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內容簡介

　　隨著我國國民經濟的迅猛發(fā)展和以人為本、環(huán)境保護、節(jié)能減排、低碳經濟與綠色能源政策的實施及隧道修建技術的進步，加之建造技術的進一步提高，直線或大半徑曲線長隧道、特長隧道修建越來越多，隧道埋深越來越大，穿越復雜地質條件的隧道越來越多?？梢灶A見，今后的隧道工程建設，將面臨更為嚴重的隧道長大斷裂、破碎帶、涌水、突水和涌泥、突泥等地質問題，也將是今后隧道工程建設面臨的重大問題。在武廣、京廣、鄭萬、貴南、玉墨、成貴、蘭渝等高速鐵路線上，有很多極其復雜的、富含破碎帶隧道的典型施工案例，如大瑤山隧道群、海棠隧道、木蘭隧道、牛嶺隧道、高嶺隧道等穿越的都是地質情況極為復雜的巖溶區(qū)段。以大瑤山隧道群為例，大瑤山區(qū)瑤山山脈呈東西向延伸，線路方案無法繞避，受湖洞斷裂切割的影響，粵北梳狀斷裂構造作用強烈，斷裂破碎帶強烈發(fā)育。施工中工作人員對地質機理的認知，到施工方案的選擇和施工工藝的控制，對工程建設及運營的好壞都極為重要。運營過程中高速列車運行動荷載產生的擾動、隧道氣動效應的影響，對運營維護也有非常大的影響。如何對破碎帶機理進行深入研究分析，來達到預測災害事故的目的；如何選用優(yōu)化的施工工藝，來起到質量控制的作用；如何在建設過程中通過合理的方法對斷裂破碎帶引起的缺陷進行整治，以確保工程安全?！陡咚勹F路基于三維模式泥質充填斷層破碎帶隧道高精度地質探測及災害精確控制關鍵技術》結合武廣、石武、安九、鄭萬、玉墨、貴南、蘭渝等國內比較成熟的高鐵線路的建設、運營、維護的實際情況，結合國內外對于破碎帶隧道研究的寶貴經驗，筆者提出對泥水充填破碎地質地區(qū)隧道建設災害機理分析、事故預判、維護整治等方面的見解。

作者簡介

　　高軍，男，1973年1月出生，漢族，河北滄州人，中**員，清華大學訪問學者，工學博士（博士后），教授級高級工程師，博士研究生導師。任中南大學、山東大學、華中科技大學、武漢大學、中國礦業(yè)大學（北京）兼職教授。兼任中國錨固協(xié)會理事、中國巖石力學學會青年工作委員會委員、中國管理學會學術委員（副主任）等，中國建筑學會專家委員會特聘專家，科技部國際工程評審特聘專家，國家發(fā)展和改革委員會PPP特聘專家。為鐵道部突出貢獻專家，“茅以升鐵道工程師”獲得者，“詹天佑突出貢獻獎”獲得者。主編了《高速鐵路巖溶地質路基設計與整治技術》《鐵路隧道工程施工技術》《高速鐵路》《圖解不良地質隧道施工技術》《圖解隧道輔助施工技術》《圖解鐵路不良地質與特殊巖土隧道施工安全及逃生》《武廣高鐵橋梁設計施工與動力學測試關鍵技術》等專著18部。先后在Engineering Structures和《鐵道建筑》《鐵路運輸與經濟》《鐵道標準設計》《巖土工程與力學學報》《鐵道技術監(jiān)督》《（河北科技大學學報》《河北工業(yè)科技》《振動學報》等國內外學術期刊上發(fā)表論文300余篇，其中被SCI、EI、ISTP檢索23篇。主持參加了邯鄲-濟南鐵路、京九鐵路、朔州一黃驊鐵路、京港澳高速公路、天津一汕頭高速公路、南京奧林匹克體育館、武漢一廣州高速鐵路、京廣高速鐵路湖北段、武九鐵路客運專線、鄭州-萬州高速鐵路、安慶-九江高速鐵路等工程。京九鐵路、天津-汕頭高速公路獲國家優(yōu)質工程魯班獎，邯鄲-濟南鐵路獲鐵道部優(yōu)質工程獎，京廣高速鐵路湖北段獲國家優(yōu)質工程獎。獲省部級科技進步特等獎1項、一等獎7項，技術發(fā)明-等獎1項，科技進步二等獎6項，三等獎5項。授權發(fā)明專利16件，實用新型專利98件，軟件著作權56項。主持省部級工法36項，其中主持工程項目獲魯班獎2項，國家優(yōu)質工程項目獎3項。

