隧道塌方段纵向长度不明，根据稳定性计算结果，对隧道塌方段进行稳定性分区，初步确定塌方可能发生的位置，由此选择合理的超前支护手段进行塌

8、方灾害治理。（6）结合正峰寺隧道塌方特征及其他类似隧道塌方治理经验，采用管棚和小导管超前支护方式，对隧道塌方进行治理。塌方治理过程中及治理后对隧道拱顶围岩沉降及净空收敛进行监测，评价塌方治理效