复杂条件下山岭公路隧道施工安全保障关键技术与应用研究

摘要

复杂条件下山岭公路隧道施工安全保障关键技术与应用是目前隧道方面研究的一个热点，很多方面还都处于经验和探索阶段，诸如不良施工地质灾害体的超前预报和防治技术等。隧道施工过程中，工程区的地形地貌条件、水文地质与工程地质条件等都极为复杂，可能会遇到岩溶与涌水突泥、煤层与瓦斯有害气体、洞口大型崩坡堆积体滑塌等诸多复杂的建设难题。
　　本文以涪陵白涛隧道群为依托工程，基于该隧道群的施工建设和监测数据有关资料，结合施工超前地质预报、监控量测工作和相应数值模拟分析，主要采用了综合分析研究方法和数值模拟法对白涛隧道群的施工安全保障关键技术与应用进行研究，其主要成果如下:
　　(1)根据白涛隧道群的地质勘查资料，重点从地形地貌和地质水文角度分析白涛隧道群可能存在的的不良地质灾害类型、成因和影响;
　　(2)系统介绍了隧道超前预报技术，详细对比了各预报方法之间的优劣和适应性，针对白涛隧道群特点选择综合预报方法;对崩破堆积体、爆破振动对页岩气井影响监测，并结合探测结果与监测数据，分析主要施工不良地质类型影响并给出合理建议;
　　(3)采用Midas/GTS软件，针对白涛隧道群的具体特点进行施工数值模拟分析，确定隧道施工关键工艺参数，依据施工监测数据确定二衬合理支护时机;
　　(4)对隧道施工不良地质防治技术进行归纳与总结，并制定相应防治技术，预警体系和应急响应措施，确保安全保障技术应用能够贯彻执行;
　　(5)针对白涛隧道群复杂地质条件，通过应用隧道地质超前预报技术、现场监控量测、合理施工方法、不良地质灾害防治技术、施工灾害预警体系、应急响应与应急预案等来保障施工安全，提高了复杂条件下山岭公路隧道施工安全保障关键技术水平，并将关键技术合理应用到工程项目，对以后同类工程施工安全保障关键技术与应用提供参考。
　　本文主要新意是:1、利用TSP法、地质雷达法、红外探测法相结合的公路隧道超前地质预报组合物探技术与工程地质勘察成果和现场监控量测相结合，为复杂条件下山岭公路隧道施工安全提供保障;2、提出了隧道台阶法施工合理台阶长度和环形开挖预留核心土法施工核心土合理长度，依据施工监测数据提出二衬合理支护时机，并将施工安全保障关键技术应用到实际工程中。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 问题提出与研究意义

1．1．1 问题提出

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国内研究现状

1．2．2 国外研究现状

1．3 研究内容和技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 技术路线

第二章 白涛隧道群工程概况

2．1 工程概况

2．1．1 技术标准

2．1．2 地理位置

2．1．3 地形地貌

2．1．4 气象水文

2．1．5 隧道规模

2．2 地质条件

2．2．1 地质构造

2．2．2 地层岩性

2．2．3 水文地质

2．3 本章小结

第三章 山岭公路隧道施工安全保障超前地质预报与监测技术及其应用研究

3．1 隧道不良地质体的超前预报方法

3．1．1 隧道地质超前预报方法的种类

3．1．2 隧道地质超前预报方法的原理与特性

3．1．3 隧道地质超前综合预报的方法

3．2 隧道超前地质预报技术的应用

3．2．1 白涛隧道群地质超前综合预报方法

3．2．2 TSP与地质雷达超前预报探测结果和分析

3．2．3 红外探水超前预报探测结果和分析

3．3 隧道开挖掌子面的监测与分析

3．3．1 监控量测概况

3．3．2 监控量测结果

3．3．3 监控量测反馈分析

3．4 隧道软弱围岩段大变形监测预警与分析

3．4．1 监控量测预警

3．4．2 监控量测分析建议

3．5 隧道施工对崩坡堆积体安全性影响监测与分析

3．5．1 监控量测概况

3．5．2 监控量测结果

3．5．3 监控量测反馈分析

3．6 隧道施工爆破振动对页岩天然气井安全性影响监测与分析

3．6．1 监控量测概况

3．6．2 监测仪器和测点布置

3．6．3 监控量测结果

3．7 本章小结

第四章 隧道施工方案关键技术

4．1 概述

4．1．1 Midas/GTS软件介绍

4．2 隧道模型与计算参数

4．2．1 隧道模型

4．2．2 计算参数

4．3 隧道台阶法施工的合理台阶长度

4．4 隧道环形开挖预留核心土法施工的合理核心土长度

4．5 隧道二衬合理支护时机

4．5．1 二衬合理支护时机确定准则

4．5．2 二衬合理支护时机确定方法

4．5．3 经验法确定二次衬砌合理支护时机

4．5．4 收敛限制法确定二次衬砌合理支护时机

4．6 本章小结

第五章 施工不良地质防治技术与应急预案研究

5．1 施工灾害预警体系

5．1．1 地质灾害分级

5．1．2 不良地质预警体系

5．2 施工灾害应急响应程序

5．2．1 应急响应机构与职责

5．2．2 分级响应

5．2．3 先期处置

5．2．4 现场处置

5．3 施工灾害应急预案

5．3．1 岩溶涌水应急预案

5．3．2 隧道突泥应急预案

5．3．3 瓦斯爆炸应急预案

5．3．4 隧道坍塌应急预案

5．4 不良地质的防治技术

5．4．1 岩溶、溶洞水防治技术

5．4．2 涌水突泥防治技术

5．4．3 瓦斯地层防治技术

5．4．4 崩坡堆积体、·坍塌防治技术

5．5 本章小结

第六章 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果