深長隧道溶洞突涌水機理與災害前兆實時監(jiān)測方法.pdf

1、本文以充填溶洞為主要研究對象，通過理論分析、模型試驗、數(shù)值模擬和現(xiàn)場試驗相結合的手段，探討了深長隧道溶洞突涌水機理與實時監(jiān)測方法。對實際工程中突水案例進行突水模式分析和實時監(jiān)測，驗證了本文理論體系的實用性，取得了一些有益的結論。
　　(1)結合國內(nèi)外充填型溶洞突水突泥相關研究資料，總結了充填型溶洞賦存規(guī)律。依據(jù)致災條件的不同，提出了揭露即時型、強充填滯后型和弱充填間歇型三種孕災模式。從地質(zhì)、地球物理場、實時監(jiān)測三方面的分析充填型溶

2、洞的孕災前兆信息，遴選了易于獲取和分析的9項孕災性識別指標，從調(diào)查、預報和監(jiān)測等多種手段對充填型溶洞孕災性進行分級，提出了相應的分級標準。按隔水阻泥結構類型劃分了隔水巖體結構破壞突水、充填型結構滲透失穩(wěn)突水和復合式三種突水類型。
　　(2)研制了主補給通道識別與定位三維試驗平臺，研發(fā)了地表徑流水源模擬系統(tǒng)和補給管道預埋方法，實現(xiàn)了多種形態(tài)、不同水壓、水流量下補給通道的模擬，為主補給通道識別與定位研究提供了技術支撐。通過對監(jiān)測結果的

3、分析，驗證了突水災害補給源補給通道識別與定位的可行性。
　　(3)依托湖北省保宜高速公路尚家灣隧道突涌水案例，建立揭露溶洞的計算模型，溶洞簡化為球體，模型導入FLAC3D進行模擬開挖和平衡求解。全面分析了溶洞突水前隧道及溶洞周邊圍巖的位移場、應力場、滲流場的演化規(guī)律，并且通過數(shù)據(jù)的歸一化處理，對多元信息進行災變分析，提出了隔水巖體破裂突水前兆信息的匹配模式。
　　(4)將微震監(jiān)測引入到隧道突水監(jiān)測中，并將微震監(jiān)測作為隧道突水