基于位移監(jiān)測(cè)的隱伏溶洞預(yù)測(cè)方法及圍巖變形特征分析.pdf

1、巖溶隧道溶洞塌方、突水突泥等地質(zhì)災(zāi)害給隧道施工和運(yùn)營安全造成極大威脅，引起了國內(nèi)外專家學(xué)者的廣泛關(guān)注。研究巖溶地區(qū)巖溶發(fā)育特征與規(guī)律，制定合適的溶洞預(yù)報(bào)方案，分析溶洞對(duì)隧道圍巖變形特征影響規(guī)律，并制定合理的溶洞治理方案，具有至關(guān)重要的意義。齊岳山隧址區(qū)巖溶強(qiáng)發(fā)育，隧址區(qū)已建高風(fēng)險(xiǎn)巖溶隧道宜萬鐵路齊岳山隧道和滬蓉西高速齊岳山隧道，工程建設(shè)中出現(xiàn)了百余次重大巖溶突水突泥事故，揭露溶洞大大小小數(shù)十個(gè)。利萬高速齊岳山隧道建設(shè)過程中多次發(fā)生大型涌

2、水災(zāi)害，利萬高速謀道連接線齊岳山隧道，進(jìn)洞不足百米，發(fā)現(xiàn)直徑大于2m溶洞十余個(gè)，其中GK3+210～GK3+272特大水平溶洞縱向延伸數(shù)百米，給隧道施工帶來了很大困難。因此，基于四條齊岳山隧道溶洞統(tǒng)計(jì)研究齊岳山隧址區(qū)巖溶發(fā)育規(guī)律及特征，采用基于位移監(jiān)測(cè)的方法預(yù)測(cè)隱伏溶洞的存在，分析不同分布狀態(tài)下單一隱伏溶洞和不同空間組合關(guān)系的多隱伏溶洞對(duì)隧道圍巖變形特征的影響規(guī)律，建立不同分布形態(tài)下溶洞治理技術(shù)體系。研究成果可為類似巖溶地區(qū)隧道的建設(shè)提

3、供重要的理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。本文主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)系統(tǒng)收集國內(nèi)外溶洞典型工程案例，歸納總結(jié)溶洞發(fā)育的控制因素和賦存規(guī)律;研究隧道不良地質(zhì)體識(shí)別的綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù);結(jié)合已建滬蓉西高速齊岳山隧道和宜萬鐵路齊岳山隧道的巖溶地質(zhì)、溶洞發(fā)育以及隧道施工等方面的相關(guān)資料，依托利萬高速齊岳山隧道和謀道連接線齊岳山隧道工程實(shí)例，采用野外地質(zhì)踏勘、施工現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研和巖溶水示蹤試驗(yàn)等方法，探究齊岳山隧址區(qū)巖溶發(fā)育的控制因素、特征規(guī)律及分類

4、特征。
　　(2)采用數(shù)值計(jì)算的方法，針對(duì)不同形狀、不同大小、不同距離、不同位置單一隱伏溶洞在不同施工步驟下的圍巖位移特征進(jìn)行研究，揭示不同分布形態(tài)下單一隱伏溶洞對(duì)隧道圍巖位移特征的影響規(guī)律，探究溶洞失穩(wěn)機(jī)理，為基于位移監(jiān)測(cè)的隱伏溶洞預(yù)測(cè)方法和溶洞的治理提供理論依據(jù)。
　　(3)采用數(shù)值計(jì)算的方法，研究頂部豎向組合溶洞、橫向組合溶洞、縱向組合溶洞在不同溶洞間距情況下，對(duì)隧道圍巖位移特征的影響，揭示組合溶洞對(duì)隧道圍巖位移特征的

5、影響規(guī)律，為溶洞的預(yù)測(cè)和治理提供理論依據(jù)。
　　(4)基于隱伏溶洞對(duì)隧道圍巖位移影響規(guī)律的研究，結(jié)合工地現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，提出一種隱伏溶洞預(yù)測(cè)新方法，即基于位移監(jiān)測(cè)的隱伏溶洞預(yù)測(cè)方法，并采用數(shù)值計(jì)算方法對(duì)該隱伏溶洞預(yù)測(cè)方法的可行性進(jìn)行驗(yàn)證，同時(shí)對(duì)該方法在現(xiàn)場(chǎng)的具體操作步驟進(jìn)行詳細(xì)闡述，為隧道隱伏溶洞的預(yù)測(cè)提供了一種新思路。
　　(5)總結(jié)隧道施工過程中不同部位不同大小溶洞處治技術(shù)，以利萬高速公路齊岳山隧道與謀道連接線齊岳山隧道施工過