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水利水电地下洞室围岩分类论文
摘要:地下洞室围岩分类是评价地下洞室围岩稳定性的基础,也是地下工程规划选点、可行性评估、加固设计、工程造价、定额预算及工程施工的重要依据。本文介绍了我国水利水电地下洞室围岩分类的常用方法、分类目的、分类特点,以及水利水电地下洞室围岩分类存在的主要问题及发展方向。
关键词:岩石学;围岩分类;岩体质量类别
0、引言
地下洞室围岩分类是评价地下洞室围岩稳定性的基础,也是地下工程规划选点、可行性评估、加固设计、工程造价、定额预算及工程施工的重要依据。这种分类是以工程地质条件为基础与岩石力学建立了一定关系并同支护设计相结合的一种分类,它既能客观反映各类围岩的稳定性差别,又能满足支护设计的要求。它考虑了围岩二次应力场的变化,但一般没有包含工程因素、施工因素的影响。
1、地下洞石围岩分类目的及特点
1.1 地下洞石围岩分类目的 地下洞室围岩分类的主要目的是对地下洞室围岩稳定性进行分级,另外还有一些目的:①地下洞室规划选点、可行性评估;②地下洞室岩土体加固设计;③地下洞室工程造价定额预算;④地下洞室工程施工。当然不同的分类目的,要求的分类精度不同,采用的分类方法也不同。为规划选点、可行性评估服务的围岩分类,要求工作范围大,因此分类方案比较粗糙。为设计、定额预算服务的围岩分类,应能反映岩体的`基本特征、开挖后的稳定性、围岩与支护系统的相互作用等,因而应比较细致。为施工服务的围岩分类则要考虑开挖的难易程度,具体的支护方案,因此要求分类方案更加细致、准确。可见,一种符合客观实际、正确的围岩分类是对岩体基本特性的客观反映和正确认识的结果,也是进行隧洞设计、施工的重要依据。[1]
1.2 地下洞石围岩分类特点 水电工程围岩分类体系有以下两个特点:①采用因素综合判别法,力求选取的分类因素信息量大,能包括主要工程地质问题;②每一个工程都会针对该工程的具体工程地质条件制定一套专用于该工程的岩体质量分类方法。
2、地下洞石围岩分类的方法
2.1 水电围岩分类HC法 HC法以岩石强度、岩体完整程度及结构面状态为基本因素,以地下水及主要结构面产状为修正因素,以基本因素和修正因素的累计得分为基本判据、以围岩强度应力比为限定判据进行围岩类别划分。该方法在考虑高地应力对围岩类别的影响时,简单地采取降级的处理方法,影响围岩分类的精度。如某深埋隧洞围岩分类结果表明,HC分类在高地应力、硬质岩地区的分类结果与实际围岩类别的吻合率只有32%,适用性差。该方法没有考虑高外水压力对围岩类别的影响。因此,HC法在应用到深埋隧洞围岩分类时尚需修正。[2]
2.2 国标BQ方法 BQ法采用定量分析的时候,主要考虑岩石的强度和岩体的结构特征两个方面,而对于岩体所处的地应力环境,地下水状态以及结构面的方位等只是作为定量结果的一种修正,就是说,这种方法认为这三个方面对围岩稳定性的影响是次要的,但在高地应力、高外水压力条件下显然不对。某深埋隧洞围岩分类结果表明,BQ法在高地应力、硬质岩地区的分类结果与实际围岩类别的吻合率只有25%,适用性差。该方法也没有考虑高外水压力对围岩类别的影响。因此,BQ法在应用到深埋隧洞围岩分类时也尚需修正。[3]
2.3 RMR分类 RMR分类,即“岩体评分”,又称地质力学系统,是1973年由比尼奥斯基提出的,早期主要用于隧洞等地下洞室围岩分类,目前也逐渐广泛地运用于边坡、坝基等工程的岩体分类,在国内、外有广泛的应用。RMR分类通过岩石的单轴抗压强度、岩石质量指标、结构面间距、结构面状况、地下水状况、结构面方位等对岩体质量进行评分,最终把岩体质量分为五级,即I极好岩体;II好岩体;Ⅲ一般岩体;Ⅳ不良岩体;V极不良岩体。RMR分类方法的缺点是没有考虑高地应力、高外水压力对围岩类别的影响。
3、水利水电地下洞室围岩分类存在的主要问题及发展方向
