解家河遂道塌方事故原因分析及处治措施研究

摘要

伴随着经济社会的快速发展，我国的基础设施建设不断完善，特别是大批的高速公路、高速铁路等不断建设，受到各种因素的限制，各高速公路、高速铁路往往需要穿越崇山峻岭，这时，隧道的建设就显得尤为重要。
　　 在隧道修建时，通常会出现突水、突泥、塌方等事故，特别是隧道坍塌事故将会危及施工人员的生命安全，延误工期，造成巨大的经济损失和社会影响。因此，有必要对隧道的塌方机理及处理措施进行系统的研究总结，为以后的工程积累经验教训，本文结合解家河隧道塌方实例，对于诱发塌方的因素、塌方预测、塌方治理等问题进行了深入的研究，主要获得的研究成果如下:
　　 1、通过对解家河隧道实际塌方的分析研究，对造成塌方的原因进行了深入的探讨，同时结合地质雷达探测成果图，将引发解家河隧道塌方的原因归结为:破碎带、节理裂隙发育、浅埋偏压以及施工方法不当等四个方面。
　　 2、在隧道塌方的治理措施方面，主要研究了管棚支护、超前小导管注浆加固以及地表砂浆锚杆等三种处理措施，并利用FLAC3D软件模拟计算了其支护作用，分析了各支护措施的优缺点，为塌方事故的处理提供了一定的参考。
　　 3、针对本工程的实际情况，确定了处理方案如下:(1)对塌方影响段5米范围内（初支损坏末端桩号始计）架设10榀I18型钢拱架进行初支补强以保证施工安全;(2)割除被损坏初支后进行塌腔封闭，采用20cm喷射砼，待塌腔稳定后施做初期支护，初支参数参照Ⅴ级加强(型钢拱架加密至0.5m/每榀，取消拱部超前小导管及系统锚杆，边墙锚杆加长至6m);(3)施做初支同时预留2根φ200混凝土泵送管，长1.5m、3.0m，待套拱完成并形成强度后，从1.5m泵送管中泵送砼至腔体，砼厚度为1.5m，再从3m长泵送管中泵送砂起到稳定缓冲作用。
　　 4、模拟计算了该处理方案的作用，数值计算结果表明，该方案大大降低了拱顶沉降及净空收敛，提高了围岩的稳定性状态;同时，该支护方案还在一定程度上降低了竖向应力以及剪应力，有效改善了支护结构的受力状态，还降低了塑性区的范围。
　　 此外，本文还涉及了信息化施工的一部分内容，监控量测是信息化施工的重要组成部分，是工程质量的眼睛，在实际工程中应该引起足够的重视，监测数据显示，该处理方案是可行的。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 隧道塌方原因介绍

1．2．2 不良地质条件下隧道开挖方法介绍

1．2．3 隧道塌方的处理技术

1．2．4 数值分析方法研究现状

1．3 研究内容及技术路线

第二章 解家河隧道工程概况

2．1 工程地质背景

2．1．1 工程地质

2．1．2 水文地质

2．1．3 周边气象条件

2．2 隧道设计及施工方案

2．2．1 临时工程

2．2．2 施工方案

2．2．3 施工方法及工艺

第三章 隧道塌方原因分析及数值模拟

3．1 隧道塌方原因分析

3．1．1 塌方介绍

3．1．2 塌方原因分析

3．2 基于FLAC3D的隧道塌方模拟分析

3．2．1 FLAC3D简介

3．2．2 模型建立

3．2．3 隧道开挖数值模拟及计算结果分析

第四章 隧道塌方处理措施及模拟计算

4．1 超前地质预报

4．1．1 TSP超前地质预报

4．1．2 地质雷达超前地质预报

4．2 隧道塌方处理措施

4．2．1 管棚支护

4．2．2 超前小导管注浆加固

4．2．3 地表砂浆锚杆支护

4．3 本工程采取的加固措施

4．4 加固措施模拟分析

4．4．1 塌方模拟分析

4．4．2 加固后数值模拟分析

第五章 隧道信息化施工

5．1 信息化施工简介

5．2 现场监控量测

5．2．1 监测目的

5．2．2 监测方案

5．2．3 塌方处监测数据分析

5．3 塌方事故处理措施评价

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表论文情况