大瑞鐵路羅家村隧道地質(zhì)環(huán)境與工程穩(wěn)定性研究.pdf

1、地質(zhì)環(huán)境為隧道工程的自然載體,其地質(zhì)構(gòu)造、巖土介質(zhì)、地應(yīng)力和水文地質(zhì)等因素不僅控制著工程地質(zhì)災(zāi)害的規(guī)模、頻率與發(fā)育特征,而且直接影響隧址區(qū)的地面穩(wěn)定性、深部穩(wěn)定性、山體穩(wěn)定性和圍巖穩(wěn)定性。因此,為了確保隧道工程的穩(wěn)定,保障工程安全施工,必須就地質(zhì)環(huán)境問題,開展系統(tǒng)而深入的研究。
　　 本文以在建的復(fù)雜滇西山區(qū)大瑞鐵路羅家村隧道工程為依托,采用現(xiàn)場工程地質(zhì)調(diào)查、現(xiàn)場監(jiān)測和地質(zhì)探測、理論分析和數(shù)值計算等方法,全面、系統(tǒng)地研究了羅家村

2、隧址區(qū)的地質(zhì)斷裂、節(jié)理分布和工程特征,通過地質(zhì)分析建立了數(shù)值計算模型,模擬計算了隧道進口段在開挖條件下對坡體穩(wěn)定性的影響,探討了隧道山體開裂的成因,并針對其地質(zhì)環(huán)境的特殊性制定施工方案確保工程穩(wěn)定安全。論文的主要研究成果如下:
　　 1.采用節(jié)理測線法調(diào)查羅家村隧道圍巖節(jié)理發(fā)育特征,統(tǒng)計分析結(jié)果表明隧道圍巖發(fā)育走向NW傾向SW230°,走向NE傾向NW310°及走向NE傾向SE130°的三組優(yōu)勢節(jié)理面,其中NW向節(jié)理發(fā)育極為密集

3、,對隧道圍巖危害最大。且無論是從小的尺度范圍,還是從大的尺度范圍,各組節(jié)理面分布都表現(xiàn)出一定程度的等距性和韻律性。
　　 2.通過大量的現(xiàn)場試驗和工程實踐,得到三維地震波追蹤技術(shù)探測不同力學(xué)機制斷層破碎帶的經(jīng)驗圖譜,提出了三維地震波追蹤探測斷層破碎帶性質(zhì)的判別準則,在此基礎(chǔ)上建立了定量預(yù)測圍巖質(zhì)量分級的方法。并配合地質(zhì)調(diào)查,超前水平鉆探及紅外探水的綜合探測方法分析隧道地質(zhì)環(huán)境,研究表明隧址區(qū)地質(zhì)環(huán)境極為復(fù)雜,斷裂構(gòu)造縱橫交錯。探

4、測結(jié)果與實際開挖情況基本一致,結(jié)論準確,可靠度較高。
　　 3.采用有限元強度折減法建立計算模型對隧道施工過程中坡體抗滑穩(wěn)定狀態(tài)進行動態(tài)模擬,得到的坡體抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)的變化曲線表明隧道開挖對坡體穩(wěn)定性影響較大,在隧道開挖進尺20～45m區(qū)段影響最為明顯。隧道安全穿越進口段坡體,不會導(dǎo)致坡體的滑移破壞。
　　 4.隧道山體開裂成因綜合分析表明泥巖特殊的工程地質(zhì)性質(zhì)為山體開裂提供了物質(zhì)基礎(chǔ);發(fā)育復(fù)雜的斷裂構(gòu)造在巖體內(nèi)形成的

5、縱橫交切的軟弱結(jié)構(gòu)面是山體開裂的先決條件；隧址區(qū)單斜構(gòu)造形成的高差和坡度,為山體開裂提供了足夠大的重力勢能和載體；而橫向溝谷的深度切割為巖體開裂提供了空間和臨空面。在隧道工程開挖觸發(fā)條件下,巖體在自重應(yīng)力、卸荷作用下,應(yīng)力釋放,而后巖層應(yīng)力重新調(diào)整,產(chǎn)生沉降和傾向溝谷的傾倒拉裂,而裂隙與巖體中極為發(fā)育的節(jié)理完全貫通,則最終導(dǎo)致山體橫向和縱向的開裂。
　　 5.監(jiān)測了隧道拱頂沉降和洞周收斂,并分析了監(jiān)測數(shù)據(jù),結(jié)果表明依據(jù)特殊地質(zhì)環(huán)