隧道工程地下水水害防治與評價體系研究.pdf

1、隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，我國的隧道建設(shè)取得了長足的進步，根據(jù)鐵道部與交通部統(tǒng)計資料，截至2006年底，我國鐵路營運隧道5924座，374萬延長米，其中長度超過萬米的特長隧道7座；公路運營隧道2889座，152萬延長米，其中特長隧道43座，16．59萬延長米。由于地質(zhì)、設(shè)計、施工等級、造價、運營維修管理等方面的原因，隧道的病害問題日益突出，有些隧道的病害已經(jīng)影響了隧道正常的使用，甚至危及行車安全，在隧道建設(shè)過程中的涌水災(zāi)害、巖爆、瓦斯爆炸

2、等，運營階段的滲漏水病害(包括凍害)、襯砌結(jié)構(gòu)裂損病害、基底破損病害以及其他類型病害中，以隧道水害尤為突出和嚴重。 本文通過收集和現(xiàn)場實測的石太客運專線特長隧道水文地質(zhì)資料，建立了隧道圍巖的水文地質(zhì)概念模型，通過對國內(nèi)部分具有代表性的南、北方運營隧道滲漏水狀況的調(diào)查，建立了運營隧道滲漏水病害評價指標體系。 針對建設(shè)隧道涌水量預(yù)測結(jié)果，以及結(jié)合隧道區(qū)水文地質(zhì)條件和其他的因素，提出相應(yīng)的防排水工程措施，將所提出的工程措施作為

3、約束條件代入初始的數(shù)學(xué)模型，利用計算機程序計算得出結(jié)果，根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)果和圖示結(jié)果分析了所提工程措施的安全有效性。 通過國內(nèi)外文獻查閱和對調(diào)查的95條南北方典型隧道資料的分析，基于距離判別分析理論，選用隧道的埋深、隧道區(qū)植被覆蓋情況、隧道區(qū)年平均降雨量、隧道區(qū)地表水狀況、地下水的腐蝕性、圍巖裂隙連通情況、設(shè)計、施工因素、隧道區(qū)氣候情況8項指標作為距離判別分析模型的判別因子，以調(diào)查的數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本，建立了隧道滲漏水病害分級預(yù)測的距離

4、判別分析模型，經(jīng)過訓(xùn)練后的模型回判估計的誤判率為0，證明該模型在研究隧道滲漏水發(fā)生可能性及分級預(yù)測中有良好的實用性．該方法為隧道滲漏水病害分級預(yù)測提供了一條新思路。 對運營階段的隧道滲漏水病害評價選擇了隧道的埋深、地下水水位與隧道底板的高差、隧道區(qū)的降雨量、隧道區(qū)的植被情況、三縫的施工、管道腐蝕與堵塞情況等16個子因素(其中4個定量因素、12個定性因素)，從隧道施工因素，防排水工程措施、圍巖及地下水因素、自然地理因素等四個方面建

5、立了隧道滲漏水病害的評價指標體系和層次分析模型。并按照襯砌漏水量大小及滲漏狀態(tài)；滲漏部位以及滲漏形式；隧道災(zāi)害的嚴重程度分別對隧道滲漏水病害進行分類，確定了16個子因素的五等級劃分標準，量化了定量和定性指標，建立了隸屬函數(shù)，最后利用模糊綜合評價方法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法(BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，考慮到評價的易操作性，將16個子因素，簡化為10個子因素)對隧道滲漏水病害等級進行評定，同時用VB編制了評價的可視化程序，為設(shè)計和施工單位預(yù)防隧道滲漏水病害