海底隧道突涌水分析及應(yīng)用研究.pdf

1、海底隧道具有便捷、快速、受環(huán)境影響小、流通量大，具有很強(qiáng)的抗震性能和戰(zhàn)備意義等特點(diǎn)，與其它跨海交通方式相比顯示出其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。近年來(lái)，隨著海底隧道建設(shè)發(fā)展，其相應(yīng)的設(shè)計(jì)和施工技術(shù)取得了很大的進(jìn)展，目前，中國(guó)的海底隧道工程正處于大力發(fā)展和建設(shè)期。但一般海底隧道穿越地質(zhì)條件復(fù)雜，且要承受巨大、無(wú)限的海水壓力作用，所以海底隧道的突涌水機(jī)理的研究和預(yù)防成為工程能否修建成功的關(guān)鍵。 本文在傳統(tǒng)山嶺隧道及采煤底板突水分析理論的基礎(chǔ)上，以廈門

2、海底隧道工程為依托，通過(guò)對(duì)工程地質(zhì)條件的調(diào)查，采用彈塑性理論分析、流固耦合數(shù)值模擬等方法，對(duì)海底隧道在不良地質(zhì)地段、正常地質(zhì)條件下的突水過(guò)程、規(guī)律和特點(diǎn)以及突水事故的預(yù)報(bào)和控制技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。依據(jù)隧道頂板不良巖層的厚度和與隧道要穿越斷層等不良地質(zhì)地段的位置，分別建立了三種不同的突水模型，分析了各自的位移場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)、塑性區(qū)及涌水量隨著與不良地質(zhì)地段的距離的變化情況，并把彈塑性狀態(tài)下的情況與耦合作用下的情況進(jìn)行了比較。并提出了海底隧道

3、突涌水的防治原則及措施，揭示了在超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上，注漿、超前支護(hù)及采用合理的開挖方法是防治突涌水和順利通過(guò)不良地質(zhì)地段的關(guān)鍵。 通過(guò)計(jì)算分析揭示：(1)隧道在開挖過(guò)程中的突涌水風(fēng)險(xiǎn)分別隨著海水壓力的增大而增大，隨著相對(duì)隔水巖柱的增大而減小，隨著相對(duì)隔水巖柱物理力學(xué)性質(zhì)的變良而減??；(2)隧道的突水的實(shí)質(zhì)是隧道周邊圍巖與不良地質(zhì)地段圍巖共同屈服的結(jié)果；(3)在海底隧道的突涌水過(guò)程中存在著一個(gè)臨界突水壓力和臨界突水距離的事實(shí)；(