高速公路岩溶发育区小净距隧道爆破震害控制关键技术研究.docVIP

高速公路岩溶发育区小净距隧道爆破震害控制关键技术研究 1、项目立项依据（研究意义、国内外研究现状及发展动态分析，需要结合科学研究发展趋势来论述科学意义；或结合国民经济和社会发展中迫切需要解决的关键科技问题来论述其应用前景。附主要参考文献目录） 1.1课题背景及研究意义 我国是多山国家，75％左右国土都是山地，且江河纵横，海域宽阔。在交通基础设施的建设中，起到越来越重要的作用60至70年代，我国在干线公路开始修建一些百米以上的隧道。90年代的成渝高速公路的中梁山隧道、缙云山隧道，把我国公路隧道单洞长度提高到 3000 m 以上川藏公路上二郎山隧道（长 4160m）、四川广安地区华蓥山公路隧道（长 4634km）、云南楚大高速公路的九顶山隧道（长3204m）开创了我国山岭长大隧道的建设史广州珠江沙面水下公路隧道建成通车和上海穿越黄浦江江底隧道(长度超过 3000 m)标志着我国水下沉埋隧道修建技术达到了新的水平重庆铁山坪路隧道双线（全长 5 424 m ）、北京至八达岭高速公路的谭峪沟隧道、 重庆市川黔公路的真武山隧道辽宁沈大高速公路韩家岭隧道 （亚洲最宽的四车道公路隧道）等 ，施工技术，在处理通风、塌方、瓦斯、地下水和营运管理与交通监控技术等进入21世纪10年来，我国公路网交通逐渐向崇山峻岭穿越，向离岸深水延伸秦岭终南山隧道、上海崇明隧桥、厦门翔安海底隧道等重大工程面对地震、火灾和暴雨等灾害日益频发，面对高地应力、活动断裂、高寒、高海拔和富水等复杂地质条件[1]，几乎遍及各省市。可溶岩在构造作用和气候条件的综合影响下便形成了极其丰富的地表和地下岩溶现象，而这些岩溶现象对工程建设尤其是隧道施工带来的影响是比较严重的，表 1为近年来几个较严重的隧道岩溶灾害实例。按照我国《国家高速公路网规划》[7-9]。针对云雾山隧道、马鹿箐隧道、野三关隧道、大支坪隧道四座一级风险隧道中大型高水压充填溶腔在常规处理方法存在安全性难以保证、不够经济或工期较长等诸多不足的形势下，宜万铁路指挥部创造性地提出了“释能降压法”新工法，并得到成功应用[10，11]。涌泥，主要采用隧道外侧设堵截墙栏截、高压注浆对溶洞充填物进行改良、加固、长管棚截堵涌泥通道等措施。涌砂的治理，在洞内治水的同时进行堵排，并辅以地表治理措施，避免或减少因降雨和地表水携带大量泥砂物质通过落水洞等流人地下岩溶系统。研究认为[12~16]应根据岩溶洞穴的规模、洞穴围岩稳定情况和洞穴大小与工程建筑的关系，釆用跨越、堵塞、加固、绕避等处理措施。巨大的洞穴若使整个隧道悬空，处理复杂，则宜绕避。洞穴规模较大，但洞底标高与隧底标高基本一致，则对洞顶和边墙加固后可利用之。岩溶洞穴规模小于隧道洞径，采取上支下跨。对拱部用回填片石或加强衬棚。对洞壁、洞顶用锚杆、拱架等加固。对边墙部位用片石回填或片石混凝土加固后跨越。洞穴若在險底以下，应对洞穴顶板进行稳定性分析，若洞穴顶板安全厚度满足设计要求，可不作处理通过。若稳定性差，应采用回填片石等后在隧底设加筋混凝土盖板，或以梁拱桥式结构跨越。 有关岩溶区溶洞对隧道工程影响的研究，除涌水和突泥之外，当前主要集中在以下几个方面[17,18]：—是有关岩溶区隧道影响范围内溶洞的发育规律及其探测问题;二是岩溶隧道灾害的超前预报、灾害的防治措施和岩溶隧道的施工技术等;三是不同形态和尺度溶洞引起的隧道稳定性问题研究,主要研究不同规模、位置的溶洞对隧道位移场、应力场和隧道支护结构内力变化的影响及对隧道施工动态的影响。这几个方面的研究是相互联系,互相促进的。其中,岩溶发育规律研究是基础研究,在详细勘察基础上查明隧道影响范围内溶洞的位置、大小、充填情况及稳定性;在此基础上分析不同形态溶洞对隧道围岩应力场、位移场、塑性区和支护结构内力等的影响，评价隧道体系的稳定性,为岩溶区隨道的施工提供必要的技术支持，减少施工的盲目性，预防隧道岩溶灾害发生。 1.2.2 小净距隧道施工技术研究 在我国，小净距隧道尚为新型隧道结构型式。在日本及欧美等隧道修建技术比较发达的国家，从上世纪70年代就开始了小净距隧道的相关研究。但因小净距隧道结构的特殊性和设计施工技术的复杂性，现在仍然是各国隧道工程领域的重点研究对象。 T.川田等[19]结合田真新镇干线公路上的尾山大理隧道对小净距隧道设计、开挖方式进行了系统研究。Hirishi.Kuriyama等人[20.]结合福岗市地铁3号线对岩柱加固方法!监控量测进行了研究，并进行了三维数值模拟分析。K.W.LO等[21]对四孔平行隧道作了多隧道相互影响的现场量测试验，研究了多孔隧道施工的相互影响，得出了当另外三条开挖完成后，第四条隧道开挖时的内力及弯距图。E.siman、H.Duddeck和H.Ahrees[22]采用有限元数值分析，得出了与单孔隧道的分析相对应的、在