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山岭公路隧道的水害研究与处治

作　者: 赵顺义
导　师: 卢波
学　校: 重庆交通大学
专　业: 防灾减灾工程及防护工程
关键词: 裂隙岩体 渗漏水 防排水设计 折减系数 涌水量预测
分类号: U457.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 413次
引　用: 8次
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内容摘要


随着当前社会经济的发展,我国为进一步完善国内公路路网,修建了大量的山岭隧道。由于我国广阔的岩溶分布面积,不少山岭隧道从岩溶富水区穿越。这些山岭隧道相当大部分在建设和运营过程中出现各种水害。当前隧道的水害已经成为公路的十大病害之一,如何进行隧道的防排水设计和处理隧道的渗漏水病害成为隧道工程亟待解决的关键问题。山岭隧道的防渗堵漏是一个集建筑工程和化学工程于一体的综合性学科,有很多的问题需要去研究和探讨。目前除了许多工程实践的具体情况外,还缺少成熟的理论来支持,特别是缺乏可供地下工程抗渗防水设计的实际研究成果。总的来说,目前山岭隧道防排水设计、施工方面还正处于发展阶段,更多的是借鉴国外成熟的技术经验来进行的,还有待于进一步系统、全面的研究。本文通过查阅大量文献,在前人的研究成果基础上,以渝湘高速公路中兴隧道工程为依托,根据地下水运动规律,按照水力学渗透原理,研究了衬砌背后水压力以及裂隙基岩中水的渗流规律。本文结合中兴隧道的防排水施工以及对渗漏水情况的调查,总结了山岭隧道的渗漏水特点,分析了山岭隧道渗漏水的原因。根据国内外隧道防排水的发展趋势,探讨了隧道防排水的设计和施工技术;并根据隧道工程的实际施工情况,提出一些渗漏水治理的建议,总结出一些有益的结论。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-20
  1.1 前言  8-9
  1.2 隧道水害对隧道工程的影响  9-15
    1.2.1 岩溶地区修建隧道工程的危害  10-12
    1.2.2 国内外研究现状  12-15
  1.3 公路隧道防排水技术发展  15-19
    1.3.1 国内防排水技术发展  15-17
    1.3.2 国外防排水技术发展  17-19
  1.4 本文研究的主要内容  19-20
第二章 山岭隧道的地下水环境理论  20-36
  2.1 地下水分类  20-23
  2.2 地下水渗流基本理论  23-28
    2.2.1 概述  23
    2.2.2 渗流速度  23-24
    2.2.3 渗流场水头与水力梯度  24-25
    2.2.4 渗流的基本定律——Darcy 定律  25
    2.2.5 渗流的连续性方程  25-27
    2.2.6 稳定流的基本微分方程  27-28
  2.3 山岭隧道衬砌水压力理论  28-33
    2.3.1 衬砌水压力  28
    2.3.2 以圆形隧道为模型进行公式推导  28-32
    2.3.3 结论分析  32-33
  2.4 地下水对隧道工程的不良影响  33-36
    2.4.1 地下水对隧道围岩的不良影响  33-34
    2.4.2 地下水对隧道衬砌结构的不良影响  34-36
第三章 裂隙岩体的渗流研究  36-53
  3.1 裂隙岩体概述  36-40
    3.1.1 裂隙介质  36-37
    3.1.2 岩体的裂隙  37-38
    3.1.3 岩体的空隙性  38-39
    3.1.4 岩体的透水性  39-40
  3.2 单个裂隙岩体结构面渗流规律  40-44
    3.2.1 单个裂隙内的渗流规律  40-41
    3.2.2 变形条件下单个裂隙结构面地下水渗流规律  41-44
  3.3 裂隙岩体地下水渗流规律  44-46
    3.3.1 等效连续介质模型  44-45
    3.3.2 双重介质模型  45
    3.3.3 离散裂隙网络模型  45-46
  3.4 裂隙岩体渗流场与应力场之间的耦合  46-53
    3.4.1 应力场对渗流场的影响  46-47
    3.4.2 渗流场对应力场的影响  47-50
    3.4.3 渗流场与应力场的耦合作用下隧道涌水量的预测  50-53
第四章 山岭隧道渗漏水原因调查与分析  53-67
  4.1 中兴隧道工程概况  53-54
  4.2 中兴隧道工程地质情况  54-56
    4.2.1 自然地理  54-55
    4.2.2 地层岩性  55
    4.2.3 地质构造及地震  55
    4.2.4 水文地质条件  55
    4.2.5 不良地质现象  55-56
  4.3 防排水设计  56-57
    4.3.1 洞口排水设计  56
    4.3.2 洞身排水设计  56-57
    4.3.3 充填注浆  57
  4.4 中兴隧道左洞渗流水现场调查及分析  57-60
    4.4.1 洞口渗漏水  57-58
    4.4.2 基岩裂隙带渗漏水  58-59
    4.4.3 衬砌渗漏水现场调查  59-60
  4.5 中兴隧道渗漏水问题的原因分析  60-62
    4.5.1 “毛洞”渗水原因分析  60
    4.5.2 二次衬砌后隧道渗漏水原因分析  60-62
  4.6 工程实例  62-67
    4.6.1 衬砌水压力计算  63
    4.6.2 涌水量估算  63-65
    4.6.3 计算结果分析  65-67
第五章 山岭隧道防排水技术研究  67-91
  5.1 山岭隧道防排水设计  68-71
    5.1.1 围岩注浆技术  68-69
    5.1.2 喷射混凝土与防水层间的排水  69
    5.1.3 防水层  69-70
    5.1.4 防水层与二次衬砌间的排水  70
    5.1.5 衬砌混凝土防水  70
    5.1.6 隧道排水系统  70-71
  5.2 围岩注浆技术  71-84
    5.2.1 注浆堵水总体思路  71
    5.2.2 注浆的意义和作用  71-75
    5.2.3 注浆的总体原则  75-76
    5.2.4 注浆方式的选择  76-78
    5.2.5 注浆材料的选择  78
    5.2.6 注浆参数的确定  78-82
    5.2.7 注浆堵水施工  82-84
  5.3 喷射混凝土与隧道防排水  84-85
  5.4 复合式衬砌中的防水层  85
  5.5 衬砌混凝土防水  85-86
  5.6 细部构造防水  86-88
  5.7 隧道防排水系统  88
  5.8 中兴隧道渗漏水治理措施及建议  88-91
    5.8.1 目前隧道渗漏水的处治  88-89
    5.8.2 对于中兴隧道渗漏水的防治措施的建议  89-91
第六章 结论与展望  91-92
  6.1 主要结论  91
  6.2 展望  91-92
致谢  92-93
参考文献  93-95
在学期间发表的论文  95

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 隧道工程 > 隧道养护、维修与技术改造 > 病害整治
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