彩色高清PDF《隧道突涌灾害形态分析法》黄世武

为了破解隧道及地下工程突涌灾害定量化分析的难题，本书从隧道突涌灾害形态分析入手，提出识别隧道突涌灾害类型的量化方法：建立隧道突酒害暴发模型，并形成隧道灾害治理与治理质量评价的量化方法体系。面对突浦灾害，该方法体系适用于定量化估算遂道掌子面突涌灾害暴发危险程度，治理加固半径、隧道突涌临界顶板厚度、治理段的预留长度与可开挖长度等技术指标或参数。书中既有一定程度的理论推演，又有详实的工程案例作为支撑。
本书适合高校岩土工程，隧道及地下工程等相关学科研究生学习使用，也适合遂道及地下工程建设管理，科研、设计，施工及监理等从业人员参考阅读。

隧道突涌隐患较低的占比率和较高的暴发率，两者对比明显，要解决隧道突涌问题我们还面临着很深的瓶颈，在对隧道突涌隐患的识别、治理、评价环节，还存在较大的缺陷，已有方法得出的成果与实际偏离较大，未能从根本上遏制突涌隐患转化为灾害的势头。
当然，我们不应夸大突涌灾害的可怕程度，经过艰苦拼搏和艰辛博弈，目前还没有贯通不了的突涌隧道：夸大突涌灾害程度，可能会将改变从业者的心态，增加抗突涌的难度。因此，如何突破瓶颈，将定性与定量化分析推向更高的层面，是当务之急。
本书首先分析隧道水-岩环境，使用水压、围岩强度、围岩颗粒级配修正系数定义突涌源形态系数，确定6种突涌源形态类别：基于水文地质条件不一定均匀分布的状况，对隧道断面进行力学分区和几何分区，确定隧道基准等效断面，提出估算隧道等效断面突涌灾害程度的方法，为识别、分析、治理、评价提供依据。建立隧道突涌灾害暴发模型，提出非突涌隐患区、过渡区、突涌隐患区的概念，形成掌子面突涌灾害暴发的危险程度、帷幕注浆加固半径、隧道临界顶板厚度、引排水效果、治理循环区段的帷幕注浆长度、开挖长度及预留长度的估算法。开展孕灾地质分析，将孕灾地质构造与突涌因素建立联系，研究引排水和注浆的尺度效应，为开展有针对性的环境干预与改造指明方向。
基于隧道突涌隐患和突涌灾害存在密切联系的判断，在隧道设计与施工中，利用突酒源形态系数进行正向分析，以识别突涌隐患，并推测突涌灾害的宏观形态：依据异常情况和灾害的宏观形态进行反向分析，可推断隐患。在勘察、设计、治理及质量评价各环节工作中，循环交互使用正向分析法和反向分析法，一环扣一环，将较好地满足抗突涌的需求。这套方法，我们暂且称为隧道突涌形态分析法。

目录

第1章绪论…………………1
1.1多形态的隧道突涌灾害………2
1.2隧道突涌灾害的危害……2
1.3隧道突涌灾害的识别、治理与治理质量评价的主要经验……3
1.3.1灾害识别既有经验………4
1.3.2灾害治理既有经验…………6
1.3.3治理质量评价…………7
1.3.4既有经验的作用和主要不足……8
1.3.5抗突涌实践效果及需求8
1.4本书的任务及构想………9
第2章地质块水一岩环境分析……11
2.1围岩稳定性的正反向分析……12
2.1.1围岩自稳性分类…………12
2.1.2围岩的质量法分级………12
2.1.3岩石的强度法分级…13
2.1.4土体的密实度法分级…13
2.1.5图岩质量法分级、强度法分级、自稳性分类的对应关系…13
2.2地下水赋存状态的正反向分析…14
2.2.1常见水压……………14
2.2.2常见水压分级与对应的涌水形态分类…………15
2.2.3高水压及其对应形态再分级…………………………19
2.2.4水压总分级与涌水形态分类汇总…20
2.3围岩稳定性与地下水赋存状态的合并分析…20
2.3.1正向分析的合并……………20
2.3.2土体的E取值…………21

2.3.3突涌源形态系数的力学解释………21
2.3.4正向分析与反向分析的合并………22
2.3.5对突涌灾害的再认识……24
2.3.6正向分析与反向分析的合并效应表的作用……25
2.3.7隧道突涌灾害形态分析法的概念………26
2.4孕灾地质构造环境简析………………………26
2.4.1突涌孕灾地质构造分类…26
2.4.2地质构造环境递变规律发生的原因…28
2.4.3导水与储水结构……29
2.4,4孕灾地质构造的相互联系及转化………29
2.4,5孕灾地质构造类型的启示……………………30
2.5隧道地质构造环境的干预方法…………30
2.5.1与引排水和注浆相关的尺度效应………31
2.5.2围岩注浆的尺度效应……31
2.5.3引排水的尺度效应………32
2.5.4突涌细分区与围岩环境干预尺度效应的联系…34
2.5.5排水与注浆尺度效应的启示………37