圖書目錄

1 緒論
1．1 立項背景及意義
1．2 國內外研究現(xiàn)狀
1．2．1 突水突泥特點及災害成因的研究現(xiàn)狀
1．2．2 突水突泥巖溶隧道穩(wěn)定影響的研究現(xiàn)狀
1．2．3 隧道巖溶突涌水災害的與控制技術的研究現(xiàn)狀
1．2．4 隧道巖溶突涌水研究亟待解決的問題
1．3 主要研究內容
1．3．1 深部巖溶發(fā)育規(guī)律研究
1．3．2 高風險巖溶隧道地質缺陷施工綜合預報方法研究
1．3．3 高風險巖溶隧道含水構造的定位定量預報方法研究
1．3．4 高風險深部巖溶隧道突水前兆信息演化規(guī)律與破壞機理研究
1．3．5 高風險巖溶隧道災害風險評估及快速預警機制研究
1．3．6 高風險巖溶隧道注漿施工工藝及材料優(yōu)化研究
1．4 體研究目標
1．4．1 研究內容
1．4．2 巖溶隧道地質災害技術指南的編制
1．5 關鍵技術及技術路線
1．6 創(chuàng)新成果
1．6．1 創(chuàng)新成果一
1．6．2 創(chuàng)新成果二
1．6．3 創(chuàng)新成果三
1．6．4 創(chuàng)新成果四
2 基于三維模式深部巖溶隧道含水地質高精度探測正反演算法的優(yōu)化與建立
2．1 含水構造電阻率法超前探測正演模擬
2．2 電阻率法隧道超前探測數(shù)值正演
2．2．1 含導水地質構造地電模型
2．2．2 隧道超前探測裝置形式
2．2．3 電阻率法隧道含水構造超前探測數(shù)值正演
2．2．4 電阻率法超前探測的干擾識別與去除方法
2．3 電阻率法隧道超前探測物理模型試驗
2．3．1 試驗裝置系統(tǒng)
2．3．2 含水構造超前探測試驗數(shù)據(jù)分析
2．4 基于激發(fā)極化法的隧道含水構造超前探測技術
2．4．1 激發(fā)極化法隧道超前探測三維觀測方式
2．4．2 隧道含水地質構造超前探測三維成像技術
2．5 隧道含水體水量估算技術
2．5．1 模型試驗研究
2．5．2 隧道含水體水量估算技術
2．6 基于不等式約束的小二乘反演方法
2．6．1 不等式約束的施加
2．6．2 三維電阻率反演流程
2．6．3 三維電阻率反演計算效率
2．6．4 算例
2．7 工程應用
2．7．1 工程概況與地質分析
2．7．2 含水體三維成像與定位
2．7．3 半衰時之差數(shù)據(jù)解釋
2．7．4 開挖結果
2．8 本章小結
3 二電流激發(fā)極化法探測儀器系統(tǒng)
3．1 C8051F020簡介
3．2 發(fā)射機
3．2．1 直流恒流電源設計
3．2．2 單片機控制模塊
3．2．3 測量接地電阻
3．3 接收機
3．3．1 單MCU模式
3．3．2 PC+MCU模式
3．4 本章小結
4 大電流脈動恒流供電優(yōu)化技術
4．1 信號采集
4．1．1 輸入信號的前級處理
4．1．2 自適應增益放大
4．2 系統(tǒng)實時
4．2．1 發(fā)射機實時
4．2．2 接收機實時
4．3 數(shù)據(jù)在CF卡中的文件存取
4．3．1 FAT文件系統(tǒng)
4．3．2 單片機實現(xiàn)CF卡中的FAT文件存取
4．4 信號提純技術
4．4．1 去除電磁干擾
4．4．2 PID調零去除極化干擾
4．4．3 小波變換去噪
4．5 本章小結
5 泥質充填斷層破碎帶三維注漿擴散機理
5．1 注漿理論概述
5．1．1 注漿理論
5．1．2 注漿理論研究中存在的不足
5．1．3 本課題研究內容
5．2 泥質充填斷層破碎帶的注漿擴散機理
5．2．1 三維斷層帶注漿方案設計
5．2．2 三維注漿擴散試驗監(jiān)測參數(shù)分析
5．2．3 開挖揭露注漿漿脈分布情況
5．3 隧道富水斷層破碎帶超前注漿參數(shù)方法
5．3．1 流固耦合理論
5．3．2 隧道開挖數(shù)值模型創(chuàng)建
5．3．3 滲流場及圍巖變形規(guī)律分析
5．3．4 注漿加固圈厚度
5．4 本章小結
6 泥質充填斷層破碎帶整治關鍵技術
6．1 階梯式恒壓靜定終壓控制注漿技術理論
6．1．1 基于廣義賓漢體時變的優(yōu)勢劈裂注漿機制研究
6．1．2 注漿參數(shù)與漿液優(yōu)勢劈裂擴散距離的關系
6．2 突水突泥災害治理原則與技術路線
6．2．1 災后搶險注漿治理
6．2．2 斷層帶控制注漿加固技術指標
6．3 斷層帶控制注漿加固方案及實施過程
6．3．1 鉆探注漿施臺設計
6．3．2 地球物理探測
6．4 階梯式恒壓靜定終壓控制注漿關鍵技術
6．4．1 注漿壓力差異控制技術
6．4．2 注漿速率梯度控制技術
6．4．3 控制液動態(tài)調節(jié)技術
6．5 注漿參數(shù)
6．5．1 擴散半徑及鉆孔間距
6．5．2 漿液配比
6．5．3 注漿結束終壓
6．5．4 注漿速率
6．6 工程應用
6．6．1 工程概況
6．6．2 周邊帷幕注漿工程實施
6．6．3 注漿速率控制及控制液調節(jié)
6．6．4 注漿終壓控制
6．6．5 注漿效果分析
6．7 本章小結
主要參考文獻