深部巖溶隧道潰水成災(zāi)機(jī)理及其工程處治技術(shù)研究.pdf

1、巖溶災(zāi)害是我國(guó)山區(qū)隧道建設(shè)中常見的地質(zhì)災(zāi)害之一,也是目前工程界公認(rèn)的世界級(jí)難題之一。本文在大量文獻(xiàn)調(diào)研的基礎(chǔ)上,采用試驗(yàn)研究、理論分析和數(shù)值模擬等相結(jié)合的研究方法,結(jié)合宜萬(wàn)鐵路馬鹿箐隧道巖溶潰水的工程實(shí)際,對(duì)深部高壓富水隱伏巖溶隧道潰水的基本概念、特征規(guī)律、形成機(jī)理、風(fēng)險(xiǎn)控制及綜合整治等方面進(jìn)行了較為系統(tǒng)和深入的研究。論文主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:
　　 ①通過(guò)對(duì)馬鹿箐隧道歷次突涌水情況及其特征分析,將大體量且有一定靜儲(chǔ)量的高壓巖

2、溶水在隧道內(nèi)以流體(伴隨有泥、巨石)高速運(yùn)移形式瞬間釋放的涌水定義為巖溶潰水；基于馬鹿箐隧道歷次潰水事故的分析,得到巖溶潰水的基本特征,且界定了巖溶潰水的范圍值。
　　 ②結(jié)合馬鹿箐隧道潰水災(zāi)害的基本特征,深入分析了深部巖溶隧道漬水發(fā)生的概率和危害程度與區(qū)域巖溶發(fā)育規(guī)模、單體溶腔的巖溶發(fā)育規(guī)模、地下水循環(huán)分帶、地下水排泄與補(bǔ)給、溶腔填充物、巖溶形態(tài)與隧道的空間關(guān)系等因素的關(guān)系；揭示了誘發(fā)潰水的巖溶地質(zhì)規(guī)律,提出了深部巖溶隧道潰水

3、災(zāi)害的地質(zhì)成因。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步提出了巖溶潰水高風(fēng)險(xiǎn)的隧道建設(shè)時(shí)應(yīng)特別關(guān)注的地質(zhì)因素及其預(yù)報(bào)和評(píng)估方法。
　　 ③對(duì)隧道巖溶潰水力學(xué)機(jī)制和臨近通過(guò)巖溶時(shí)隧道圍巖穩(wěn)定性進(jìn)行了深入分析,在此基礎(chǔ)上,對(duì)穿越填充型溶腔的隧道圍巖穩(wěn)定性進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。揭示了溶腔沉積層厚度、隧道開挖寬度和溶腔水壓力等對(duì)巖溶隧道圍巖穩(wěn)定和潰水風(fēng)險(xiǎn)的影響規(guī)律。
　　 ④對(duì)導(dǎo)致隧道潰水發(fā)生的各種風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行識(shí)別,構(gòu)建了能夠較全面反映具有潰水風(fēng)險(xiǎn)的隧

4、道安全性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,然后通過(guò)專家調(diào)查,建立參評(píng)因子的判斷矩陣及各級(jí)權(quán)重比較矩陣,并求得各因子的權(quán)重值。基于模糊數(shù)學(xué)理論建立具有潰水風(fēng)險(xiǎn)的隧道安全性評(píng)價(jià)模型及安全綜合評(píng)價(jià)的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn),通過(guò)對(duì)馬鹿箐隧道巖溶潰水災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)判,檢驗(yàn)了評(píng)價(jià)所建模型合理性。
　　 ⑤針對(duì)如何降低巖溶隧道潰水風(fēng)險(xiǎn)的問(wèn)題,提出了泄水消能工法作為治理特大體量高壓富水充填型隱伏溶腔的技術(shù)體系,通過(guò)管道泄水和洞室泄水的工程試驗(yàn)研究,得到合理的泄水消能的工程方法。并