新旗下营隧道塌方成因及治理措施研究

来源 :石家庄铁道大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gkchenvip
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随着我国铁路网的不断扩展,我国铁路工程建设越来越多,铁路隧道在修建过程中会面临许多复杂地质条件,遇到各种各样的施工难题,其中隧道塌方是最为普遍的地质灾害之一,它严重威胁着施工人员的生命安全,给工程项目造成巨大的经济损失,因此开展对隧道塌方的分析研究,对于保护工程人的生命安全、保障隧道建设顺利进行意义重大。本文以新旗下营隧道塌方事故为研究对象,结合工程资料,采用理论分析、数值模拟和现场监测相结合的方式,开展对隧道塌方成因及治理措施的研究,为后续工程建设提供借鉴。具体内容及成果如下:(1)依据收集的工程资料,着重分析了塌方段岩性特征和构造特征,得出隧道塌方段主要以变质大理岩为主,受侵蚀作用严重,岩体较为破碎,部分岩体中含泥化矽卡岩,并且隧道塌方处位于隐伏断层范围内,含较多高角度发育节理,表明隧道围岩存在失稳的风险。(2)对塌方段节理进行统计分析,根据节理特征,判断出构造应力场的方向,阐述了构造应力与断裂构造的方位关系,初步分析了隧道塌方的原因,同时应用块体理论的赤平解析法,分析出在隧道左侧拱顶存在失稳的可能。(3)结合现场调研资料,对隧道塌方的控制因素进行分析,表明塌方的主控因素为自然因素,隐伏断裂构造、特殊的现代构造应力场及风化破碎的偏压岩体,伴随着异常降雪融化后下渗的地下水是最终导致隧道塌方的主要诱因。(4)应用Midas GTS有限元软件,建立隧道三维数值模型,分析了隧道塌方段内围岩变形特征、支护结构应力特征以及围岩塑性区分布规律,同时研究了构造应力场对隧道塌方的影响性。(5)基于隧道塌方的成因,提出合理的治理方案和预防措施,比选出超前注浆小导管的加固措施,并结合监控量测和数值模拟验证出该支护措施具有良好的治理效果。在此基础上,对超前支护参数进行优化,提出了采用4 m小导管长度配合1 m注浆加固区厚度的技术参数。
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