【博士】高速公路隧道施工灾病害与监控反馈研究【2005】

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内容简介

　　学科专业：结构工程　　授予学位：博士　　学位授予单位：同济大学　　学位年度： 2005年　　为了适应我国经济的高速发展，国家出台了“国家高速公路网规划”，标志了高速公路建设将成为我国公路建设的主流。由于设计车速和道路线形等限制，隧道越岭往往成为高速公路的最佳选择。浙江省地处长江三角洲南翼，山地和丘陵占70．4％，特别是浙西地区沟谷纵横，山高谷深，地势陡峻，且地质条件复杂，已经建设和正在建设的高速公路隧道在施工期间都出现了不少问题，其中最为突出的是隧道地质灾害和施工支护变形破坏。因此，公路隧道施工地质灾害、隧道施工支护变形破坏以及施工监控反馈的研究不但对于浙江省的高速公路建设具有重要指导意义，而且在类似地质条件下高速公路隧道的建设也具有指导意义。　　鉴于上述情况，作者以浙江省杭州市杭千高速公路隧道监控工作为背景，研究了高速公路隧道施工灾病害问题，并采用监控量测手段进行隧道施工灾害和病害的反馈与预报。通过上述研究，取得的主要认识如下：　　(1)杭千高速公路隧道群位于一典型的以砂岩为主的沉积岩地区，在岩层较为水平时，施工时容易造成较大的超挖，所以支护后拱顶空洞部位需填实，不然不能发挥初期支护的效果，且监控量测不能有效反映，在岩石松动滑落时，容易引起塌方灾害。另外在围岩变化处特别是在围岩由差变好时，由于支护强度减弱，也特别容易引起发育有软弱夹层的拱腰部位的岩体塌方。洞口存在较厚的松散残坡积层时，若采用高陡边坡设计往往容易引起洞口滑坡。而在隧道通过较大山沟且覆盖层较厚时容易引起涌水。隧道围岩为灰岩时，在进出洞口中一般都发育有溶洞。有害气体则在埋深较大的沉积岩地区均有可能出现，特别是在附近有煤系地层时。　　(2)对于三车道隧道由于隧道断面大，若在洞111附近地质、地形条件较差，洞口的施工支护极易在施工期问出现不同程度地变形、开裂及渗漏水等问题。所以在洞口施工时，应尽快采取封闭仰拱、施筑二次衬砌等措施控制变形，保证隧道施工安全。　　(3)隧道施工支护的病害的工程处理，对于初期支护一般采用了注浆小导管加固，并加速仰拱的封闭，地表及边仰坡可考虑加固或刷坡减载，但对于明显已形成滑坡体的高陡边仰坡，先优先考虑刷坡减载。对于护拱出现裂缝，说明护拱强度不够，可采用接长护拱进行加固处理。　　(4)必须重视高速公路隧道勘察、设计、施工等方面应该注意的问题，特别对于隧道洞口位置的选择以及边仰坡的设计和施工要在充分了解地质条件的情况下进行，这样就可以充分降低洞口旌工过程中风险，尽量减少灾害或病害的出现。　　(5)监测元件的埋设和保护是保证监测数据及时性和有效性的关键，应采用多种方法加以重点保护。　　(6)在通过监控量测进行监测数据分析时，要结合工程地质状况和施工工况综合的进行分析，能更准确的判定围岩和支护结构的稳定性。对于危险地段，监控量测要尽可能采用两种以上量测内容，以综合判断围岩和支护结构的稳定性。　　(7)采用动态方程预测法在杭千高速公路隧道监测预测中得到了较好的效果。从预测精度来看，变形越大，数据越多，则预测相对更为准确。　　(8)对于数据反常现象应特别引起重视，如数据的突然增太或减小，都应引起高度重视，因为这有可能是地质灾害发生的前兆。　　

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