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1 特长隧道及其施工地质灾害导论1

1.1 隧道及其分类1

1.1.1 隧道及其既有分类1

1.1.2 隧道的埋深分类2

1.2 既有特长隧道概况9

1.3 特长隧道——未来山岭隧道的发展趋势11

1.3.1 高速公路与(准)高速铁路——陆路交通的发展趋势11

1.3.2 高速公路与(准)高速铁路对线形的基本要求14

1.3.3 特长隧道——提高线形标准的重要途径15

1.4 特长隧道衬砌结构的多样化与信息化设计19

1.4.1 特长隧道衬砌结构形式的多样化20

1.4.2 特长隧道衬砌结构的信息化设计与施工22

1.5 特长隧道的掘进23

1.5.1 钻爆法(新奥法)23

1.5.2 全断面TBM法25

1.5.3 TBM与钻爆法相结合的掘进技术36

1.6 特长隧道的施工通风37

1.6.1 传统通风方式37

1.6.2 特长隧道的施工通风38

1.7.1 隧道施工地质灾害发生的普遍机制及其分类43

1.7 特长隧道地质灾害及其特殊性43

1.7.2 特长隧道施工地质灾害的特殊性45

2 二次应力场与隧道围岩稳定性47

2.1 隧道开挖形成的二次应力场的弹性静力学解48

2.2 以弹性静力学为基础的隧道围岩稳定性分析54

2.3 围岩稳定与特长隧道的断面形式57

3 岩爆机理及其控制59

3.1 既有研究成果59

3.1.1 关于岩爆的定义与形成机制60

3.1.2 岩爆预测62

3.1.3 岩爆防治措施66

3.2 岩爆过程所释放的能量形式67

3.2.1 围岩弹性应变能分析67

3.2.2 造岩矿物的晶格能71

3.3 岩爆发生机制的岩石动力学分析75

3.3.1 岩爆发生机制的岩石静力学分析75

3.3.2 深井及超深井的井壁稳定问题80

3.3.3 开挖爆破对岩爆的贡献83

3.4 岩爆应力波与岩爆追踪现象111

3.4.1 岩爆追踪的机制分析112

3.4.2 岩爆追踪过程中岩爆释放能量的衰减114

3.5 地应力量级与岩爆的关系116

3.5.1 地应力与岩爆的关系116

3.5.2 特长隧道浅埋段及傍山隧道岩爆117

3.6 施工阶段的岩爆控制127

3.6.1 降低爆破荷载峰值压力、加快爆破荷载衰减128

3.6.2 拦截爆破应力波128

4.1 软岩隧道大变形及其既有研究成果131

4.1.1 软岩大变形概况131

4 软岩大变形的机制分析及预测评价131

4.1.2 软岩隧道大变形机理及预测研究现状137

4.1.3 软岩大变形隧道的支护148

4.2 固体静力学对软岩大变形的描述及其局限性157

4.2.1 开挖轮廓线以外软岩的渐进屈服与剪胀157

4.2.2 开挖轮廓线以内软岩的低次(小尺度)屈服与剪胀159

4.2.3 固体静力学理论在大变形研究方面的局限性160

4.3 描述深埋隧道软岩大变形的流体动力学方法162

4.3.1 基本假设163

4.3.2 描述软岩流动的参数系统163

4.3.3 描述软岩传输的基本定律167

4.3.4 描述软岩大变形的流体动力学模型168

4.3.5 软岩向深埋隧道的流动173

5 隧道涌水预测177

5.1 概论177

5.2 渝怀线圆梁山特长隧道的地质与水文地质背景178

5.2.1 地层、构造与岩溶179

5.2.2 岩溶水182

5.3 岩溶水的化学及同位素地球化学特征183

5.4 岩溶水的系统性分析186

5.4.1 浅部岩溶水系统188

5.4.2 浅部各岩溶水系统对隧道涌水的贡献评估194

5.4.3 深部岩溶水系统197

5.5 隧道围岩渗透性预测198

5.5.1 既有研究成果198

5.5.2 圆梁山隧道毛坝向斜段围岩渗透性预测201

5.6 隧道涌水预测206

5.6.1 系统分析方法207

5.6.2 深埋隧道涌水量计算的镜像法208

5.6.3 钻孔-隧道比拟法210

参考文献212