铁路隧道突泥灾害及其对近接工程的影响研究——以叙大铁路仙人洞隧道为例

摘要

近年来随着我国公路、铁路建设不断的向西南部山区推进，在岩溶地区修建的隧道日益增多。在岩溶隧道施工过程中容易产生突泥、突水等地质灾害，对隧道的施工安全有着极大的影响。由于岩溶地区特殊地质条件的限制，这会造成新建隧道临近既有隧道施工，这样就产生了大量的近接工程。如何评价岩溶灾害对隧道本身及近接工程的影响，成为隧道设计和施工的关键技术问题。因此，对岩溶地区隧道近接施工的研究就变得尤为重要。
　　于此，论文以新建地方铁路叙永～大村线与已建纳黔高速公路为典型实例，对研究区岩溶规律的总结，在大量现场调查的基础之上，建立岩溶隧道近接施工的三维模型，分析不同岩溶条件下在建工程对已有工程的影响程度。获得的主要研究成果如下:
　　(1)通过对研究区的岩溶环境深入研究，分析表明地表岩溶多表现为溶蚀洼地和溶蚀破碎带，和少量落水洞。地下岩溶多表现为溶缝、溶槽多为竖向发育且充填夹泥，溶洞也类似为充泥的溶洞。
　　(2)通过研究发现隧址区岩溶发育的规律总结有以下几点:①研究区岩溶发育受碳酸盐岩影响，其含有颗粒较粗的灰岩，为岩溶的发育提供了良好的物质基础。②研究区岩溶发育与其竖向结构面发育密切相关。③研究区从河谷到分水岭的部位，岩溶发育的程度逐渐减弱。
　　(3)对坍塌型岩溶突泥过程和原因进行了详细的描述，突泥过程表现局部坍塌，变形积累，牵引坍塌，突泥行程四个过程;特点包括以局部坍塌为先兆，突出物质为软塑态的粘土加块石，突出时间持续了20小时以上。以及对岩溶隧道突泥产生的规律进行了详细的研究，同时对隧道突泥处治进行了研究，并提出了相应的岩溶突泥应急、预防措施及处治方案。
　　(4)采用数值分析手段，针对岩溶环境下上下交叉隧道的近接施工修建过程，建立相应的三维模型，就不同工况条件下在建隧道对既有隧道二衬结构的力学行为特征进行深入研究，已确定在建开挖隧道是否对既有隧道的结构力学规律和安全性有影响。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1．选题依据及研究意义

1．2．国内外研究现状

1．2．1 岩溶成因的研究

1．2．2 岩溶水运动规律研究

1．2．3 岩溶隧道探测技术研究

1．2．4 隧道近接工程研究

1．2．5 岩溶突水突泥的措施研究

1．3 研究内容与技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 技术路线

第2章 研究区地质环境条件

2．1 自然地理和气象水文条件

2．1．1．交通位置

2．1．2．气象水文条件

2．2 工程地质条件

2．2．1 地形地貌

2．2．2 地层岩性

2．2．3 地质构造与地震

2．2．4 水文地质条件

第3章 研究区岩溶发育特征

3．1 研究区岩溶发育概况

3．2 地表岩溶表现形式

3．3 地下岩溶表现形式

3．4 研究区岩溶发育规律

3．5 研究区岩溶发育特征分析

第4章 坍塌型管道突泥灾害及其支护措施

4．1 仙人洞隧道突泥地质条件

4．1．1 地表特征

4．1．2 剖面特征

4．1．3 掌子面围岩特征

4．2 坍塌型管道突泥过程及特点

4．3 坍塌型管道突泥机理

4．4 坍塌型管道突泥原因及支护措施

4．4．1 突泥发生原因分析

4．4．2 支护措施

第5章 研究区邻近隧道近接施工影响研究

5．1 上下交叉隧道近接施工影响基本理论

5．1．1 理论基础

5．1．2 关于隧道近接工程近接程度的判定及分区标准

5．1．3 对近接工程的分类

5．2 西湖一号隧道近接施工环境

5．2．1 西湖一号隧道地质条件

5．2．2 西湖一号隧道洞壁变形破环特征分析

5．2．3 西湖一号隧道地表残缺漏斗特征

5．2．4 两座隧道的相互关系

5．3 新建铁路对既有公路影响的数值模拟

5．3．1 计算原理

5．3．2 计算力学模型

5．3．3 模型建立

5．3．4 模型分析及参数选取

5．3．5 计算过程设计

5．4 新建隧道的开挖对既有隧道影响分析

5．4．1 不同岩溶条件铁路不开挖对公路隧道影响

5．4．2 不同岩溶条件铁路开挖对公路隧道影响

5．4．3 小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的学术论文