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钻爆法施工的海底隧道最小岩石覆盖厚度确定方法及其关键技术
发布日期:2014-11-26 16:19    浏览次数:574次    [后退]    [返回首页]

随着国民经济的快速发展,我国对跨海交通的需求与日俱增,多条海底隧道已投入运营或正在规划,钻爆法施工的海底隧道有许多关键技术问题亟待解决,其中最小岩石覆盖厚度是制约海底隧道安全和造价的关键技术参数。岩石覆盖厚度过薄,面临施工过程中海底隧道透水的严重危险;岩石覆盖厚度增大将导致隧道埋深和长度增加,造价增高。因此,如何确定最小岩石覆盖厚度,对于我国海底隧道安全建设具有重要的工程价值和科学意义。目前国际上采用钻爆法建成了多条海底隧道,主要通过工程经验类比法确定覆盖岩层厚度,缺乏系统方法和理论依据。本项目历经近10年科研攻关和工程实践,通过理论分析、数值模拟、模型实验和工程验证,开展了钻爆法施工海底隧道最小岩石覆盖厚度确定方法及其关键技术研究,形成了钻爆法施工条件下海底隧道最小岩石覆盖厚度的确定方法及其关键技术。主要创新成果如下:

(1)综合运用工程类比、数值计算和理论分析,建立了钻爆法施工条件下海底隧道最小岩石覆盖厚度的确定方法和体系。

(2)研制了海底隧道流固耦合大型模型试验系统,揭示了海底隧道覆岩渗透失稳的多场信息演化规律,建立了海底隧道最小岩石覆盖厚度岩层渗透失稳的多参数分析方法。

(3)提出了确定岩石覆盖厚度的最小位移法判别准则,得到了确定钻爆法施工的海底隧道最小岩石覆盖厚度的计算公式。

(4)基于施工全过程位移释放率、位移增量反演理论和现场监测数据,建立了最小岩石覆盖厚度支护结构稳定性的分析方法,验证了最小岩石覆盖厚度取值的合理性。

研究成果成功应用于厦门翔安海底隧道、青岛胶州湾海底隧道纵断面线路设计,并得到了工程开挖过程实际验证,有效指导了现场施工,避免了工程灾害,得到了业主和施工单位好评,取得了显著的经济和社会效益,共节约成本2.32亿元。

课题组在国内外发表论文40余篇,在国内外大会做特邀报告15次,获得发明专利7项。培养了教授和教授级高工8名,副教授和高级工程师11名,博士生12名,硕士生20名。

                   

【发布人:周敬馨 来自:平台成果办公室】
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