关角隧道地下水排放量对围岩水环境影响的研究

摘要

随着西部大开发的深入和铁路建设高速重载的发展趋势,需要修建大量的深埋高水压长大山岭隧道,如何控制隧道排水量,保护地下水资源和生态环境已经成为隧道设计、施工和运营中的关键问题。本文以在建的西格二线(西宁至格尔木)关角隧道工程为背景,研究关角隧道地下水排放量对围岩水环境的影响。
　　(1)以关角隧道工程地质勘察报告为基础,分析了关角隧道工程地质和水文地质情况,得出了工程范围内围岩的渗透系数和地下水赋存规律,为数值模拟提供了取值的依据。
　　(2)运用FLAC3D有限差分软件,结合关角隧道工程,建立了双线隧道三种防排水模型,基于流固耦合理论分析了隧道周围渗流场的演变规律。
　　(3)在数值模拟的基础上,分析了不同防排水模型的地下水水位变化情况和隧道排水量的大小,同时探讨了山岭隧道防排水和渗漏水治理的关键技术。
　　主要研究成果:
　　(1)得出了考虑渗流场耦合和不考虑渗流场耦合,全排水情况下隧道涌水量的差异和地下水水位的变化趋势,为控制性排放水提供了上限值。
　　(2)分析了全封堵衬砌上的应力值,考虑渗流场的作用后,衬砌外侧的最大主应力要比不考虑渗流场时的大0.1MPa左右,而衬砌内侧大0.05MPa左右。
　　(3)总结了注浆加固圈的厚度和渗透性对限制隧道排水量大小的影响,给出了工程区域内隧道注浆加固厚度和渗透系数的建议取值范围。
　　(4)对比全排水和限量排水模型下,不同Q边界/Q衬砌值的水位降值,得出两种模型的稳定水位降分别为0.76-0.86m和0.27-0.45m之间。

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1 绪论

1.1 工程背景及研究意义

1.2 国内外研究现状及存在问题

1.3 本论文主要研究内容

2 地下水的分类及其对隧道工程的影响

2.1 引言

2.2 地下水主要类型及特征

2.3 地下水对隧道工程的影响

3 关角隧道地区工程地质和水文地质条件

3.1 概述

3.2 关角隧道地区基本工程地质条件

3.3关角隧道地区水文地质条件

4 关角隧道渗流场与应力场耦合分析

4.1 概述

4.2 渗流基本理论

4.3 应用FLAC3D软件进行隧道渗流场分析

4.4关角隧道DK305+500断面流固耦合模型计算

4.5本章小结

5 关角隧道地下水保护研究

5.1 隧道防排水处理措施

5.2 关角隧道地下水保护办法

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果