隧道工程地下水水害防治與評(píng)價(jià)體系研究.pdf

1、隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)的隧道建設(shè)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，根據(jù)鐵道部與交通部統(tǒng)計(jì)資料，截至2006年底，我國(guó)鐵路營(yíng)運(yùn)隧道5924座，374萬(wàn)延長(zhǎng)米，其中長(zhǎng)度超過(guò)萬(wàn)米的特長(zhǎng)隧道7座；公路運(yùn)營(yíng)隧道2889座，152萬(wàn)延長(zhǎng)米，其中特長(zhǎng)隧道43座，16．59萬(wàn)延長(zhǎng)米。由于地質(zhì)、設(shè)計(jì)、施工等級(jí)、造價(jià)、運(yùn)營(yíng)維修管理等方面的原因，隧道的病害問(wèn)題日益突出，有些隧道的病害已經(jīng)影響了隧道正常的使用，甚至危及行車安全，在隧道建設(shè)過(guò)程中的涌水災(zāi)害、巖爆、瓦斯爆炸

2、等，運(yùn)營(yíng)階段的滲漏水病害(包括凍害)、襯砌結(jié)構(gòu)裂損病害、基底破損病害以及其他類型病害中，以隧道水害尤為突出和嚴(yán)重。 本文通過(guò)收集和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的石太客運(yùn)專線特長(zhǎng)隧道水文地質(zhì)資料，建立了隧道圍巖的水文地質(zhì)概念模型，通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)部分具有代表性的南、北方運(yùn)營(yíng)隧道滲漏水狀況的調(diào)查，建立了運(yùn)營(yíng)隧道滲漏水病害評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。 針對(duì)建設(shè)隧道涌水量預(yù)測(cè)結(jié)果，以及結(jié)合隧道區(qū)水文地質(zhì)條件和其他的因素，提出相應(yīng)的防排水工程措施，將所提出的工程措施作為

3、約束條件代入初始的數(shù)學(xué)模型，利用計(jì)算機(jī)程序計(jì)算得出結(jié)果，根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)果和圖示結(jié)果分析了所提工程措施的安全有效性。 通過(guò)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)查閱和對(duì)調(diào)查的95條南北方典型隧道資料的分析，基于距離判別分析理論，選用隧道的埋深、隧道區(qū)植被覆蓋情況、隧道區(qū)年平均降雨量、隧道區(qū)地表水狀況、地下水的腐蝕性、圍巖裂隙連通情況、設(shè)計(jì)、施工因素、隧道區(qū)氣候情況8項(xiàng)指標(biāo)作為距離判別分析模型的判別因子，以調(diào)查的數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本，建立了隧道滲漏水病害分級(jí)預(yù)測(cè)的距離

4、判別分析模型，經(jīng)過(guò)訓(xùn)練后的模型回判估計(jì)的誤判率為0，證明該模型在研究隧道滲漏水發(fā)生可能性及分級(jí)預(yù)測(cè)中有良好的實(shí)用性．該方法為隧道滲漏水病害分級(jí)預(yù)測(cè)提供了一條新思路。 對(duì)運(yùn)營(yíng)階段的隧道滲漏水病害評(píng)價(jià)選擇了隧道的埋深、地下水水位與隧道底板的高差、隧道區(qū)的降雨量、隧道區(qū)的植被情況、三縫的施工、管道腐蝕與堵塞情況等16個(gè)子因素(其中4個(gè)定量因素、12個(gè)定性因素)，從隧道施工因素，防排水工程措施、圍巖及地下水因素、自然地理因素等四個(gè)方面建

5、立了隧道滲漏水病害的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和層次分析模型。并按照襯砌漏水量大小及滲漏狀態(tài)；滲漏部位以及滲漏形式；隧道災(zāi)害的嚴(yán)重程度分別對(duì)隧道滲漏水病害進(jìn)行分類，確定了16個(gè)子因素的五等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)，量化了定量和定性指標(biāo)，建立了隸屬函數(shù)，最后利用模糊綜合評(píng)價(jià)方法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法(BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，考慮到評(píng)價(jià)的易操作性，將16個(gè)子因素，簡(jiǎn)化為10個(gè)子因素)對(duì)隧道滲漏水病害等級(jí)進(jìn)行評(píng)定，同時(shí)用VB編制了評(píng)價(jià)的可視化程序，為設(shè)計(jì)和施工單位預(yù)防隧道滲漏水病害