岩溶隧道围岩分级研究

岩溶隧道在勘察设计施工阶段会遇到各种各样的岩溶,而针对这些岩溶的实际情况很难做出详细的评价,使得勘察设计阶段划分的围岩级别与实际施工阶段的有所不同。因此,要通过实际现场情况来随时调整原设计围岩的级别。在岩溶隧道围岩基本的分级基础上,将岩溶发育程度作为定性指标、岩溶对围岩稳定性影响程度作为定量指标,用定性和定量相结合的方式对岩体基本质量指标进行修正。并应用于峨岭关隧道岩溶围岩分级中,使其分级更加合理、准确。     

基于隧道铣挖施工适应性的围岩质量分级方法

<正>围岩质量分级是悬臂式掘进机隧道铣挖施工方法适应性评价的重要依据。为了建立相应围岩质量分级方法,首先基于瞬时掘进速率(ICR)可综合体现工程地质条件和机械设备因素对隧道铣挖施工影响的特点,提出以铣挖瞬时掘进速率为依据的隧道围岩质量分级标准;然后,在探讨围岩质量分级影响因素和评价指标的基础上,考虑影响因素的模糊性和层次性特点,建立铣挖施工隧道围岩质量分级的三级模糊综合评价模     

灰色聚类法在某水电站进厂交通洞围岩质量分级中的应用

在综合考虑多因素围岩质量分级的基础上,应用灰色聚类原理,对现行勘察规范中影响围岩分级的岩石强度、岩体完整程度、地下水等多个影响因素进行讨论和定量化分级,通过白化函数生成灰色聚类模型进而对围岩分级。以西南某水电站进厂交通洞围岩质量评价为实例,说明该评判模型的建立步骤,并将评价结果与现场定性判别结果进行对比,最终确定洞室围岩级别,为洞室系统支护参数提供依据。     

基于属性识别理论的隧道突涌水危险性评价

岩溶突水是隧道建设面临的主要地质灾害问题,在西南地区尤为严重,为确保隧道修建顺利,实现对其的专项突涌水危险性评估,依托西南地区某隧道工程实际,结合突涌水致灾因素的统计分析成果,根据该隧道工程的水文地质情况,以围岩分级、岩石可溶性、地质构造、地形地貌等参数作为一级评价指标及其相关表征参数作为二级指标,并采用层次分析法确定对应指标的权重,建立了基于属性识别理论的隧道突涌水危险性评价模型,通过进行单指标属性测度分析、多指标属性测度分析和属性识别,实现了对该隧道突涌水的危险性评估。评估结果可为后续设计排水及施工进度安排提供理论支持。     

基于未确知测度-SPA的岩溶隧道水害危险性评价

开展科学合理的水害危险性分级评价并制定相应的防范治理措施,已成为岩溶隧道建设及其运营中亟待解决的首要问题。选取地形地貌、隧道区植被覆盖率、隧道区降雨量、隧道区平均气温等14项指标作为运营期岩溶隧道水害的判别指标,结合未确知测度理论、层次分析(AHP)-熵权(EW)的主客观组合赋权法、集对分析法,建立了一种新的未确知测度-集对分析耦合的岩溶隧道水害危险性分级体系。在此基础上,以6条运营岩溶隧道为例进行水害危险性评价,并将评价结果与未确知测度模型、模糊综合评价模型结果进行了比较,同时与实际情况进行了对比分析。结果显示:评价结果与其他评价模型基本一致或趋于保守,与隧道实际情况相吻合。研究成果可为我国岩溶隧道水害的预测和防治提供参考。     

基于多因素可拓物元法的围岩稳定性评价

为了能准确评价隧洞围岩的稳定性,降低隧洞开挖过程中发生事故的风险。以云南西山营隧道为例进行分析,采用改进的层次分析法确定指标权重,以岩石完整性系数、岩石抗压强度、结构面影响系数、地下水修正系数为隧道围岩分级指标体系,建立多因素可拓物元模型,对隧道围岩的稳定性进行评价;并采用修正BQ法对围岩分级进行验证。结果表明:利用两种方法得出来的围岩级别基本相同,说明基于可拓物元法在围岩的稳定性评价是可靠性的。该方法简单可靠,可为实际工程隧道围岩分级及稳定性确定提供参考。     

