深埋隧洞穿越断层开挖施工围岩灾变预警与优化技术研究文献综述
2020-04-15 09:41:15
中国是世界上第三大的国家，各种各样的地形地貌充斥其中，山地在国土土地上占约百分之七十五，随着社会的不断发展，经济的腾飞需要各地交通的联通，为了穿越这些山地就需要大量的隧道，而隧道作为交通基础的一种正在发挥着越来越重要的作用。我国幅员辽阔，地质条件复杂，尤其不良地质地带分布广泛，隧道在建设的过程中遇到了各种各样的问题。
因为隧道工程对经济发展的重要作用，随着隧道工程在全球范围内的不断发展，我国吸取了大量古今中外隧道修建过程中的经验教训，但是不可避免的也产生了不少灾害事故。因此，进行这些灾害方面的研究是十分必要的，它能有效地减少地质灾害带来的损失。分析以前发生的灾害案例，绝大部分灾害都是由于隧道失稳导致的，因此在隧道修建过程中围岩的稳定性是人们需要重点考虑的问题。对围岩稳定性而言最重要的是找到影响围岩稳定性的因素，影响围岩稳定性的因素是多种多样的，其中地质因素的影响十分普遍，而地质因素中断层破碎带又是人们经常遇到的问题。
如何采取经济合理的施工措施和开挖方法，在确保施工安全的前提下，减小断层带开挖时对隧道稳定的不利影响，是断层带隧道在施工过程中面临的关键问题。针对上述问题，本文以兰州至乌鲁木齐第二双线甘青段大梁隧道爆破开挖为背景，在给定的隧洞设计方案的基础上，针对爆破开挖程序、爆破方法以及参数优化进行计算，从而基于围岩损伤控制机理优化开挖参数，降低灾害概率。
{title}2. 研究的基本内容与方案
{title}研究内容： 阅读设计资料并查阅相关施工设计手册和设计规范，明确施工设计基本方法、步骤和要求；根据设计资料中给出的地质条件和隧洞洞形、尺寸等，校核已有的孔网布置、爆破网路设计和最大单段药量施工设计参数；查阅相关文献，了解深部岩体围岩特性与特殊赋存环境，了解围岩失稳灾变的主要类型；通过有限元方法，模拟岩体爆破开挖诱发的地震效应与围岩变形损伤演化规律，并与现有的实测数据进行对比分析；反演围岩灾变前的位移变化特性，揭示围岩灾变的位移前兆特征；并基于围岩损伤控制机理优化开挖参数，降低灾害概率。
研究目标：撰写阅读笔记，详细罗列资料名称、设计手册名称、设计规范名称和现有的设计资料；撰写文献综述，至少含20%外文文献，明确深部岩体围岩特性、特殊赋存环境与施工方法对围岩失稳灾变的主要影响机制；计算单个模型不同工况下的爆破震动传播衰减规律、位移变化与损伤分布；反演围岩灾变前的位移变化特性，揭示围岩灾变的位移前兆特征；并基于围岩损伤控制机理优化开挖参数，降低灾害概率。
拟采用的技术方案及措施：通过动力有限元方法，模拟岩体爆破开挖诱发的地震效应与围岩变形与损伤分布，查阅爆破参数优化相关文献，分析计算结果与现有实测数据。
3. 参考文献| [1]朱彬彬,董道军,吴立,吴义,郝勇.穿越富水断层深埋引水隧洞涌水量预测研究[J].铁道科学与工程学报,2017,14(11):2407-2417. |
| [2]贾国臣,刘康和,周明.大地电磁测深法在深埋隧洞勘察中的应用[J].水利水电技术,2017,48(10):18-25. |
| [3]杜雷功.长大深埋水工隧洞设计关键技术研究与实践[J].水利水电技术,2017,48(10):1-9. |
| [4]王学军.岩溶峡谷区深埋隧洞快速施工关键技术[J].黑龙江水利,2016,2(12):63-65. |
| [5]周辉,孟凡震,张传庆,卢景景,徐荣超.深埋硬岩隧洞岩爆的结构面作用机制分析[J].岩石力学与工程学报,2015,34(04):720-727. |
| [6]刘强,吴文兵,段隆臣.深埋断层节理段导流隧洞围岩稳定性分析[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2014,41(11):77-80. |
| [7]李鹏,何江达,谢红强,肖明砾.深埋隧洞开挖过程中围岩破坏机理研究[J].云南水力发电,2014,30(02):3-7. |
| [8]王媛,秦峰,夏志皓,倪小东.深埋隧洞涌水预测非达西流模型及数值模拟[J].岩石力学与工程学报,2012,31(09):1862-1868. |
| [9]王媛,金华,李冬田.裂隙岩体深埋长隧洞断裂控水模型及突、涌水量多因素综合预测[J].岩石力学与工程学报,2012,31(08):1567-1573. |
