小浪底水库南岸灌区自流总干（引黄入洛（阳））工程为洛阳市重点水利工程项目，是小浪底水库南岸节水型生态农业灌区工程的组成部分。2010年4月底开工建设，工期3a，但由于引水隧洞段围岩主要为新近系地层，流砂层、弱胶结砂岩、粘土岩交叉或互层等不良地质条件，含水量丰富，施工中极易发生涌水、涌砂和塌方、泥石流等地质灾害，成井、成洞极为困难，遇到了国内外罕见的施工难题，导致施工进度极其缓慢，整个工期延长2a，工程投资也大幅度增加。该地层围岩的隧洞施工成为关键控制性工程。针对此问题，建设施工单位联合高校研究部门开展了"富水新近系地层隧道围岩特性与施工关键技术研究"，以"引黄入洛"工程隧道处于富水新近系地层这一复杂地质条件和复杂施工环境为实例，以围岩工程特性及施工关键技术为主线，采用施工现场揭露、现场试验、室内试验、数值分析与实证分析等多种手段，研究揭示新近系地层围岩特性，探索富水新近系地层隧道开挖支护的新理念，提出隧道开挖支护的新方法和新技术，并结合三维数值模拟和工程实例进行验证。为类似地层工程的设计和施工提供理论支撑和实践依据，具有重要的工程实践意义和推广应用价值

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目录
前言
第1章 绪论1
1.1研究背景与意义1
1.1.1研究背景1
1.1.2研究意义4
1.2国内外研究进展5
1.2.1新近系地层国内外研究进展5
1.2.2富水新近系地层围岩特性研究6
1.2.3富水新近系地层施工理论与方法研究6
1.2.4富水新近系地层施工技术研究7
1.2.5降水辅助工法研究现状9
1.3本书的研究框架、结构体系及技术路线9
1.3.1本书的研究框架10
1.3.2本书的结构体系10
1.3.3本书的技术路线13
1.4本书的创新之处14
第2章 新近系未胶结砂的物理力学特性室内研究16
2.1常规试验指标16
2.2饱和未胶结砂的CD试验17
2.2.1试验方案17
2.2.2控制标准17
2.2.3试验结果及分析18
2.3未胶结砂的三轴不固结不排水剪切试验22
2.3.1试验方案22
2.3.2控制标准23
2.3.3试样结果及分析23
2.4粉质黏土的三轴不固结不排水剪切试验28
2.4.1试验方案28
2.4.2试验结果及分析29
2.5动强度试验及分析32
2.5.1试验方案32
2.5.2试样破坏形式33
2.5.3动强度特性34
2.5.4动应变特性39
2.5.5孔隙水压力增长特性47
2.5.6饱和砂的液化机理58
2.6动力变形特性试验及分析61
2.6.1试验方案62
2.6.2应力、应变时程曲线62
2.6.3应力路径曲线63
2.6.4骨干曲线分析64
2.6.5动弹性模量分析64
2.6.6动剪模量比、阻尼比分析66
第3章 弱胶结软岩的物理力学特性研究69
3.1取样及制样69
3.2新近系弱胶结岩的水理特性研究70
3.3膨胀性试验71
3.3.1累积自由膨胀试验71
3.3.2侧向约束膨胀率试验73
3.3.3膨胀压力试验74
3.3.4岩样膨胀性分析74
3.3.5试验结果分析75
3.4新近系弱胶结砂岩的力学特性试验研究75
3.4.1试验方案75
3.4.2应力-应变曲线7
3.5新近系弱胶结黏土岩力学特性试验研究77
3.5.1试样描述及其破坏形式77
3.5.2力学参数78
3.5.3应力-应变曲线79
3.5.4黏土岩与砂岩的试样结果对比分析81
第4章 富水新近系地层隧道围岩特性研究84
4.1岩土的分类性质研究84
4.1.1国内外软岩、硬土界限分类标准84
4.1.2所研究试样的岩土分类86
4.2新近系地层围岩特性88
4.2.1未胶结或弱胶结特性88
4.2.2水稳性特征89
4.2.3易扰动性90
4.2.4工程施工中的主要工程力学特性90
4.3破坏机理及其对策分析91
4.3.1破坏机理分析91
4.3.2工程施工对策分析92
第5章 富水新近系地层“先治水再施工”的隧洞施工新理念93
5.1研究背景与内容93
5.1.1问题的提出94
5.1.2研究内容94
5.2数值计算的基本理论95
5.2.1渗流场计算基本理论95
5.2.2显式有限差分法的基本理论98
5.3基于降水试验的隧洞区域渗流场反分析100
5.3.1降水试验100
5.3.2围岩渗流场反分析计算条件108
5.3.3计算结果及分析109
5.4洞外“深井群降水”措施下隧洞区域渗流场分析110
5.4.1洞外深井群降水方案拟订110
5.4.2计算条件111
5.4.3计算结果及分析113
5.5不采取降水措施时隧洞开挖渗流场分析117
5.5.1计算条件118
第6章 沉筒加固装置及施工加固方法151
5.5.2计算结果及分析119
5.6隧洞开挖围岩稳定分析121
5.6.1计算条件122
5.6.2考虑地下水作用计算结果分析123
5.6.3不考虑地下水作用计算结果分析135
5.6.4计算结果对比研究149
6.1采用沉筒加固法的必要性151
6.2总体方案、技术原理及参数153
6.2.1总体方案153
6.2.2技术原理和技术参数156
6.2.3“竖井施工用沉筒加固装置”的结构156
6.2.4施工加固方法157
6.3沉筒加固法的优越性161
6.3.1沉筒加固结构的先进性161
6.3.2沉筒施工加固方法的特色及其先进性163
6.4沉筒结构三维有限元数值分析164
6.4.1沉筒加固装置的钢结构有限元计算原理164
6.4.2沉筒加固装置的钢结构有限元计算条件166
6.4.3沉筒加固装置的结构有限元计算结果及分析170
第7章 新型防渗堵漏便携式灌浆装置及施工技术184
7.1灌浆装置184
7.1.1灌浆装置的设计参数及结构184
7.1.2施工工艺187
7.1.3优越性188
7.2工程实践验证189
7.2.1工程应用189
7.2.2工程适用性189
第8章 富水新近系围岩隧洞支护新技术190
8.1深埋斜井流砂层段透水钢板桩施工技术190
8.1.1概述190
8.1.2透水钢板桩施工技术191
8.1.3透水钢板桩在流砂层段的实施193
8.1.4施工效果195
8.2流砂层渗流大变形的处理与加固技术196
8.2.1概况196
8.2.2应急处理措施197
8.2.3前进超前加固注浆法处理197
8.2.4导水洞超前降水199
8.2.5加固技术202
8.2.6施工效果203
8.3洞内降水技术204
8.3.1钢板桩（钢板槽）集水坑降水204
8.3.2钢护筒集水井205
8.3.3顶部透水钢管降水205
参考文献