基于位移監(jiān)測的隱伏溶洞預測方法及圍巖變形特征分析.pdf

1、巖溶隧道溶洞塌方、突水突泥等地質災害給隧道施工和運營安全造成極大威脅，引起了國內(nèi)外專家學者的廣泛關注。研究巖溶地區(qū)巖溶發(fā)育特征與規(guī)律，制定合適的溶洞預報方案，分析溶洞對隧道圍巖變形特征影響規(guī)律，并制定合理的溶洞治理方案，具有至關重要的意義。齊岳山隧址區(qū)巖溶強發(fā)育，隧址區(qū)已建高風險巖溶隧道宜萬鐵路齊岳山隧道和滬蓉西高速齊岳山隧道，工程建設中出現(xiàn)了百余次重大巖溶突水突泥事故，揭露溶洞大大小小數(shù)十個。利萬高速齊岳山隧道建設過程中多次發(fā)生大型涌

2、水災害，利萬高速謀道連接線齊岳山隧道，進洞不足百米，發(fā)現(xiàn)直徑大于2m溶洞十余個，其中GK3+210～GK3+272特大水平溶洞縱向延伸數(shù)百米，給隧道施工帶來了很大困難。因此，基于四條齊岳山隧道溶洞統(tǒng)計研究齊岳山隧址區(qū)巖溶發(fā)育規(guī)律及特征，采用基于位移監(jiān)測的方法預測隱伏溶洞的存在，分析不同分布狀態(tài)下單一隱伏溶洞和不同空間組合關系的多隱伏溶洞對隧道圍巖變形特征的影響規(guī)律，建立不同分布形態(tài)下溶洞治理技術體系。研究成果可為類似巖溶地區(qū)隧道的建設提

3、供重要的理論依據(jù)和技術指導。本文主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)系統(tǒng)收集國內(nèi)外溶洞典型工程案例，歸納總結溶洞發(fā)育的控制因素和賦存規(guī)律;研究隧道不良地質體識別的綜合超前地質預報技術;結合已建滬蓉西高速齊岳山隧道和宜萬鐵路齊岳山隧道的巖溶地質、溶洞發(fā)育以及隧道施工等方面的相關資料，依托利萬高速齊岳山隧道和謀道連接線齊岳山隧道工程實例，采用野外地質踏勘、施工現(xiàn)場調研和巖溶水示蹤試驗等方法，探究齊岳山隧址區(qū)巖溶發(fā)育的控制因素、特征規(guī)律及分類

4、特征。
　　(2)采用數(shù)值計算的方法，針對不同形狀、不同大小、不同距離、不同位置單一隱伏溶洞在不同施工步驟下的圍巖位移特征進行研究，揭示不同分布形態(tài)下單一隱伏溶洞對隧道圍巖位移特征的影響規(guī)律，探究溶洞失穩(wěn)機理，為基于位移監(jiān)測的隱伏溶洞預測方法和溶洞的治理提供理論依據(jù)。
　　(3)采用數(shù)值計算的方法，研究頂部豎向組合溶洞、橫向組合溶洞、縱向組合溶洞在不同溶洞間距情況下，對隧道圍巖位移特征的影響，揭示組合溶洞對隧道圍巖位移特征的

5、影響規(guī)律，為溶洞的預測和治理提供理論依據(jù)。
　　(4)基于隱伏溶洞對隧道圍巖位移影響規(guī)律的研究，結合工地現(xiàn)場實踐，提出一種隱伏溶洞預測新方法，即基于位移監(jiān)測的隱伏溶洞預測方法，并采用數(shù)值計算方法對該隱伏溶洞預測方法的可行性進行驗證，同時對該方法在現(xiàn)場的具體操作步驟進行詳細闡述，為隧道隱伏溶洞的預測提供了一種新思路。
　　(5)總結隧道施工過程中不同部位不同大小溶洞處治技術，以利萬高速公路齊岳山隧道與謀道連接線齊岳山隧道施工過