【博士】高速公路隧道施工災(zāi)病害與監(jiān)控反饋研究【2005】

內(nèi)容簡介

　　學(xué)科專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程　　授予學(xué)位：博士　　學(xué)位授予單位：同濟大學(xué)　　學(xué)位年度： 2005年　　為了適應(yīng)我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，國家出臺了“國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃”，標志了高速公路建設(shè)將成為我國公路建設(shè)的主流。由于設(shè)計車速和道路線形等限制，隧道越嶺往往成為高速公路的最佳選擇。浙江省地處長江三角洲南翼，山地和丘陵占70．4％，特別是浙西地區(qū)溝谷縱橫，山高谷深，地勢陡峻，且地質(zhì)條件復(fù)雜，已經(jīng)建設(shè)和正在建設(shè)的高速公路隧道在施工期間都出現(xiàn)了不少問題，其中最為突出的是隧道地質(zhì)災(zāi)害和施工支護變形破壞。因此，公路隧道施工地質(zhì)災(zāi)害、隧道施工支護變形破壞以及施工監(jiān)控反饋的研究不但對于浙江省的高速公路建設(shè)具有重要指導(dǎo)意義，而且在類似地質(zhì)條件下高速公路隧道的建設(shè)也具有指導(dǎo)意義。　　鑒于上述情況，作者以浙江省杭州市杭千高速公路隧道監(jiān)控工作為背景，研究了高速公路隧道施工災(zāi)病害問題，并采用監(jiān)控量測手段進行隧道施工災(zāi)害和病害的反饋與預(yù)報。通過上述研究，取得的主要認識如下：　　(1)杭千高速公路隧道群位于一典型的以砂巖為主的沉積巖地區(qū)，在巖層較為水平時，施工時容易造成較大的超挖，所以支護后拱頂空洞部位需填實，不然不能發(fā)揮初期支護的效果，且監(jiān)控量測不能有效反映，在巖石松動滑落時，容易引起塌方災(zāi)害。另外在圍巖變化處特別是在圍巖由差變好時，由于支護強度減弱，也特別容易引起發(fā)育有軟弱夾層的拱腰部位的巖體塌方。洞口存在較厚的松散殘坡積層時，若采用高陡邊坡設(shè)計往往容易引起洞口滑坡。而在隧道通過較大山溝且覆蓋層較厚時容易引起涌水。隧道圍巖為灰?guī)r時，在進出洞口中一般都發(fā)育有溶洞。有害氣體則在埋深較大的沉積巖地區(qū)均有可能出現(xiàn)，特別是在附近有煤系地層時?！　?2)對于三車道隧道由于隧道斷面大，若在洞111附近地質(zhì)、地形條件較差，洞口的施工支護極易在施工期問出現(xiàn)不同程度地變形、開裂及滲漏水等問題。所以在洞口施工時，應(yīng)盡快采取封閉仰拱、施筑二次襯砌等措施控制變形，保證隧道施工安全?！　?3)隧道施工支護的病害的工程處理，對于初期支護一般采用了注漿小導(dǎo)管加固，并加速仰拱的封閉，地表及邊仰坡可考慮加固或刷坡減載，但對于明顯已形成滑坡體的高陡邊仰坡，先優(yōu)先考慮刷坡減載。對于護拱出現(xiàn)裂縫，說明護拱強度不夠，可采用接長護拱進行加固處理?！　?4)必須重視高速公路隧道勘察、設(shè)計、施工等方面應(yīng)該注意的問題，特別對于隧道洞口位置的選擇以及邊仰坡的設(shè)計和施工要在充分了解地質(zhì)條件的情況下進行，這樣就可以充分降低洞口旌工過程中風(fēng)險，盡量減少災(zāi)害或病害的出現(xiàn)。　　(5)監(jiān)測元件的埋設(shè)和保護是保證監(jiān)測數(shù)據(jù)及時性和有效性的關(guān)鍵，應(yīng)采用多種方法加以重點保護。　　(6)在通過監(jiān)控量測進行監(jiān)測數(shù)據(jù)分析時，要結(jié)合工程地質(zhì)狀況和施工工況綜合的進行分析，能更準確的判定圍巖和支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。對于危險地段，監(jiān)控量測要盡可能采用兩種以上量測內(nèi)容，以綜合判斷圍巖和支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性?！　?7)采用動態(tài)方程預(yù)測法在杭千高速公路隧道監(jiān)測預(yù)測中得到了較好的效果。從預(yù)測精度來看，變形越大，數(shù)據(jù)越多，則預(yù)測相對更為準確?！　?8)對于數(shù)據(jù)反?，F(xiàn)象應(yīng)特別引起重視，如數(shù)據(jù)的突然增太或減小，都應(yīng)引起高度重視，因為這有可能是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的前兆?！　?

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