第3章隧道断面突涌灾害程度分析………38
3.1施工扰动对断面环境的影响………39
3.1.1膜道断面………39
3.1.2力学等效断面………………………40
3.1.3非圆形隧道…………………41
3.1.4等效断面的塑性图与弹塑性图分界…………42
3.1.5弹塑性图、塑性圈的变形观测………44
3.1,6隧道等效断面不同力学区域的相对变形量……45
3.2隧道等效断面的突涌强度与突涌烈度………46
3.2.1等效断面的分区及排序…………46
3.2.2等效断面的突涌强度…………50
3.2.3”基准等效断面突涌图（填色）………………52
3.2.4隧道等效断面突涌烈度………53
3.2.5案例………53
3.3隧道帷幕注浆加固半径估算方法………………57
3.3.1推幕注浆加固半径或注浆厚度概念………58
3.3.2既有经验确定推幕注浆加固半径的主要办法…………58
3.3.3隧道突涌灾害形态分析法确定加固半径的研究……58
3.3.4均质围岩隧道的注浆厚度估算……………………62
3.3.5非均质围岩隧道帷慕注浆加固厚度的估算………63
3.4临近腔洞时隧道拱顶顶板临界厚度的估算方法与检验………65
3.5隧道引排水效果的估算方法…………………………71
3.5.1引排水的适用方式…………………………71
3.5.2引排水效果的覆盖范图………71

3.5,3排水失效………………72
3.5.4动态引排水……………72
3.5.5引排水效果的检查与观测………………73
3.6浅埋隧道的等效断面及分区的简化处理……73
3.6.1浅厘隧道与深埋隧道的分界…………………73
3.6.2浅埋隧道的三种可能断面………………74
3.6.3简化处理后效果复核…………………………78
3.6.4结论…………………80
第4章隧道突涌隐患区段分析与治理…81
4.1突涌灾害暴发模型与突涌单元分析区………82
4.1.1突涌灾害暴发模型……82
4,1.2突涌单元分析区及其属性………………83
4.1.3突涌单元分析区的重要性………………………84
4.2施工扰动对前方隧道环境的影响……………………84
4.2.1纵向有效影响长度……………………85
4.2.2力学计算……………85
4.2.3施工统计与分析…………………………85
4.2.4相关行业技术规范的管理规定…………87
4.2.5本书的做法与推新…………87
4.3”掌子面暴发突涌灾害的危险程度估算方法……88
4,3.1开挖最小预留长度……………………………88
4,3.2修正的开挖最小预留长度……88
4,3.3暴发突涌灾害的危险程度………………………89
4,3.4突涌灾害暴发常见情况………………………89
4,3.5案例…………………………………90

4.4确定帷幕注浆合理长度与可开挖长度……………91
4.4.1既有方法……………91
4.4.2突涌形态分析法视角下的做法……………………93
4,5人工构建过渡区………………94
4.5.1典型低水压砂岩隧道概况…95
4.5.2低水压砂岩隧道的特点及过渡区的构建需求…………96
4.5.3正向分析及正向构建过渡区的步骤………………97
4.5.4反向分析及反向构建过波渡区的步骤…………98
4.5.5人工构建过渡区的经验教训………………98
4.6突涌灾害暴发前后过渡区的人工构建100
4.7突涌单元分析区的确立方法与路径…………102
4,7,1超大埋深、大埋深隧道的典型代表……102
4.7.2突涌分析区确立的路径1一正向分析法104
4.7.3突涌分析区的确立路径2一反向分析法106
4.7.4确立突涌分析区的实践经验总结……………107
第5章隧道突涌形态分析法的综合运用109

5.1围岩抗压强度与水压的测量110
5.2设计与施工的突涌核心问题113
5.34时段核心问题的特点114
5.4预设计时段114
5.5正常施工时段121
5.6突涌灾害发生时段125
5.7治理时段127
5.8形态分析法在设计与施工上同传统做法的差异性128
5.9运营期突涌传递效应分析132
第6章隧道突涌形态分析法的实践与总结138
6.1均昌隧道突涌灾害或隐患治理实践139
6.2岭脚隧道突涌灾害或隐患治理实践149
6.3隧道突涌灾害形态分析法总结153
参考文就……………158

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