文档介绍：中国地质科学院
博士学位论文
三峡引水工程秦巴段深埋长隧洞开挖地质灾害研究
姓名:何锋
申请学位级别:博士
专业:地质工程
指导教师:吴树仁;曲永新
20050420
中国地质科学院博了学位论文
摘要
本文结合实际工程,在收集、分析前人研究结果的基础上,通过野外地质调查,室内试
验测试分析和模型计算,运用工程地质学、岩体力学等多学科理论和方法,开展三峡引水
程秦巴段深理长隧洞开挖地质灾害方面的研究上作,在项目组各位老师和同学的协助下,重
点研究二峡引水程秦巴段区域稳定性和活动断裂区构造应力场和秦岭特长隧
道段隧道围岩应力场分布特征及其二维有限元的仿真模拟三峡引水程秦巴段线路
程地质条件和问题三峡引水程秦巴段隧洞岩爆、突水、大变形研究经过年多的
研究取得了以下初步进展和认识
运用工程地质力学的基本理论,以具体工程为例,初步提出了较为系统、全面的、
适用于条件差、地质复杂、资料少等可行性研究阶段的深埋长大隧道土要地质灾害预测研究
的思路和方法提出隧道地质灾害预报具有明显的阶段性及其预测研究的基本思路。
区域现今应力场分析表明①现今区域应力场方向以向挤压为土,与向输
水隧道成小角度相交,有利于隧洞的稳定性。②现今最大主压应力量值一般都随深度增加而
增加。在离地表范围以内,最大主压应力值在以卜在距地表范
围内,地应力值不超过〕
、三峡引水圣程秦巴段线路工程地质条件比较复杂,横向断裂多、岩体变形较破碎、
局部软弱夹层多。隧洞开挖存在的主要地质灾害是岩爆、大变形和突水。特别是①秦岭特长
隧洞埋深开挖过程中的岩爆灾害将比较突出②大巴山南部的断裂带和岩溶
突水问题比较严重
在系统总结分析影响岩爆发生大因素的基础上,提出以岩石单轴抗压强度与
最大主应力的比值作为判别三峡引水程秦岭特长隧洞岩爆发生的指标,着重预测了秦
岭特长输水隧洞岩爆灾害发生的地段与烈度等级,并对引水工程秦巴段全线可能发生岩爆的
段作出预测。结果表明①汉江以南的大巴山地区,发生强岩爆的地段少,只有部厚
层白云岩有可能发生小规模岩爆。②汉江北部的风凰山隧道一带局部可能发生强岩爆,强岩
爆可能集中在深理隧道的范围内。②秦岭主峰附近深埋隧道发生强岩爆的可能性很
大,发生强岩爆的分布范围长达左右,其中,秦岭主峰的左右范围尤其需要注
意二其它大部分地段发生强岩爆的可能性很小。
、三峡引水工程奏巴段隧洞可能发生突水地段预测评价结果表明秦巴段沿线隧道施
工可能发生突水的地段比较多,其中,可能发生大规模突水的地段主要集中在大巴山的断层
带与岩溶复合控制地段,特别是大巴山南麓的两河口一岔溪口之间的前河隧道、大巴山北部
毛坝一汉江的洪家山隧道需要重视大规模岩溶突水灾害秦岭深埋隧道主要是断裂带和节理
密集带突水,以中等规模为土,局部断裂交叉部位可能存在大规模突水过程。
秦巴地区从南向北的主要软弱岩土体类型包括四川盆地的侏罗纪泥岩、人巴山地
区的志留系泥质岩,秦岭造山带中的元占界片岩云毋片岩、绿泥石片岩、滑石片岩和劈
理化板岩、古生界的千枚岩、板岩、炭质页岩,月河盆地的白纪泥岩、胶结程度不高的断
层破碎带及第四纪粘土等都是容易发生大变形及其相关灾害的软弱夹层。
关键词二峡引水程地质灾害地应力岩爆大变形隧道突水
中国地质科学院博士学位论文
②
公
中国地质科学院博士学位论文
。,,
③
中国地质科学院博士学位论文
第一章绪论
一、三峡引水工程秦巴段工程概况
南水北调是实现我国水资源合理配置的战略性程,是改变我国北方地区缺水现状的重
人举措,关系到我国经济和社会发展的全局,关系到西部大开发的战略部署。我国北方缺水
的现状止日益严重,水环境也已经严重恶化,长期缺水和洪水威胁对黄河已经造成了巨大的
危害。陕西省是我国进行西部大开发的战略重镇,关中地区作为进入大西北和大西南的门户
和前沿地带,具有十分里要的地位。但是关中地区严重缺水和渭河下游洪涝灾害频繁,业己
成为制约该区发展的主要因素。
江三峡水库小江引水济黄、济华北工程简称三峡引水」程是南水北调工程规划的
一个新方案,它是以三峡水库为主要水源地,在重庆开县小江建抽水站,设水泵台,扬
程,抽水至高程的长岭岗静水池。同时工程初期拟修建调节水库座,蓄纳汛
期高山洪水,将亿耐的长江水经输水隧洞渡槽穿越大巴山,经汉江、秦岭,
送到陕西咸阳市附近的渭河,再流经黄河三门峡、小