3.1 地下洞室围岩分类存在的主要问题 目前,水利水电地下洞室围岩分类存在的主要问题分述如下。①没有直接考虑洞室几何形状、洞室跨度,这些因素是影响围岩应力分布的重要因素,因而也是围岩分类的主要参数。围岩分类中要考虑这些因素,还有赖于洞室围岩应力计算方法的改进,特别是对节理切割的围岩应力计算方法的改进。②没有直接考虑结构面的组合,虽然考虑了最不利于稳定的结构面状况,但结构面的组合显然比某单一结构面对围岩稳定的影响大。通过引入块体分析方法考虑结构面的组合关系,提高围岩分类的可靠度,是未来发展的方向。③目前的围岩分类多是在一维、二维内进行的,很少能扩展到三维空间。实现三维空间的围岩分类还受到CAD技术发展的制约,现有CAD软件绘制的立体展示图不够直观,开发专用的展示隧道结构面组合关系的三维CAD绘图软件,将使围岩分类变得更加准确、直观。[4]
3.2 地下洞室围岩分类的发展方向 地下洞室围岩分类将向以下方向发展:①建立岩爆烈度与围岩类别的关系,确定高地应力、高外水压力对围岩类别的影响判别指标,是目前水电围岩分类急需解决的问题;②采用多因素综合指标分类,考虑更多的影响围岩稳定性的主要因素,定量与定性描述相结合,定量描述的比重越来越大;③许多新理论、新方法、将在围岩分类中得到更广泛的应用和发展;④运用现代CAD绘图技术实现地下洞室结构面三维仿真,将使围岩分类变得更为直观、形象。需要说明的是,上述目标的实现,需要更多的工程实例予以支持、验证。
参考文献:
[1]王兰生.工程地质分析原理[M].北京:地质出版社,:383-428.
[2]刘汉超.常用围岩分类方法在某深埋隧洞适用性分析[J].中国地质灾害与防治学报,(2):20-22.
[3]王明华.水利水电地下洞室围岩分类研究[R].成都:成都理工大学工程地质研究所,:50-60.
[4]张倬元.西南某水电站坝肩岩体质量分级方法选取探讨[J].成都理工学院学报,2008,26(1):82-85.
基于块体理论的大型地下洞室围岩稳定性分析
在地下洞室的开挖过程中围岩大多以块体的形式发生失稳破坏,因而研究洞室围岩的不利组合以及关键块体的结构形式、失稳模式、稳定性等有着十分重要的工程意义.本文以西南某大型水电站地下洞室群开挖稳定性问题为例,根据关键块体理论的基本原理,对地下厂房洞室群围岩局部块体稳定性进行了系统研究,并提出了相应的支护措施建议.文章引入块体理论,介绍了基于块体理论的'软件--UNWEDGE,结合该电站大型地下厂房厂区地形地质条件,研究不同结构面组合条件下洞室围岩的可能滑动形式及滑动安全系数,对地下洞室的围岩稳定性进行评价,从而为地下洞室的施工提供了有益的参考.
作 者：曾海钊 何江达 谢红强 左林勇 ZENG Hai-zhao HE Jiang-da XIE Hong-qiang ZUO Lin-yong 作者单位：四川大学水利水电学院,四川,成都,610065 刊 名：贵州水力发电 英文刊名：GUIZHOU WATER POWER 年，卷(期)： 23(3) 分类号：P642 关键词：工程地质学 块体理论 局部稳定性 加固措施 大型地下洞室地下洞室围岩稳定性
要高度重视地下洞室围岩的稳定性问题，防止围岩掉块、片帮乃至塌方等事件。
围岩稳定受区域、山体稳定性和地形、岩性、地质构造、地下水及地应力等多方面的影响。
例如，山体完整性差、洞顶及傍山侧山体厚度不足、洞口地段的边坡上陡下缓甚至有滑坡、崩塌等现象存在、岩层倾向山外，围岩是黏土岩、页岩、胶结不好的砂砾岩、千枚岩及某些片岩、破碎松散及风化岩体、吸水易膨胀的岩体，围岩处于向斜褶曲核部、断层破碎带及断层交汇区，洞室轴线沿充填胶结差的大断层或断层带布置，洞室走向与缓倾岩层走向平行，围岩处于地下水量大、有高压含水层的岩体内，围岩内压应力集中或出现拉应力，这些都对围岩的稳定性不利。
地下工业工程布置
1.遵循厂房工艺流程的基本要求
合理的工艺流程要求做到短、顺、不交叉、不逆行。因此，从保证生产的合理和提高生产效率出发，要求安排好各主体厂房、各主要通道在相互位置和高程上的关系，使这一关系适应工艺流程的要求，并经过洞口把地下部分的生产与地面上联系起来。这种布置方式与现场的地形、地质等具体结合起来，就基本上确定了地下厂房的总体布置方案。
