海底隧道不良地質(zhì)段圍巖穩(wěn)定性分析及其控制.pdf

1、隨著我國交通事業(yè)的大發(fā)展，將有大批越江跨海通道投入建設，海底隧道已受到越來越多的關(guān)注。與山嶺隧道相比，海底隧道具有地質(zhì)勘探困難，圍巖和支護結(jié)構(gòu)長期受到高壓動、靜水壓力作用，防排水難度大，圍巖成拱作用低、穩(wěn)定性差等特點。穿越不良地質(zhì)體及地層結(jié)構(gòu)交界面是海底隧道修建的關(guān)鍵問題，也是推動海底隧道發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。本文以我國目前蓬勃發(fā)展的海底隧道為研究背景，以我國的第一條海底隧道，廈門翔安隧道，為依托工程，以富水條件下不良地質(zhì)段隧道圍巖穩(wěn)定性分析

2、及其控制技術(shù)為研究重點，綜合采用理論解析、數(shù)值模擬、室內(nèi)模型試驗和現(xiàn)場監(jiān)測等多種研究手段，對海底隧道不良地質(zhì)段圍巖穩(wěn)定性分析及其控制進行了研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴研究了海底隧道的透水機制，流-固耦合作用下隧道圍巖的失穩(wěn)模式和失穩(wěn)機理。根據(jù)不良地質(zhì)現(xiàn)象的地質(zhì)和構(gòu)造特征，分別從地層界面與海水溝通，地層填充物透水，地層過度變形引起的地層開裂和地層坍塌四方面進行闡述，揭示了海底隧道的透水機制。通過理論分析和數(shù)值模擬，闡述了海水在

3、隧道開挖過程中對圍巖穩(wěn)定性的影響機理，提出了流-固耦合作用下隧道圍巖的失穩(wěn)模式，指出了相應的超前注漿堵水及加固是提高圍巖強度，降低圍巖滲透性，從而增加圍巖穩(wěn)定性的核心技術(shù)。⑵研究了海底隧道不良地質(zhì)段的地層加固綜合技術(shù)。通過理論研究、實驗室研究和現(xiàn)場試驗，揭示了注漿加固圍巖的過程和機理，制定了各種不良地質(zhì)所適用的注漿方案和工藝，確定了海底隧道各種地層條件所適用的注漿材料和注漿參數(shù)，制定了注漿效果評價標準，形成了海底隧道不良地質(zhì)段的地層加固

4、綜合技術(shù)，并將該注漿堵水及加固綜合技術(shù)成功應用于翔安海底隧道F1風化槽。⑶研究了海底隧道不良地質(zhì)段的安全施工技術(shù)。提出了在施工過程中采用長短結(jié)合、綜合探測的超前地質(zhì)預報方案，避免在海底隧道修建過程中遇到未預測的不良地質(zhì)現(xiàn)象;通過對開挖位移、地表沉降、地表開裂三者間的內(nèi)在規(guī)律研究，提出了不同工法施工所對應的海床限裂開挖位移控制標準，為防止海床開裂、海水滲漏提供了保障;通過對雙側(cè)壁法和CRD法開挖步序以及支護結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，建立了適用于復雜地質(zhì)

5、條件下大斷面海底隧道的施工安全技術(shù);建立了防止海底隧道突水、坍塌安全風險控制和應急技術(shù)，為安全快速施工提供了保障。⑷研究了海底隧道不良地質(zhì)段支護結(jié)構(gòu)的安全設計和評價?；凇岸滤夼拧钡牡叵滤幹美砟?，綜合采用理論分析、數(shù)值模擬、現(xiàn)場監(jiān)測和室內(nèi)模型試驗等多種研究手段，對海底隧道復合襯砌水壓力的分布規(guī)律及合理注漿圈參數(shù)的確定等問題進行分析和研究，提出了不良地質(zhì)段復合襯砌中初期支護和二次支護在不同防、排水條件下水土荷載的分配原則，確立了翔安隧