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

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　　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(jì)大學(xué)　　學(xué)位年度： 2005年　　為了適應(yīng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，國(guó)家出臺(tái)了“國(guó)家高速公路網(wǎng)規(guī)劃”，標(biāo)志了高速公路建設(shè)將成為我國(guó)公路建設(shè)的主流。由于設(shè)計(jì)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(zhǎng)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(shì)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(wèn)題，其中最為突出的是隧道地質(zhì)災(zāi)害和施工支護(hù)變形破壞。因此，公路隧道施工地質(zhì)災(zāi)害、隧道施工支護(hù)變形破壞以及施工監(jiān)控反饋的研究不但對(duì)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(wèn)題，并采用監(jiān)控量測(cè)手段進(jìn)行隧道施工災(zāi)害和病害的反饋與預(yù)報(bào)。通過(guò)上述研究，取得的主要認(rèn)識(shí)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(shí)，施工時(shí)容易造成較大的超挖，所以支護(hù)后拱頂空洞部位需填實(shí)，不然不能發(fā)揮初期支護(hù)的效果，且監(jiān)控量測(cè)不能有效反映，在巖石松動(dòng)滑落時(shí)，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(shí)，由于支護(hù)強(qiáng)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(shí)，若采用高陡邊坡設(shè)計(jì)往往容易引起洞口滑坡。而在隧道通過(guò)較大山溝且覆蓋層較厚時(shí)容易引起涌水。隧道圍巖為灰?guī)r時(shí)，在進(jìn)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(shí)。　　(2)對(duì)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(hù)極易在施工期問(wèn)出現(xiàn)不同程度地變形、開(kāi)裂及滲漏水等問(wèn)題。所以在洞口施工時(shí)，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(hù)的病害的工程處理，對(duì)于初期支護(hù)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(duì)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(duì)于護(hù)拱出現(xiàn)裂縫，說(shuō)明護(hù)拱強(qiáng)度不夠，可采用接長(zhǎng)護(hù)拱進(jìn)行加固處理?！　?4)必須重視高速公路隧道勘察、設(shè)計(jì)、施工等方面應(yīng)該注意的問(wèn)題，特別對(duì)于隧道洞口位置的選擇以及邊仰坡的設(shè)計(jì)和施工要在充分了解地質(zhì)條件的情況下進(jìn)行，這樣就可以充分降低洞口旌工過(guò)程中風(fēng)險(xiǎn)，盡量減少災(zāi)害或病害的出現(xiàn)。　　(5)監(jiān)測(cè)元件的埋設(shè)和保護(hù)是保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)性和有效性的關(guān)鍵，應(yīng)采用多種方法加以重點(diǎn)保護(hù)?！　?6)在通過(guò)監(jiān)控量測(cè)進(jìn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析時(shí)，要結(jié)合工程地質(zhì)狀況和施工工況綜合的進(jìn)行分析，能更準(zhǔn)確的判定圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。對(duì)于危險(xiǎn)地段，監(jiān)控量測(cè)要盡可能采用兩種以上量測(cè)內(nèi)容，以綜合判斷圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。　　(7)采用動(dòng)態(tài)方程預(yù)測(cè)法在杭千高速公路隧道監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)中得到了較好的效果。從預(yù)測(cè)精度來(lái)看，變形越大，數(shù)據(jù)越多，則預(yù)測(cè)相對(duì)更為準(zhǔn)確?！　?8)對(duì)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?yàn)檫@有可能是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的前兆。　　

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