【博士】高速公路隧道施工災病害與監(jiān)控反饋研究【2005】

內容簡介

　　學科專業(yè)：結構工程　　授予學位：博士　　學位授予單位：同濟大學　　學位年度： 2005年　　為了適應我國經濟的高速發(fā)展，國家出臺了“國家高速公路網規(guī)劃”，標志了高速公路建設將成為我國公路建設的主流。由于設計車速和道路線形等限制，隧道越嶺往往成為高速公路的最佳選擇。浙江省地處長江三角洲南翼，山地和丘陵占70．4％，特別是浙西地區(qū)溝谷縱橫，山高谷深，地勢陡峻，且地質條件復雜，已經建設和正在建設的高速公路隧道在施工期間都出現(xiàn)了不少問題，其中最為突出的是隧道地質災害和施工支護變形破壞。因此，公路隧道施工地質災害、隧道施工支護變形破壞以及施工監(jiān)控反饋的研究不但對于浙江省的高速公路建設具有重要指導意義，而且在類似地質條件下高速公路隧道的建設也具有指導意義?！　¤b于上述情況，作者以浙江省杭州市杭千高速公路隧道監(jiān)控工作為背景，研究了高速公路隧道施工災病害問題，并采用監(jiān)控量測手段進行隧道施工災害和病害的反饋與預報。通過上述研究，取得的主要認識如下：　　(1)杭千高速公路隧道群位于一典型的以砂巖為主的沉積巖地區(qū)，在巖層較為水平時，施工時容易造成較大的超挖，所以支護后拱頂空洞部位需填實，不然不能發(fā)揮初期支護的效果，且監(jiān)控量測不能有效反映，在巖石松動滑落時，容易引起塌方災害。另外在圍巖變化處特別是在圍巖由差變好時，由于支護強度減弱，也特別容易引起發(fā)育有軟弱夾層的拱腰部位的巖體塌方。洞口存在較厚的松散殘坡積層時，若采用高陡邊坡設計往往容易引起洞口滑坡。而在隧道通過較大山溝且覆蓋層較厚時容易引起涌水。隧道圍巖為灰?guī)r時，在進出洞口中一般都發(fā)育有溶洞。有害氣體則在埋深較大的沉積巖地區(qū)均有可能出現(xiàn)，特別是在附近有煤系地層時。　　(2)對于三車道隧道由于隧道斷面大，若在洞111附近地質、地形條件較差，洞口的施工支護極易在施工期問出現(xiàn)不同程度地變形、開裂及滲漏水等問題。所以在洞口施工時，應盡快采取封閉仰拱、施筑二次襯砌等措施控制變形，保證隧道施工安全?！　?3)隧道施工支護的病害的工程處理，對于初期支護一般采用了注漿小導管加固，并加速仰拱的封閉，地表及邊仰坡可考慮加固或刷坡減載，但對于明顯已形成滑坡體的高陡邊仰坡，先優(yōu)先考慮刷坡減載。對于護拱出現(xiàn)裂縫，說明護拱強度不夠，可采用接長護拱進行加固處理。　　(4)必須重視高速公路隧道勘察、設計、施工等方面應該注意的問題，特別對于隧道洞口位置的選擇以及邊仰坡的設計和施工要在充分了解地質條件的情況下進行，這樣就可以充分降低洞口旌工過程中風險，盡量減少災害或病害的出現(xiàn)?！　?5)監(jiān)測元件的埋設和保護是保證監(jiān)測數(shù)據(jù)及時性和有效性的關鍵，應采用多種方法加以重點保護?！　?6)在通過監(jiān)控量測進行監(jiān)測數(shù)據(jù)分析時，要結合工程地質狀況和施工工況綜合的進行分析，能更準確的判定圍巖和支護結構的穩(wěn)定性。對于危險地段，監(jiān)控量測要盡可能采用兩種以上量測內容，以綜合判斷圍巖和支護結構的穩(wěn)定性。　　(7)采用動態(tài)方程預測法在杭千高速公路隧道監(jiān)測預測中得到了較好的效果。從預測精度來看，變形越大，數(shù)據(jù)越多，則預測相對更為準確。　　(8)對于數(shù)據(jù)反?，F(xiàn)象應特別引起重視，如數(shù)據(jù)的突然增太或減小，都應引起高度重視，因為這有可能是地質災害發(fā)生的前兆。　　

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