富水?dāng)鄬悠扑閹淼劳凰荒鄼C(jī)理及注漿治理技術(shù)研究.pdf

1、隧道及地下工程修建穿越富水?dāng)鄬悠扑閹н^程中，常發(fā)生大規(guī)模的突水突泥等地質(zhì)災(zāi)害，給隧道施工安全和周邊環(huán)境帶來巨大的威脅，制約著隧道建設(shè)的發(fā)展。因此，對隧道斷層破碎帶突水突泥機(jī)理及其注漿治理技術(shù)等關(guān)鍵科學(xué)問題進(jìn)行研究，具有重大的科學(xué)意義和工程應(yīng)用價(jià)值。本文依托江西省吉蓮高速鐘家山隧道（現(xiàn)改名為永蓮隧道），通過資料收集調(diào)研、理論研究、數(shù)值模擬分析和現(xiàn)場試驗(yàn)等手段，深入研究了隧道斷層突水突泥機(jī)理及其災(zāi)變演化過程，建立了隧道斷層突水突泥注漿治理技

2、術(shù)體系，并應(yīng)用于實(shí)際工程，取得了一定的研究成果。
　　(1)系統(tǒng)的分析了斷層的結(jié)構(gòu)特征、水文地質(zhì)特征和巖性特征，揭示了隧道斷層突水突泥災(zāi)害發(fā)生的地質(zhì)環(huán)境特征。在總結(jié)分析隧道斷層突水突泥普遍特征的基礎(chǔ)上，研究了突水突泥災(zāi)變特征、發(fā)生條件和災(zāi)害發(fā)生影響因素等規(guī)律。
　　(2)在研究地下水對斷層帶巖體物理、化學(xué)和力學(xué)擴(kuò)展綜合作用的基礎(chǔ)上，分析了破碎巖體充填顆粒遷移、結(jié)構(gòu)變形、孔隙率和滲透率隨時(shí)間不斷增大的變質(zhì)量流固耦合力學(xué)效應(yīng)，并

3、建立了該過程破碎巖體孔隙率和滲透率隨時(shí)間的變化關(guān)系，探討了斷層帶巖體滲流突變失穩(wěn)致災(zāi)機(jī)制。
　　(3)以依托工程為背景，采用COMSOLMultiphysics多場耦合數(shù)值計(jì)算軟件，模擬分析了隧道開挖進(jìn)入斷層帶過程中應(yīng)力場、位移場、滲流場的變化規(guī)律，從圍巖穩(wěn)定性角度研究了隧道斷層突水突泥機(jī)理?？刂茊我蛩刈兓?，模擬研究了圍巖等級、地下水水位、圍巖滲透性等地質(zhì)因素對隧道斷層突水突泥的影響。
　　(4)總結(jié)分析國內(nèi)外隧道斷層突水突

4、泥案例，緊密結(jié)合鐘家山隧道突水突泥情況，系統(tǒng)的研究了隧道斷層突水突泥的形成條件。深入分析了災(zāi)變發(fā)展過程，研究了隧道斷層突水突泥演化過程中孕育、潛伏和發(fā)生三個(gè)階段的特征和機(jī)理。
　　(5)基于上述理論研究成果，總結(jié)國內(nèi)外隧道斷層突水突泥災(zāi)害注漿治理的成功案例，結(jié)合工程實(shí)踐理論及經(jīng)驗(yàn)，建立了集綜合探測方法、注漿設(shè)計(jì)方法、注漿實(shí)施及其過程控制技術(shù)、效果評價(jià)等關(guān)鍵技術(shù)組成的隧道斷層突水突泥注漿治理技術(shù)體系。建立的注漿治理技術(shù)體系在鐘家山隧