籃家?guī)r隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)及高地應(yīng)力段數(shù)值模擬分析.pdf

1、本文以四川省綿茂公路籃家?guī)r隧道為工程背景，詳細(xì)介紹了超前地質(zhì)預(yù)報(bào)原理和應(yīng)用技術(shù)；針對(duì)綿茂路籃家?guī)r隧道復(fù)雜的地質(zhì)條件，通過對(duì)各種超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)的綜合應(yīng)用，準(zhǔn)確預(yù)報(bào)了不良地質(zhì)情況，得出了籃家?guī)r隧道不同地質(zhì)情況下的超前預(yù)報(bào)方法及判斷特征；在預(yù)報(bào)結(jié)果的基礎(chǔ)上，對(duì)籃家?guī)r隧道高地應(yīng)力段隧道開挖進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，得出了高地應(yīng)力段圍巖變形、初期支護(hù)應(yīng)力分布規(guī)律，以指導(dǎo)籃家?guī)r隧道的后期工作。本文主要研究?jī)?nèi)容和成果有以下幾個(gè)方面：
　　1．探討了

2、TSP203、地質(zhì)雷達(dá)、紅外探水法的工作原理，技術(shù)參數(shù)等，介紹了平導(dǎo)超前和地應(yīng)力測(cè)量等超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　2.在調(diào)研籃家?guī)r隧道附近區(qū)域的地質(zhì)信息、收集并整理籃家?guī)r隧道工程區(qū)域的地質(zhì)資料、詳細(xì)閱讀綿茂路工程的設(shè)計(jì)信息的基礎(chǔ)上，考慮預(yù)報(bào)技術(shù)人員的技術(shù)條件、儀器設(shè)備的保有量、現(xiàn)場(chǎng)的施作條件因素，并結(jié)合該區(qū)域類似工程的經(jīng)驗(yàn)和超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇了適合籃家?guī)r隧道的安全、可靠的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法。
　　3．詳細(xì)探討了

3、籃家?guī)r隧道富水段、軟弱破碎段、巖性變化段、高地應(yīng)力段的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法，得到了以上四種段落的判別標(biāo)志。
　　1）富水段：TSP探測(cè)系統(tǒng)特征：縱橫波速比增大，泊松比突然增大，橫波反射強(qiáng)于縱波，密度、楊氏模量均下降；電磁波特征：同相軸時(shí)斷時(shí)續(xù)，雷達(dá)波振幅較強(qiáng)，且有多次反射現(xiàn)象；紅外場(chǎng)強(qiáng)值突變、差值超過臨界安全值。
　　2）軟弱破碎段：TSP探測(cè)系統(tǒng)特征：縱橫波速和泊松比降低，密度、楊氏模量均下降；電磁波特征：同相軸不連續(xù)，雷達(dá)波

4、振幅較強(qiáng)。
　　3）巖性變化段：以TSP等長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)為基礎(chǔ)，地質(zhì)雷達(dá)等短距離超前地質(zhì)預(yù)報(bào)為重點(diǎn)進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，巖性變化段的電磁波特征主要考慮頻率的變化、信號(hào)的強(qiáng)弱。
　　4）高地應(yīng)力段：籃家?guī)r隧道三個(gè)主應(yīng)力均隨隧道埋深的增大而增大，σV呈線性增長(zhǎng)，并且σH>σh>σV，根據(jù)強(qiáng)度應(yīng)力比法，K50+730-K49+300屬于高地應(yīng)力段。
　　4．針對(duì)籃家?guī)r隧道的高地應(yīng)力段（K50+730-K49+300），利用Flac3

5、d軟件進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算。分析了在不同地應(yīng)力值時(shí)，圍巖變形特征：隨著地應(yīng)力增大，拱頂沉降、仰拱隆起和水平收斂都增大，籃家?guī)r隧道高地應(yīng)力段的最大變形量為80.93mm，在容許變形量的范圍之內(nèi)，根據(jù)數(shù)值模擬和監(jiān)控量測(cè)結(jié)果對(duì)比發(fā)現(xiàn)，籃家?guī)r隧道高地應(yīng)力段（K50+730-K49+300）不會(huì)發(fā)生大變形；初期支護(hù)應(yīng)力分布規(guī)律：初期支護(hù)的豎向應(yīng)力在邊墻處較大，拱頂處豎向應(yīng)力較小，初期支護(hù)的水平向應(yīng)力在拱頂處較大，邊墻處較小，都為壓應(yīng)力，且都隨著地應(yīng)力