TSP技术在隧道超前地质预报中的应用

考虑了TSP的有效资料和围岩勘察情况,选取与围岩类型密切相关、与TSP检测结果密切相关的5个影响因素,包括岩石完整性系数Kv、泊松比μ、杨氏模量E、纵波波速Vp和地下水开发状况W,作为评价围岩地质条件的评价指标。作为影响围岩分类的主要因素,所选评价指标与探测系统的结果密切相关,同时根据地震波场的响应特点,将评价指标分为5个等级,建立了相应的围岩分类模型。该方法可提高TSP检测数据的有效利用率,提高围岩等级判别的准确性,可推广到隧道、引水隧道等工程中。     

岩溶地区隧洞围岩分类方法探讨

根据隧洞中岩体溶蚀风化程度，岩溶发育程度，溶洞充填物性状，岩溶发育部位及地下水活动状态为判别要素对岩溶地区隧洞中的围岩进行分类；借鉴新编《水利水电工程地质勘察规范》，判定方法采取各项要素定量评分，最后以累计评分判别围岩类别；岩溶地区隧洞中的围岩类别的划分可考虑以上两种方法同时应用，即在岩溶发育洞段采用一般围岩分类方法，在岩溶发育洞段则采用岩溶隧洞岩分类方法，从而使岩溶隧洞中的围岩分类更加合理。     

基于TSP物探指标的围岩质量预测研究

为利用TSP各物探指标预测隧道围岩质量,以G575线巴里坤~哈密公路东天山隧道为工程依托,利用灰色关联分析理论,建立了以岩体质量指标修正值作为围岩质量的依据,以9个物探指标为影响因素,采用MATLAB软件对隧道围岩质量的影响因素进行关联排序,确定影响围岩质量的主次因素;再选取高关联度的物探指标,采用灰色关联理论进行围岩质量预测。结果表明,波速、纵横波速比、泊松比、密度为影响隧道围岩稳定性的主控因素;剪切模量、拉梅系数、体积模量、动态杨氏模量、静态杨氏模量为次要因素;围岩质量预测采用波速、纵横波速比、泊松比、密度这4个高关联度的物探指标能准确预测隧道围岩分类。     

岩溶对地铁隧道围岩稳定性影响的数值模拟

以深圳某区间地铁建设为例,运用岩土隧道分析有限元软件MIDAS/GTS对其围岩稳定性进行了三维数值模拟研究。探讨了溶洞的不同分布位置、溶洞的尺寸及溶洞与隧道间的净距等因素,对地铁盾构施工过程中围岩稳定性的影响。结果表明,上述因素对隧道周边围岩的安全系数、变形、土层塑性区分布、土层中主应力的分布及衬砌管片的弯矩分布等均有较大影响。研究成果已应用于实际工程的建设中,对其他岩溶地区地铁施工有参考价值。     

水电工程隧洞围岩分类专家系统的开发与应用

对水电行业常用的围岩分类方法进行总结分析，运用专家智能分析判断的原理，开发了水电工程隧洞围岩分类系统程序。以天生桥二级水电站右岸1#引水隧洞围岩分类为例，采用开发的水电工程隧洞围岩分类系统，对4种围岩分类方法进行对比分析，发现分类结果具有良好的可对比性。通过该系统的开发及运用，实现隧洞围岩分类的快速定量化，大大提高了工作效率。     

乐滩水库引水灌区窑瓦-六浪隧洞TBM施工段工程地质勘察与研究

通过对乐滩水库引水灌区工程区域地质发育史、地层岩性、地形地貌、地质构造、水文地质条件、岩溶水动力条件、勘探试验资料、隧洞开挖涌水量预测、TBM施工隧洞围岩分类等进行了全面系统的分析评价,得出了陈村-北四段属浅埋隧洞,绝大部分洞段岩溶不发育,北四-六浪段隧洞埋深一般150-300 m,绝大部分洞段位于地下分水岭之下,地下水位季节变化带埋深约70 m左右,隧洞围岩岩溶一般为弱发育-不发育,仅局部洞段岩溶较发育的结论。因此,只要对局部岩溶发育段做好超前地质预报,发现溶洞及时处理,采用TBM施工是可行的。     

公路隧道岩体分级的模糊综合评判法

建立了公路隧道岩体分级的模糊综合评判法.对<公路隧道岩体分级标准>数据进行了分析和整理,确定了适宜的分级指标和分级标准;对评价论域进行了模糊处理,以适应评价指标交叉的要求;建立了各定量和定性指标对不同论域等级隶属度的计算方法;确定了权重选取标准;给出了模糊综合评判的计算步骤;针对韩家岭公路隧道现场实践,进行了现场隧道围岩分级的模糊综合评判,对评判结果进行了分析.     

