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复杂地层条件下运输通道施工关键技术及地表环境分析研究

作　者: 唐百晓
导　师: 庞建勇
学　校: 安徽理工大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 富水砂卵石层地下工程注浆技术注浆理论工程应用
分类号: U455.49
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 27次
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内容摘要

富水砂卵石层在我国分布广泛,是地下工程常见的不良复杂地层。对于21世纪是人类开发地下资源和空间主要时期,如何改善富水砂卵石层的性能更是个紧迫而重要的课题,也是工程界所关注的问题。特别是富水砂卵石层中水的影响,它往往是地下工程施工成败的关键,为了满足无水施工,降水往往是工程界首选的辅助施工方法。但是随着人们环保意识的提高,已经开始认识到降水辅助施工会给环境造成较大负面影响,如地表大面积沉降、建筑物和路面不均匀沉陷引起的开裂等。因此,在施工过程中,如何保证在富水卵石层的地下工程施工的顺利进行,并减小对地表环境的影响就成为本课题研究的主要内容。论文在综述富水砂卵石地层地下工程辅助施工技术的基础上,阐述了冻结技术和注浆技术。论文结合古交屯兰运输通道施工及周围环境情况,进行多种加固和控制地下水的施工方案比选,最终综合考虑决定采用注浆的方法改善富水砂卵石层的性能,以保证运输通道施工的顺利进行。本文将注浆理论成功应用于古交运输通道工程,实现了理论和实践的结合,对研究注浆技术在不良地质条件下应用具有重要的理论和实践意义。同时,对运输通道施工进行了三维弹塑性数值模拟计算,将数值模拟结果应用于指导施工；并提出地层的预加固和预处理方案、合理施工工序、施工方法和施工现场监测方法等,用于指导运输通道的设计及施工。论文研究成果在富水砂卵石层中的古交运输通道工程实践中得到了成功应用,保证了工程的顺利安全进行,达到了地表环境影响在可控的范围之内的目标。同时现场监测数据结果表明注浆加固砂卵石地层是一种极为有效的方法,为在相似地层条件下的地下工程建设提供参考,也为注浆技术在位于富水砂卵石层中地下工程施工的推广应用具有较大的推广作用。图[117]表[14]参[82]

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-12
1 绪论  12-18
  1.1 问题的提出  12-15
  1.2 国内外研究现状  15-16
  1.3 本文主要研究内容  16-17
  1.4 主要研究方法及路线  17-18
2 富水砂卵石地层辅助施工技术  18-27
  2.1 富水砂卵石地层施工技术难点  18
  2.2 地下工程治水的原则  18-19
  2.3 辅助施工方法  19-26
    2.3.1 冻结法固结地层  19-23
    2.3.2 注浆加固地层  23-26
  2.4 本章小结  26-27
3 注浆机理理论分析  27-48
  3.1 注浆扩散机理  27-35
    3.1.1 浆液的流变性  28-29
    3.1.2 渗透扩散  29-33
    3.1.3 裂隙填充  33-34
    3.1.4 压密注浆  34
    3.1.5 劈裂注浆  34-35
  3.2 注浆作用机理  35-39
    3.2.1 加固机理  35-37
    3.2.2 堵水机理  37
    3.2.3 固结土的渗透性  37-38
    3.2.4 岩土介质的注浆改性理论分析  38-39
  3.3 注浆参数  39-42
    3.3.1 注浆压力  40-41
    3.3.2 浆液扩散半径  41
    3.3.3 注浆量的计算  41-42
  3.4 注浆材料  42-46
    3.4.1 注浆材料分类  42-43
    3.4.2 注浆材料重要性能指标  43-46
    3.4.3 常用注浆材料  46
  3.5 注浆技术的适用范围与分类  46-47
    3.5.1 适用范围  46
    3.5.2 注浆方法的分类  46-47
  3.6 本章小结  47-48
4 运输通道施工引起地层变形和结构受力数值模拟  48-68
  4.1 FLAC基本介绍  48
  4.2 运输通道数值模拟计算与分析  48-67
    4.2.1 计算条件  48-49
    4.2.2 计算模型的构想  49-50
    4.2.3 计算模型的建立  50-52
    4.2.4 运输通道施工动态数值模拟结果及分析  52-67
  4.3 本章小结  67-68
5 工程应用与效果评价  68-85
  5.1 工程概述  68-71
    5.1.1 地理位置  68
    5.1.2 地质概况  68-69
    5.1.3 运输通道工程概况  69-70
    5.1.4 工程进展概述  70
    5.1.5 封水设计方案的选择  70-71
  5.2 注浆设计与施工  71-81
    5.2.1 注浆方案确定  71-72
    5.2.2 注浆设计  72-76
    5.2.3 注浆施工  76-81
  5.3 运输通道现场监测及效果评价  81-84
    5.3.1 监测目的  81
    5.3.2 监测内容  81-82
    5.3.3 运输通道断面收敛测试及分析评价  82-84
  5.4 本章小结  84-85
6 地表环境现场监测及效果评价  85-96
  6.1 地下工程施工对地表环境的影响  85-88
    6.1.2 地表沉降机理分析  85-86
    6.1.3 地下开挖与地层变形规律  86-88
  6.2 运输通道施工区域地表监测  88-95
    6.2.1 施工区域周围地表情况  88
    6.2.2 监测方案  88-90
    6.2.3 监测数据处理及分析评价  90-95
  6.3 本章小结  95-96
7 结论与展望  96-98
参考文献  98-102
致谢  102

复杂地层条件下运输通道施工关键技术及地表环境分析研究

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