强风化混合花岗岩断层破碎带隧道涌水处治措施研究

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1、分类号:TU410710-2012121028硕士学位论文强风化混合花岗岩断层破碎带隧道涌水处治措施研究杨晓东导师姓名职称杨晓华教授申请学位类别硕士学科专业名称岩土工程论文提交日期2015年4月25日论文答辩日期2015年6月9日学位授予单位长安大学分类号:TU410710-2012121028硕士学位论文强风化混合花岗岩断层破碎带隧道涌水处治措施研究杨晓东导师姓名职称杨晓华教授申请学位类别硕士学科专业名称岩土工程论文提交日期2015年4月25日论文答辩日期2015年6月9日学位授予单位长安大学Onthetreatmentoftunnelwaterinrushinthef

2、aultfracturezoneofstrong-weatheringmigmatiticgraniteAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：YangXiaodongSupervisor：Prof.YangXiaohuaChang’anUniversity,Xi’an,China论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表

3、的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名••孑夺、年《月，r曰论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。(涉密论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名：_、如乂年/月h/v年6月6日摘要公路或铁路隧道的修建往往需要穿越断层破碎带，当隧道穿越断层破碎带时，却频繁发生涌水灾害，一直以来，被认为是隧道施工中面临的较大难题之一，断层破碎带隧道涌水不仅使隧道施工安全受到威胁，同时还给

4、隧址周边环境带来诸多负面影响。为了攻克这一施工难题，开展对其的深入研究工作是非常具有现实意义的。本文依托岑溪大隧道，通过实地踏勘，现场利用高密度电阻率法、可控源音频大地电磁法、地质预报探测仪等多种物探方法，结合地质钻探取样分析，对断层破碎带的范围、断层破碎带及其围岩的工程特性进行了调查研究，分析了隧道涌水成因机制，并提出处治措施，同时利用有限元软件进行相关模拟分析。主要得出了以下成果和结论：1.通过物探和钻探相结合的方法，确定了断层破碎带是呈开口向上的抛物线式分布发育的，其具有控水、导水的工程特性；钻探取样的结果分析表明，断层破碎带围岩具有易扰动、遇水软化等工程特性。2.

5、根据相关的勘察分析结果，认为岑溪大隧道涌水类型属于导水断层涌水，通过建立隧道涌水力学模型，确定涌水机制为断层活化型涌水机制。3.通过阐述岑溪大隧道涌水事件的经过，采取了紧急抽水、地表塌陷处理、掌子面洞渣回填反压等应急处治措施方案，涌水灾害得到了控制，为了避免后期施工再次发生涌水，提出了全断面帷幕注浆，局部采用径向超前小导管预加固的预防处治措施，并给出具体相关技术参数。4.利用MIDAS/GTS有限元分析软件对注浆加固后的隧道，采用的三种开挖方法分别进行渗流-应力耦合的模拟分析，模拟结果显示，注浆加固后隧道涌水量明显减小，同时采用环形预留核心土开挖方法，初期支护受到的应力最

6、小。最后通过现场实测，证明了模拟结果的正确性。岑溪大隧道实例表明，针对断层破碎带涌水，本文的研究方法及结论可推广至类似情况的其他工程。关键词：花岗岩；断层破碎带；涌水；处治措施；帷幕注浆IAbstractTheconstructionofhighwayandrailwaytunnelusuallytraversesthefaultfracturezone,whichteemswithinrushdisaster.Inrushdisasterhaslongbeenrecognizedasoneofthemostdifficultiesfortunnelprojectsinc

7、eitnotonlythreatensthesafetyoftunnelconstruction,butalsoinducesamultitudeofnegativeeffectsofthesurroundingenvironment.Giventhissituation,theresearchonwaterinrushinthefaultfracturezoneisofgreatsignificance.Thispaperinvestigatestheprojectcharacteristicofthefaultfractu