運(yùn)營(yíng)隧道襯砌滲漏水機(jī)理及注漿治理研究.pdf

1、隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)交通、水電工程等領(lǐng)域陸續(xù)建設(shè)一大批重大基礎(chǔ)工程，已是世界上隧道建設(shè)規(guī)模最大、發(fā)展速度最快、修建難度最高的國(guó)家。由于隧道地質(zhì)條件、地應(yīng)力作用及施工缺陷原因，襯砌開(kāi)裂導(dǎo)致的滲漏水成為運(yùn)營(yíng)隧道主要的病害之一，對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性產(chǎn)生嚴(yán)重影響，威脅隧道安全健康，甚至危及到行車(chē)和行人安全。目前國(guó)內(nèi)外缺乏對(duì)隧道襯砌破裂無(wú)損精細(xì)探查理論技術(shù)及注漿治理效果有效的無(wú)損評(píng)價(jià)方法，對(duì)隧道襯砌滲漏水及注漿封堵機(jī)理缺乏深入研究，

2、運(yùn)營(yíng)隧道滲漏水病害治理已成為制約隧道健康服役的關(guān)鍵難題，開(kāi)展運(yùn)營(yíng)期隧道襯砌滲漏水機(jī)理與注漿治理研究，具有重大的理論意義和工程價(jià)值。
　　本文通過(guò)調(diào)查研究、數(shù)值模擬、模型試驗(yàn)及工程應(yīng)用驗(yàn)證方法，深入研究了運(yùn)營(yíng)隧道襯砌滲漏水機(jī)理與注漿治理技術(shù)，主要研究成果如下:
　　(1)采用非連續(xù)方法對(duì)富水破碎圍巖隧道襯砌破壞進(jìn)行了研究，揭示了襯砌支護(hù)時(shí)機(jī)、厚度、施工期注漿加固圈厚度、注漿加固效果、排水條件對(duì)隧道襯砌受力及開(kāi)裂的影響規(guī)律。

3、r>　　(2)采用有限差分方法研究了導(dǎo)水型斷層隧道襯砌破壞滲漏水機(jī)理，揭示了不同傾角斷層及不同滲透率對(duì)隧道襯砌受力及開(kāi)裂的影響。研發(fā)了隧道襯砌滲漏水病害三維模型試驗(yàn)系統(tǒng)，以濟(jì)南市旅游路開(kāi)元隧道滲漏水治理工程為依托，開(kāi)展了大型模型試驗(yàn)，揭示了隧道穿越斷層時(shí)的圍巖與襯砌的變形、受力、破壞與襯砌破裂滲漏水成因，得到了注漿封堵過(guò)程中排水對(duì)襯砌泄壓的影響規(guī)律。
　　(3)建立了單一非貫通裂隙注漿模型，揭示了單一非貫通裂隙注漿過(guò)程中的變形與注

4、漿封堵機(jī)制。開(kāi)展了不同注漿材料對(duì)不同傾角裂隙加固效果試驗(yàn)，基于裂隙襯砌等效代替方法，開(kāi)展了有限元分析，揭示了注漿前后圍巖應(yīng)力、位移演化規(guī)律。
　　(4)提出了基于地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)的隧道襯砌缺陷和病害精細(xì)檢測(cè)及注漿加固效果評(píng)價(jià)方法，開(kāi)展了系統(tǒng)的正演模擬與成像數(shù)值試驗(yàn)，建立了典型襯砌病害的地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)解釋準(zhǔn)則，提出了襯砌滲漏水病害注漿加固效果的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和方法，最終形成了基于“反射圖像、歸位成像、頻譜特征”綜合分析的隧道襯砌缺陷和病害精細(xì)化

5、檢測(cè)以及注漿加固效果評(píng)價(jià)方法。
　　(5)針對(duì)濟(jì)南市旅游路開(kāi)元隧道滲漏水治理工程，完成了隧道滲漏水統(tǒng)計(jì)和類(lèi)型劃分，采用本文提出的“反射圖像、歸位成像、頻譜特征”綜合分析的隧道襯砌缺陷和病害精細(xì)化檢測(cè)理論技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了襯砌開(kāi)裂、空洞和滲漏水病害的較精確識(shí)別和定位，根據(jù)論文注漿材料室內(nèi)試驗(yàn)成果和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，確定了開(kāi)元隧道注漿材料并進(jìn)行實(shí)施。應(yīng)用論文成果—基于地質(zhì)雷達(dá)注漿加固效果的評(píng)價(jià)方法進(jìn)行注漿效果評(píng)價(jià)，成功解決了開(kāi)元隧道122處襯砌滲漏