富水特長重載鐵路隧道地下水對策優(yōu)化研究.pdf

1、抗水壓襯砌安全性和快速施工一直是富水特長重載鐵路隧道熱點(diǎn)問題，長期以來受到學(xué)術(shù)界和工程界的關(guān)注。論文從富水特長重載鐵路隧道支護(hù)關(guān)鍵參數(shù)和穩(wěn)定性對策出發(fā)，采用理論分析、數(shù)值模擬、現(xiàn)場試驗(yàn)與工程應(yīng)用緊密結(jié)合的手段，主要工作如下：
　　1、針對太行山重載鐵路特點(diǎn)，定量理論分析了襯砌背后的水壓與隧道排水量、帷幕注漿堵水圈厚度的關(guān)系。結(jié)合數(shù)值模擬，并兼顧施工過程中排水設(shè)施施工可能未必達(dá)到理想效果以及運(yùn)營期耐久性影響，建議將原需1MPa抗水壓

2、襯砌斷面設(shè)計(jì)改為0.3MPa抗水壓襯砌，安全系數(shù)有足夠保證。此設(shè)計(jì)參數(shù)的合理優(yōu)化，將使施工難度、施工成本大幅降低。
　　2、太行山隧道在修建過程中遇到了不同地質(zhì)情況，先后采用了帷幕注漿、周邊注漿、帶水作業(yè)三種不同的施工作業(yè)方案。由于帷幕注漿作業(yè)和周邊注漿作業(yè)耗時(shí)較長且造價(jià)很高，無法滿足工期和成本控制要求，不得不對施工方案進(jìn)行修改。結(jié)合太行山隧道具體情況，將帶水作業(yè)技術(shù)進(jìn)行了修改、完善，不僅使其滿足施工安全要求，并取得了較好的施工效

3、果。
　　3、為徹底解決重載鐵路隧道因側(cè)溝排水能力不足可能造成運(yùn)營期對整體道床的災(zāi)難性隱患這一難題，并考慮重載列車動(dòng)荷載作用，創(chuàng)造性的提出了2種新型結(jié)構(gòu):在列車振動(dòng)影響下，當(dāng)隧道圍巖穩(wěn)定性較好時(shí)，采用底部深挖排水溝，并在排水溝上施作扣拱，在反拱結(jié)構(gòu)上施作道床;在圍巖較軟、較破碎等受地下水影響的圍巖段落，采用樁梁板結(jié)構(gòu)，將道床、列車荷載等傳至水位以下的穩(wěn)定巖體上，減小地下水對整體道床的影響。
　　4、太行山隧道穿越富水F4斷層

4、掌子面前方圍巖高水壓地區(qū)應(yīng)進(jìn)行鉆孔排水，降低掌子面前面水壓，可快速施工;掌子面前方有效影響擠出變形的距離為0.8 D;由于斷層及其前后圍巖剛度的差異，襯砌縱向發(fā)生不均勻變形，斷層前、后1.3 D襯砌應(yīng)加大配筋，防止結(jié)構(gòu)發(fā)生剪切或拉伸破壞，保證襯砌整體穩(wěn)定性及降低運(yùn)營階段風(fēng)險(xiǎn)。
　　5、太行山富水F4斷層隧道現(xiàn)場測試圍巖壓力以豎向?yàn)橹?，最大值發(fā)生在拱肩部位，左右側(cè)稍微不對稱，可能是地質(zhì)結(jié)構(gòu)偏壓和左右交錯(cuò)落底施工所致，量值較小，圍巖壓