黔东南浅变质岩隧道围岩分级与评价研究

论文摘要

围岩分级一直是隧道及地下工程中的重要课题。由于工程地质环境的不同,围岩分级方法的适宜性受到了质疑和关注。因此,在特定的工程地质条件下,研究围岩分级体系有着重要的实践意义。本文以黔东南浅变质岩隧道群为研究对象,通过现场调查和室内试验,分析黔东南浅变质岩的物理力学性质、围岩破坏形式及影响围岩稳定性的主要因素,探索适合本地区隧道施工阶段的围岩动态分级法,为贵州境浅变质岩区内高速公路安全快速的建设提供强有力的保障,且为类似工程提供经验和数据积累。本文主要研究成果如下:(1)通过对地形地貌、岩性调查及地质体追踪等现场调研活动,判断出隧址区内地质构造较简单,地质活动不强烈,无断层等重大不良地质体;通过室内试验得到了浅变质岩的基本物理力学参数,该浅变质岩多为软岩~较坚硬岩;结合施工现场实际情况,分析了隧址区内施工中潜在的地质灾害情况。(2)通过对施工阶段掌子面观测,分析了隧址区围岩变形破坏的类型,本区内围岩变形破坏以混合型为主,即围岩不仅受岩石强度的制约,还受结构面的制约,与之对应的围岩破坏的主要形式主要是掉块、弯折内鼓、顶部拱曲、塌落、松弛及崩塌。(3)通过对现场超前地质预报测试分析,得到了该区完整围岩、断层破碎带、富水带、裂隙发育带等的地质体的雷达分析图。(4)根据隧址区围岩特性及稳定性的影响因素分析,确定了围岩分级的基本因素为岩石的坚硬程度和岩体的完整程度,修正因素为地下水及结构面产状与洞轴线的组合关系,并对各个指标进行了相关性分析。在实际工程中,可利用超前地质预报和BQ法对围岩级别进行综合判断,这将大大提高围岩级别的准确性。(5)通过施工监控量测及其后期分析,得到了与浅变质岩围岩级别相适应的收敛范围,为围岩级别的判定提供了校核。(6)利用灰色系统理论对围岩级别进行了分析,将其结果与上述方法进行对比,约有85%的结果是一致的,这说明运用运用灰色理论进行围岩级别是可行的。但通过现场反馈信息看出,综合运用超前预报和BQ法判断围岩级别更为快捷。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 现有隧道围岩分级方法存在的问题
• 1.4 论文研究的主要内容
• 1.4.1 论文研究的主要内容
• 1.4.2 论文研究手段及思想
• 第二章 黔东南浅变质岩工程性质
• 2.1 概述
• 2.2 黔东南隧址区工程地质条件
• 2.3 浅变质岩的基本物理力学性质
• 2.3.1 物理性质试验
• 2.3.2 岩体力学性质试验
• 2.4 黔东南浅变质岩结构面特征
• 2.4.1 结构面特征
• 2.4.2 结构面与隧道埋深的关系
• 2.5 隧址区存在的不良地质情况
• 2.6 本章小结
• 第三章 隧道围岩分级的影响因素
• 3.1 影响隧道围岩分级的因素
• 3.2 黔东南浅变质岩区隧道围岩破坏类型
• 3.3 隧址区围岩分级的主要影响因素
• 3.3.1 分级因素的选取原则
• 3.3.2 隧址区围岩的影响因素分析
• 3.3.3 浅变质岩隧道围岩分级指标的确定
• 3.4 围岩坚硬程度指标的相关性分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 隧道施工监控量测
• 4.1 施工监控量测的目的和意义
• 4.2 施工监控量测项目
• 4.3 施工监控量测测点布置及管理规定
• 4.3.1 监控量测断面及测点布置要求
• 4.3.2 监控量测管理标准
• 4.4 现场监控量测成果分析
• 4.4.1 洞内观察
• 4.4.2 监控量测的数据整理与分析
• 4.4.3 收敛数据与围岩分级指标相关性分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 浅变质岩隧道围岩分级的综合判定方法研究
• 5.1 概述
• 5.2 基于超前地质预报和BQ 法的现场围岩分级
• 5.2.1 公路隧道围岩分级的BQ 法
• 5.2.2 现场隧道围岩分级
• 5.3 基于灰色理论的隧道围岩分级方法
• 5.4 隧道围岩分级的现场验证与分析
• 5.4.1 工程概况
• 5.4.2 乌鹅隧道ZK117+652 断面围岩分级实例
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 攻读硕士学位期间发表的论文及参加的主要科研项目