| [10]邱士利,冯夏庭,张传庆,吴文平.深埋硬岩隧洞岩爆倾向性指标RVI的建立及验证[J].岩石力学与工程学报,2011,30(06):1126-1141. [11] Dynamic stress adjustment and rock damage during blastingexcavation in a deep-buried circular tunnel[J] Tunnelling and Underground Space Technology，2018，71（02）：291-604. [13] Physical modeling of deformation failure mechanism ofsurrounding rocks for the deep-buried tunnel in soft rock strata during theexcavation[J] Science CitationIndex Expanded,2018,74(01):247-261. [14] Comprehensive geophysical prediction and treatmentmeasures of karst caves in deep buried tunnel[J] Science Citation IndexExpanded,2015.116(25):247-257. [15] Studyon Rockburst Nucleation Process of Deep-Buried Tunnels Based on MicroseismicMonitoring.[J] Science Citation IndexExpanded,2015,2015(01):1-17. |
中国是世界上第三大的国家，各种各样的地形地貌充斥其中，山地在国土土地上占约百分之七十五，随着社会的不断发展，经济的腾飞需要各地交通的联通，为了穿越这些山地就需要大量的隧道，而隧道作为交通基础的一种正在发挥着越来越重要的作用。我国幅员辽阔，地质条件复杂，尤其不良地质地带分布广泛，隧道在建设的过程中遇到了各种各样的问题。
因为隧道工程对经济发展的重要作用，随着隧道工程在全球范围内的不断发展，我国吸取了大量古今中外隧道修建过程中的经验教训，但是不可避免的也产生了不少灾害事故。因此，进行这些灾害方面的研究是十分必要的，它能有效地减少地质灾害带来的损失。分析以前发生的灾害案例，绝大部分灾害都是由于隧道失稳导致的，因此在隧道修建过程中围岩的稳定性是人们需要重点考虑的问题。对围岩稳定性而言最重要的是找到影响围岩稳定性的因素，影响围岩稳定性的因素是多种多样的，其中地质因素的影响十分普遍，而地质因素中断层破碎带又是人们经常遇到的问题。
如何采取经济合理的施工措施和开挖方法，在确保施工安全的前提下，减小断层带开挖时对隧道稳定的不利影响，是断层带隧道在施工过程中面临的关键问题。针对上述问题，本文以兰州至乌鲁木齐第二双线甘青段大梁隧道爆破开挖为背景，在给定的隧洞设计方案的基础上，针对爆破开挖程序、爆破方法以及参数优化进行计算，从而基于围岩损伤控制机理优化开挖参数，降低灾害概率。
{title}2. 研究的基本内容与方案
{title}研究内容： 阅读设计资料并查阅相关施工设计手册和设计规范，明确施工设计基本方法、步骤和要求；根据设计资料中给出的地质条件和隧洞洞形、尺寸等，校核已有的孔网布置、爆破网路设计和最大单段药量施工设计参数；查阅相关文献，了解深部岩体围岩特性与特殊赋存环境，了解围岩失稳灾变的主要类型；通过有限元方法，模拟岩体爆破开挖诱发的地震效应与围岩变形损伤演化规律，并与现有的实测数据进行对比分析；反演围岩灾变前的位移变化特性，揭示围岩灾变的位移前兆特征；并基于围岩损伤控制机理优化开挖参数，降低灾害概率。
研究目标：撰写阅读笔记，详细罗列资料名称、设计手册名称、设计规范名称和现有的设计资料；撰写文献综述，至少含20%外文文献，明确深部岩体围岩特性、特殊赋存环境与施工方法对围岩失稳灾变的主要影响机制；计算单个模型不同工况下的爆破震动传播衰减规律、位移变化与损伤分布；反演围岩灾变前的位移变化特性，揭示围岩灾变的位移前兆特征；并基于围岩损伤控制机理优化开挖参数，降低灾害概率。
拟采用的技术方案及措施：通过动力有限元方法，模拟岩体爆破开挖诱发的地震效应与围岩变形与损伤分布，查阅爆破参数优化相关文献，分析计算结果与现有实测数据。
