本文關(guān)鍵詞： 淺埋偏壓 連拱隧道 穿越采空區(qū) 地質(zhì)雷達 穩(wěn)定性　出處：《重慶大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：近些年來,隨著我國經(jīng)濟的快速穩(wěn)定發(fā)展,礦產(chǎn)資源需求量持續(xù)升高,礦產(chǎn)資源的開采導(dǎo)致了大范圍的采空區(qū)的出現(xiàn)。同時由于高速公路、鐵路的大量興建,公路、鐵路路網(wǎng)密度不斷增大,將不可避免的出現(xiàn)高速公路穿越采空區(qū)的現(xiàn)象。而連拱隧道以其獨特的優(yōu)點被廣泛采用,連拱隧道一般處于淺埋偏壓段,其本身圍巖穩(wěn)定性差,工程力學(xué)性質(zhì)復(fù)雜、隧道施工難度大、防排水治理難度高,當(dāng)連拱隧道穿越采空區(qū)時,采空區(qū)的空間變異性將使得連拱隧道施工力學(xué)行為更為復(fù)雜。本文以臥佛山淺埋偏壓連拱隧道穿越復(fù)雜采空區(qū)地層為工程背景,在初始地質(zhì)勘察資料、現(xiàn)場監(jiān)控量測、地質(zhì)雷達探測結(jié)果的基礎(chǔ)上,以數(shù)值模擬為主要研究手段,探究穿越復(fù)雜采空區(qū)地層淺埋偏壓連拱隧道的穩(wěn)定性。主要研究工作和成果如下:①對臥佛山淺埋偏壓連拱隧道進行了現(xiàn)場監(jiān)控量測,監(jiān)測結(jié)果發(fā)現(xiàn):掌子面層理切割、圍巖破粹、多處采空區(qū)空洞出露,隧道變形受周邊淺層采空區(qū)破碎帶和空洞影響較大。②采用地質(zhì)雷達探明臥佛山隧道中導(dǎo)洞下方采空區(qū)的空間分布規(guī)律,包括采空區(qū)的數(shù)量、大小、埋深、空間位置等。探測結(jié)果表明,采空區(qū)主要分布在隧道下方0～16m,采空區(qū)長度4~12m。③基于地質(zhì)勘察資料和采空區(qū)地質(zhì)雷達探測結(jié)果,建立臥佛山連拱隧道穿越復(fù)雜采空區(qū)地層的三維數(shù)值模型。分析了采空區(qū)空間分布對初始地應(yīng)力場、位移場的影響,揭示了采空區(qū)變形影響范圍。④基于三維計算模型,對淺埋偏壓連拱隧道的施工全過程進行模擬,從圍巖、中隔墻和初支三方面,分析采空區(qū)存在對淺埋偏壓連拱隧道的影響。研究表明:隧道底部6m范圍內(nèi)為采空區(qū)強影響區(qū),需進行相應(yīng)治理;隧道底部10m范圍外為無影響區(qū),無需治理;隧道底部6m～10m范圍內(nèi)為采空區(qū)弱影響區(qū),需加強監(jiān)測。⑤基于二維計算模型,研究不同采空區(qū)空間位置及大小對淺埋偏壓連拱隧道穩(wěn)定性的影響規(guī)律和影響范圍,研究表明:淺埋側(cè)隧道下方出現(xiàn)采空區(qū)對隧道穩(wěn)定性影響較小,深埋側(cè)隧道側(cè)邊和下方出現(xiàn)采空區(qū)對隧道的穩(wěn)定性影響較大,增加了隧道受到的偏壓作用。且隨著采空區(qū)的增大,與隧道間距離的減小,采空區(qū)對隧道穩(wěn)定性的影響增大。⑥分析了臥佛山淺埋偏壓連拱隧道采空區(qū)治理方案,并對治理方案和治理效果進行了初步評價。
[Abstract]:In recent years, with the rapid and stable development of China's economy, the demand for mineral resources continues to rise, the mining of mineral resources has led to the emergence of a wide range of goaf. At the same time, a large number of highways and railways have been built. With the increasing density of highway and railway network, the phenomenon of highway crossing through goaf will inevitably occur. The multi-arch tunnel is widely used for its unique advantages, and the multi-arch tunnel is generally in the shallow burying partial pressure section. Its surrounding rock stability is poor, the engineering mechanics property is complex, the tunnel construction is difficult, the waterproof drainage treatment difficulty is high, when the multi-arch tunnel passes through the goaf area. The spatial variability of goaf will make the construction mechanics behavior of multi-arch tunnel more complicated. This paper takes the shallow buried partial pressure double-arch tunnel in Hufushan as the engineering background and the initial geological survey data. Based on the results of field monitoring and geological radar detection, numerical simulation is the main research method. The main research work and results are as follows: 1. The field monitoring and measurement of shallow buried bias double arch tunnel in Huofushan are carried out. The monitoring results show that the face of the palm is cut by stratification, the surrounding rock is broken, and many cavities in the goaf are exposed. The deformation of the tunnel is influenced by the fracture zone and cavity of the surrounding shallow goaf. 2 the spatial distribution of the goaf under the guiding tunnel in Huofushan tunnel is proved by using GPR, including the number, size and depth of the goaf. The results show that the goaf is mainly distributed in the underside of the tunnel, and the length of the goaf is 412m.3 based on the geological survey data and the goaf geological radar detection results. A three-dimensional numerical model of the ground passing through the complex goaf of Hufushan multi-arch tunnel is established. The influence of the spatial distribution of the goaf on the initial stress field and displacement field is analyzed. This paper reveals the influence range of goaf deformation .4 based on 3D calculation model, simulates the whole construction process of shallow partial pressure multi-arch tunnel from three aspects: surrounding rock, middle partition wall and initial support. This paper analyzes the influence of goaf on shallow burying bias pressure multi-arch tunnel. The research shows that the tunnel bottom is a strong influence area of goaf within 6 m, which needs to be treated accordingly. There is no influence area outside 10m at the bottom of the tunnel, so no treatment is needed. The weak influence area of goaf is within 10 m of the bottom of the tunnel. The monitoring should be strengthened on the basis of 2-D calculation model. The influence of space position and size of different goaf on the stability of shallow buried bias pressure multi-arch tunnel is studied. The results show that goaf under shallow buried tunnel has little effect on tunnel stability. The goaf on the side and below of the deep buried tunnel has a great influence on the stability of the tunnel, which increases the bias pressure of the tunnel, and with the increase of the goaf, the distance between the tunnel and the tunnel decreases. The influence of goaf on the stability of tunnel is increased. 6. The treatment scheme of goaf in the shallow buried and biasing multi-arch tunnel of Huofushan is analyzed, and the treatment scheme and the effect of the treatment are preliminarily evaluated.
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U451

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本文編號：1474856