渝湘高速公路水江—武隆段大湾隧道围岩分级研究

论文摘要

近十年来,我国的公路、铁路、水工及输油气隧道建设迅速发展,进入2000年后,高速公路建设进入一个迅猛发展的时期。随着西部大开发战略的深入,公路建设成为区域大开发战略的首要任务,随之而来公路隧道的数量和长度与日俱增。以公路为主的基础设施逐渐向山区延伸,与之相伴的隧道规模、数量也在迅速扩大与增加,出现了一系列“长、大、深”的隧道工程。在隧道建设过程中,经常遇到勘察设计文件中隧道围岩级别划分与实际施工时隧道围岩不吻合,施工变更较多,影响工程建设进度。隧道围岩级别正确划分对隧道安全施工、隧道安全运营及隧道建设投资均具有重大意义。而近年来,随着高速公路建设的加快,一条新建高速公路从初勘选线到施工图交付建设,工期往往就一年左右,高速公路勘察设计阶段的工期大大缩短,勘察设计单位为完成任务,勘察设计单位多采用单一的手段机械的搬用规范对隧道围岩进行分级,没有深入研究采用多种方法综合分级。因此,为最终作到精确设计、安全施工、确保隧道安全运营,在隧道勘察设计阶段,综合利用多种方法正确划分隧道围岩级别显得十分重要。本论文以前人的研究成果为基础,以渝湘高速公路水江—武隆段大湾隧道为典型实例,通过系统深入地研究隧道围岩的分级,综合评价影响隧道围岩分级的因素,指导设计和施工；同时对地质条件类似公路隧道在该领域的勘察、设计、施工和监理等起到指导和帮助作用。通过研究,主要获得以下成果：(1)通过总结分析多种围岩分级方法指标体系,归纳影响围岩分级的主要指标(地层岩性、控制性断层及风化卸荷程度)和次要因素(岩石坚硬程度、岩体完整程度、结构面特征、地下水状态以及初始地应力等)的确定方法。(2)通过对国内主要行业规范围岩分级方法总结分析,体会到工程岩体分级、公路隧道分级、铁路隧道分级和水电工程隧道分级方法的生产指导性强,在勘察设计的各阶段实用性较好。国际上普遍使用RMR系统分级和Q法系统分级法对施工阶段围岩分级的指导意义较大,在施工阶段实用性较好。(3)工程地质条件复杂的公路隧道在勘察阶段,宜采用多种分级方法对比的综合分级。对几何尺寸较大的线状隧道,结合工程岩体分级方法综合分级比较好,对工程地质条件复杂且几何尺寸较大的线状隧道,可结合水电工程隧道分级方法综合分级,对几何尺寸不大的线状隧道,可结合铁路隧道分级方法综合分级。(4)无论是试验得出的定量分级指标还是野外调查分析确定的定性指标,因受工作手段、工作经验、仪器设备等影响,分级指标不可能与实际完全吻合,综合分析基础上合理、准确确定围岩分级指标主对正确划分围岩级别十分重要。勘察时划分的隧道围岩分级在设计阶段可起到指导作用,施工期间加强围岩分级的校核,及时调整分级指标和围岩分级。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 选题依据及研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究内容与技术路线
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 第2章 研究区地质环境条件
• 2.1 区域地质背景
• 2.2 研究区地形地貌
• 2.3 研究区地层岩性及岩体特征
• 2.4 研究区地质构造及地应力
• 2.5 研究区水文地质条件
• 第3章 围岩分级指标分析
• 3.1 岩体质量分级基本指标
• 3.1.1 岩石强度
• 3.1.2 岩体结构特征
• 3.1.3 岩体风化特征
• 3.1.4 岩体纵波速特征
• 3.2 岩体质量分级修正分析
• 第4章 围岩分级方法概况及围岩分级
• 4.1 工程岩体分级标准（GB50218-94）
• 4.2 公路隧道围岩分级（JTG 070-2004）
• 4.3 水电工程隧道围岩分级（GB 50487-2008）
• 4.4 铁路隧道围岩分级（TB 10003-2005）
• 4.5 岩体质量指标Q分级
• 4.6 岩体地质力学RMR分级
• 4.7 综合分级
• 4.7.1 几种分级标准的对比分析
• 4.7.2 几种分级方法存在的主要问题
• 4.7.3 围岩综合分级
• 第5章 隧道围岩分级施工回访对比分析
• 5.1 隧道围岩分级施工回访概况
• 5.2 隧道围岩分级施工回访与理论分级分析对比
• 5.3 认识
• 5.3.1 认识
• 5.3.2 地下洞室围岩分级方法存在的主要问题及发展方向
• 第6章 结论及建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间取得学术成果