(1)工艺流程比较简单，对厂房布置没有严格的要求。例如，没有固定产品的生产，为科研服务的生产，或新产品的研制等，常常没有固定的工艺流程，可以的从地质、结构和施工等方面考虑厂房的合理布置。
(2)工艺流程有严格的顺序，但厂房布置的灵活性仍较大。这种情况在机械制造类的生产中比较明显。从原料运入，到机械加工和装配，由各种运输方式互相连接，形成一条比较严格的生产流水线。
(3)工艺流程有固定的程序，某些工业生产需通过系列大型设备或管道系统进行，像发电、核能利用、贮油和某些生产，其特点是厂房必须适应严格的工艺流程和设备条件，因而布置方式比较机械。大型主厂房之间的关系必须首先满足工艺流程短、顺等要求，所以，必然形成主厂房布置集中或尽量靠近的状况，以减少通道中的能量损失。这个要求与从地质、结构和施工等危度出发希望大型洞室不要过于集中常有较大的矛盾，特别是大型洞窒直接相交，对岩石稳定和结构处理等都有影响，因此，应根据具体条件综合考虑这两方面因素。
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8.2017造价工程师《造价管理》试题
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10.2017造价工程师考试造价管理基础练习
地下洞室及其围岩爆破地震安全监测与动力分析
基于地下洞室及其围岩的爆破震动安全监测,通过质点振动速度峰值及其卓越频率分析,论述爆破地震波的传播规律以及地下洞室与围岩爆破地震作用下的动力特性,并对爆破地震安全监测与分析结果进行解释与原因探讨.通过大量监测数据的回归分析,得出质点振动速度峰值与爆破药量和距离及环境条件的关系式,并在分析三者关系的基础上指出,近爆破点区域的爆破地震波衰减速度明显大于较远区域,爆破引起的质点振动速度峰值的`卓越频率集中在以45 Hz为中心的15～75 Hz范围值.质点振动速度峰值及其卓越频率与爆破规模与环境的几何因素密切相关,介质本身的物理几何特性是爆破地震波衰减的主要影响因素之一.
作 者：阳生权 周健 吕中玉 YANG Sheng-quan ZHOU Jian LV Zhong-yu 作者单位：阳生权,YANG Sheng-quan(湖南科技大学土木学院,湘潭,411201;同济大学土木学院,上海,92)周健,ZHOU Jian(同济大学土木学院,上海,200092)
吕中玉,LV Zhong-yu(湖南科技大学土木学院,湘潭,411201)
刊 名：中国安全科学学报 ISTIC PKU英文刊名：CHINA SAFETY SCIENCE JOURNAL 年，卷(期)： 16(6) 分类号：X924.4 关键词：地下洞室 围岩 爆破震动 安全监测 动力分析某地下峒室超挖区围岩分类研究
某地下峒室在开挖过程中,受地质条件及施工工艺影响,形成较大范围超挖,目前峒顶已有小范围坍塌,由于工程开工时间紧迫,且由穿透山顶的.吊桶输料较慢,若按常规要求对超挖部分围岩用同标号混凝土全部回填,将影响工程按时点火.为此,通过对地下峒室超挖区的地质、力学评判,对围岩稳定性进行分析、评价,提出优化支护方案.本文从围岩分类角度对超挖区岩体稳定性进行评判,为优化支护设计提供地质依据.
作 者：朱鲜花 钟湖平 作者单位：朱鲜花(四川省地质矿产勘查开发局,四成都理工大学,地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,四川,成都,610059)钟湖平(华东勘测设计研究院,福建华东岩土工程有限公司,江西,南昌,350002)
刊 名：中国水运（下半月） 英文刊名：CHINA WATER TRANSPORT 年，卷(期)：2009 9(9) 分类号：P624 关键词：地下峒室 围岩分类 超挖★ 水利水电论文
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