運營隧道襯砌滲漏水機理及注漿治理研究.pdf

1、隨著國民經濟的快速發(fā)展，我國交通、水電工程等領域陸續(xù)建設一大批重大基礎工程，已是世界上隧道建設規(guī)模最大、發(fā)展速度最快、修建難度最高的國家。由于隧道地質條件、地應力作用及施工缺陷原因，襯砌開裂導致的滲漏水成為運營隧道主要的病害之一，對隧道結構的安全性和耐久性產生嚴重影響，威脅隧道安全健康，甚至危及到行車和行人安全。目前國內外缺乏對隧道襯砌破裂無損精細探查理論技術及注漿治理效果有效的無損評價方法，對隧道襯砌滲漏水及注漿封堵機理缺乏深入研究，

2、運營隧道滲漏水病害治理已成為制約隧道健康服役的關鍵難題，開展運營期隧道襯砌滲漏水機理與注漿治理研究，具有重大的理論意義和工程價值。
　　本文通過調查研究、數(shù)值模擬、模型試驗及工程應用驗證方法，深入研究了運營隧道襯砌滲漏水機理與注漿治理技術，主要研究成果如下:
　　(1)采用非連續(xù)方法對富水破碎圍巖隧道襯砌破壞進行了研究，揭示了襯砌支護時機、厚度、施工期注漿加固圈厚度、注漿加固效果、排水條件對隧道襯砌受力及開裂的影響規(guī)律。

3、r>　　(2)采用有限差分方法研究了導水型斷層隧道襯砌破壞滲漏水機理，揭示了不同傾角斷層及不同滲透率對隧道襯砌受力及開裂的影響。研發(fā)了隧道襯砌滲漏水病害三維模型試驗系統(tǒng)，以濟南市旅游路開元隧道滲漏水治理工程為依托，開展了大型模型試驗，揭示了隧道穿越斷層時的圍巖與襯砌的變形、受力、破壞與襯砌破裂滲漏水成因，得到了注漿封堵過程中排水對襯砌泄壓的影響規(guī)律。
　　(3)建立了單一非貫通裂隙注漿模型，揭示了單一非貫通裂隙注漿過程中的變形與注

4、漿封堵機制。開展了不同注漿材料對不同傾角裂隙加固效果試驗，基于裂隙襯砌等效代替方法，開展了有限元分析，揭示了注漿前后圍巖應力、位移演化規(guī)律。
　　(4)提出了基于地質雷達探測的隧道襯砌缺陷和病害精細檢測及注漿加固效果評價方法，開展了系統(tǒng)的正演模擬與成像數(shù)值試驗，建立了典型襯砌病害的地質雷達探測解釋準則，提出了襯砌滲漏水病害注漿加固效果的評價標準和方法，最終形成了基于“反射圖像、歸位成像、頻譜特征”綜合分析的隧道襯砌缺陷和病害精細化

5、檢測以及注漿加固效果評價方法。
　　(5)針對濟南市旅游路開元隧道滲漏水治理工程，完成了隧道滲漏水統(tǒng)計和類型劃分，采用本文提出的“反射圖像、歸位成像、頻譜特征”綜合分析的隧道襯砌缺陷和病害精細化檢測理論技術，實現(xiàn)了襯砌開裂、空洞和滲漏水病害的較精確識別和定位，根據(jù)論文注漿材料室內試驗成果和現(xiàn)場試驗，確定了開元隧道注漿材料并進行實施。應用論文成果—基于地質雷達注漿加固效果的評價方法進行注漿效果評價，成功解決了開元隧道122處襯砌滲漏