【摘要】：蘭渝鐵路是我國正在建設的連接西北、西南地區(qū)重要的大型交通線路。木寨嶺隧道地處甘肅省定西市岷縣,是蘭渝鐵路目前尚未完工的路段之一。隧道走向近SN,隧道全長近19km,地質(zhì)條件差、施工難度高,被稱為全國鐵路高風險隧道之最。木寨嶺隧道工程區(qū)主要為板巖、炭質(zhì)板巖等軟巖地層及砂巖等堅硬巖地層。受構(gòu)造活動影響強烈,斷裂、褶皺發(fā)育,巖體破碎。隧道開挖過程中出現(xiàn)較大的圍巖變形,導致襯砌變形乃至破壞,工程進度緩慢。急需查明當前工程區(qū)地應力狀態(tài),對工程區(qū)所遇到的軟巖大變形及其他可能存在的工程地質(zhì)問題進行分析預測,以保證隧道順利施工。本文以中國地質(zhì)科學院地質(zhì)力學研究所項目“蘭渝鐵路木寨嶺隧道地應力測量研究”為依托,通過開展現(xiàn)場地應力測量工作獲取當前木寨嶺地區(qū)地應力狀態(tài),進而結(jié)合木寨嶺隧道未貫通段地層巖性,對隧道當前所遇到的圍巖變形及其他可能存在的問題進行分析預測,得出相應的結(jié)論。主要進行了以下分析和研究工作:(1)系統(tǒng)歸納、整理現(xiàn)有的關于木寨嶺地區(qū)地應力狀態(tài)的相關文獻;(2)采用水壓致裂法在隧道內(nèi)開展了地應力測量試驗,查明了木寨嶺地區(qū)地應力大小和方向;(3)對隧道內(nèi)圍巖大變形、巖爆等工程地質(zhì)問題進行分析。獲得了以下主要成果:(1)分析試驗結(jié)果得出:當前木寨嶺隧道工程區(qū)最大水平主應力平均值是32.03MPa,最小水平主應力平均值是18.73MPa,地應力隨深度的增大總體呈遞增變化,地應力方向N35°~55°E,為高應力區(qū);(2)結(jié)合隧道走向和當前地應力方向分析得出:木寨嶺隧道工程區(qū)當前最大水平主應力方向與隧道走向基本一致,夾角不大,對隧道安全施工是有利的;(3)隧道未貫通段在開挖后,板巖區(qū)可能發(fā)生中高等強度的擠壓變形;砂巖區(qū)存在發(fā)生中高等強度巖爆的可能。
[Abstract]:Lanyu Railway is an important transportation line connecting northwest and southwest China. Located in Minxian, Dingxi City, Gansu Province, Muzhailing Tunnel is one of the unfinished sections of Lanzhou-Chongqing Railway. The length of tunnel near SN, tunnel is about 19 km, the geological condition is poor, the construction difficulty is high, and it is called the most high risk tunnel of railway in China. The engineering area of Muzhailing Tunnel is mainly composed of slate, carbonaceous slate and hard rock such as sandstone. Strongly affected by tectonic activity, fault, fold development, rock mass fragmentation. Large surrounding rock deformation occurs during tunnel excavation, resulting in lining deformation and even destruction, and the progress of the project is slow. In order to ensure the smooth construction of the tunnel, it is urgent to find out the in-situ stress state of the project area and analyze and predict the large deformation of soft rock and other possible engineering geological problems encountered in the project area. Based on the project of Institute of Geomechanics of the Chinese Academy of Geology, "study on in-situ stress measurement of Muzhai Mountain Tunnel on Lanzhou-Chongqing Railway", the present in-situ stress state in Muzhai Mountain area is obtained by carrying out in-situ stress measurement work. Combined with the stratum lithology of the unconnected section of Muzhailing tunnel, the deformation of surrounding rock and other possible problems encountered in the tunnel are analyzed and forecasted, and the corresponding conclusions are drawn. The main work is as follows: (1) systematical induction and collation of the existing literature on the stress state in Muzhailing region; (2) using hydraulic fracturing method to carry out the in-situ stress measurement test in the tunnel. The magnitude and direction of geostress in Muzhailing area are found out. (3) the engineering geological problems such as large deformation of surrounding rock and rock burst in tunnel are analyzed. The main results are as follows: (1) the experimental results show that the average value of the maximum horizontal principal stress and the minimum horizontal principal stress are 32.03 MPA and 18.73 MPA respectively, and the in-situ stress increases with the increase of depth. The direction of in-situ stress is N35 擄~ 55 擄E, which is a high stress area. (2) combined with the analysis of tunnel direction and current direction of in-situ stress, it is concluded that the direction of maximum horizontal principal stress in Muzhailing tunnel project area is basically the same as that of tunnel direction, and the angle between them is not large. It is beneficial to the safe construction of the tunnel; (3) after the tunnel is excavated, the compression deformation of the middle and high strength may occur in the slate area, and the rock burst of the middle and high strength may occur in the sandstone area.
【學位授予單位】：中國地質(zhì)大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：U452.11

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