[01536803]黄土地基与隧道的加固和监测新技术

本研究成果属于土木、交通、水利等行业的岩土工程学科领域，涉及地基基础与隧道工程新技术。 黄土广泛分布于我国西部地区，其突出的工程问题是易产生荷载、浸水作用下的大变形、滑移和塌陷破坏，与黄土的非饱和性、结构性和水敏性有密切联系。该成果在黄土地基消除湿陷性的基础上，进一步考虑非饱和性和结构性对黄土强度的贡献，开发了湿陷性黄土地基综合处理新技术。针对黄土地区下覆构造运动、地下矿产开采导致地裂缝产生发展，或黄土隧道地基湿陷产生不均匀沉降发展，引起隧道衬砌结构破坏的问题，在提出分缝衬砌结构主动适应地裂缝错动或地基显著不均匀沉降的基础上，提出了柔性密封变形缝的防渗技术新措施，并从改善二次衬砌结构受力性能出发，进一步提出了沥青混凝土复合衬砌结构改善地裂缝错动或显著不均匀沉降引起永久衬砌结构附加应力的新技术。黄土地基的湿陷变形与地裂缝错动引起的不均匀沉降是影响工程安全运行的直接因素，了解变形的变化发展是研究和评价工程性状的依据。对此，提出了一种耐久、长期的沉降变形监测技术。具体内容如下： 1)黄土具有显著的结构性，维持其原有结构就能利用黄土地基已有的承载能力。从避免黄土地基遭受浸水入渗而破坏其结构的途径出发，开发了经济、可行、安全的地基处理技术，对于促进黄土工程技术发展具有重要的实际意义。 2)针对深厚湿陷性黄土地基处理困难大，且大面积处理工程费用高的特点，综合应用土水势原理和截、排、渗水技术，开发了浅层阻水、浅层排水、垫层截水、帷幕防水和深层导水的地基处理新技术。 3)针对活动地裂缝隧道和湿陷性黄土隧道，为了避免隧道地基显著沉降变形引起衬砌结构破坏，在衬砌结构设置变形缝的基础上，采用加筋沥青混凝土衬砌于变形缝处初期支护和永久衬砌结构之间，应用电热融促进沥青混凝土流变和愈合裂缝，达到柔性连接分段衬砌结构和密封变形缝的目的，开发了隧道衬砌结构变形缝的新型密封防渗技术措施。 4)针对活动地裂缝两侧地层的相对错动位移和湿陷性黄土地基的显著不均匀沉降变形，应用汞柱高度变化引起液压变化大的性质，采用由刚性管、柔性管连接注入水银的连通管，将其固定于隧道两侧壁，或埋置于地基，通过刚性管段连接液压传感器，比较各测点水银柱液压与基准点液压，可以实现不均匀沉降量测，从而开发了水银连通管沉降变形监测新技术。 该成果已经应用的单位有山西交通科学研究院、中铁第一勘察设计院集团有限公司、中交第一公路勘察设计研究院有限公司、陕西中交榆佳高速公路有限公司等。在山西高速公路黄土路基工程和隧道工程、西安地铁地裂缝隧道和车站地基工程、陕西高速公路路基和隧道工程等工程得到应用，取得经济效益19400万元。