考虑压力溶腔影响的岩溶隧道围岩稳定性分析

岩溶地区的富水压力溶腔常常对隧道施工安全造成不利影响。为研究岩溶溶腔对隧道施工过程围岩及支护受力的影响,依托某岩溶隧道,采用Flac3D有限元方法系统开展了不同工况的数值试验研究,主要考虑溶腔大小、溶腔位置及溶腔压力3因素影响,分析了不同工况下围岩受力变形、围岩应力及支护受力情况。结果表明:岩溶隧道溶腔会引起隧道施工过程围岩收敛变形和应力增大,溶腔大小、溶腔位置及溶腔压力均会对收敛变形和应力产生影响,溶腔越大、溶腔存在压力会造成靠近溶腔测点的收敛变形和应力值明显增加,溶腔位于拱顶时对隧道整体受力影响最大,溶腔位于边墙时对隧道影响次之,溶腔位于仰拱时对隧道影响最小;溶腔的存在会对初支受力造成不利影响,引起溶腔近侧初支应力重分布,建议加强溶腔施工段初支整体强度。     

基于熵权法的隧道施工围岩分级方法

为了解决现有围岩分级方法确定围岩指标参数时不可避免带有主观性因素的问题,在总结各类围岩分级方法的基础上综合选取岩石单轴饱和抗压强度、岩石完整性系数、岩体体积节理数、地下水、岩石质量指标(RQD)、围岩弹性纵波速度共6个参数作为隧道围岩分级评价指标.运用熵权-可拓物元理论及熵权-云模型的数学解析方法对围岩进行分级,并采用...     

全断面掘进机施工隧洞的围岩地质条件

我国目前的地下工程围岩分类法,对于全断面隧洞掘进机施工都不完全适用。文中从隧洞掘进机施工的特点和总结山西引黄工程等双护盾式掘进机隧洞施工的经验入手,以GB50086等国家标准为参照,提出以岩体结构、地下水、围岩强度应力比、能否形成围岩承载圈和毛洞稳定情况等为衡量指标的掘进机施工适宜性分类方法。可供同类工程施工、衬砌设计和制订相关标准参考。     

鲁古河水库供水工程输水隧洞工程地质条件研究

鲁古河水库供水工程输水隧洞长约1．31 km,围岩主要为中~薄层粉砂岩及石英砂岩,各种构造发育,导致节理裂隙发育,岩体破碎,准确查明隧洞围岩特性成为了工程关键,故加强对该隧洞地质条件的研究是必要的。通过区域地质资料的收集,开展野外地质调查、测绘、钻探、室内外试验以及现场原位试验等手段,综合分析地质构造情况,查明了复杂条件下隧洞围岩分布范围,提出隧洞围岩物理力学指标,并对隧洞围岩进行地质分类与评价,提出防护措施,为粉砂岩及石英砂岩地区同类工程实践提供一些借鉴作用。     

考虑高地温及其梯度影响的围岩分级方法初探

工程岩体分级是岩石力学及其工程应用研究的最基本内容之一,当前岩体分级体系中尚无考虑高地温及高温度梯度等复杂地质环境下的围岩分级方法。依托南疆某水电站高温洞段引水隧洞工程建设,基于现场地质描绘、现场钻孔测试及室内岩石力学试验成果,采用RMR、GSI、BQ和HC等不同分级体系对高温洞段开展岩体质量评价;最后根据实际围岩级别与定性和定量分级结果对比分析,提出了高地热下围岩类别影响因子及阈值指标,给出了高地热赋存环境状态对围岩分级的修正方法,在此基础上提出适用于高地温梯度环境下的隧洞围岩质量分级与评价方法。研究表明,考虑了温度修正后,各类围岩的岩体质量评价结果相对传统方法减小1/4~1/2级,与实际定级结果更为接近,提高了分级的准确率。研究结果对于存在高地温的隧洞围岩分级有参考价值。     

膨胀岩的判别与分类方法探讨

介绍膨胀岩的判别方法,以与工程设计有关的膨胀岩的主要膨胀特性指标:自由膨胀率、干燥饱和吸水率、浸水崩解度、极限膨胀量、极限膨胀力、比表面积、交换容量、围岩强度等为分类因素,首次引进模糊综合评判的概念建立膨胀岩分类专家数据系统,采用多因素、综合评判的方法对膨胀岩进行分类,并以工程实例进行验证,说明本文方法简单、可靠、实用,避免了单因素分类法对膨胀岩进行分类的不确定性。