岩溶隧道围岩动态分级方法及应用研究——以叙大铁路岩溶隧道为例

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围岩分级是地下工程建设中勘察、设计和施工阶段重点研究和关注的问题,在大量的工程实践和研究工作中,国内外研究学者已在围岩分级方法方面取得了大量丰硕成果。但在岩溶地区隧道工程中,对围岩级别进行准确评价是比较困难的,尚缺少针对岩溶围岩的分级方法。本文以叙大铁路岩溶隧道为典型实例,通过对常用围岩分级方法和现场应用效果的总结分析,遵循BQ法围岩分级的基本思路与过程,建立了岩溶围岩的分级模型及如何实现动态分级的过程。  本研究主要内容包括:⑴通过对常用围岩定性分级方法和定量分级方法的比较分析,并结合Q系统与BQ法在岩溶隧道围岩分级过程中应用效果的评价,指出现有围岩分级方法对岩溶围岩的分级结果与现场实际情况存在较大差异的普遍矛盾。⑵在已有岩溶围岩的研究成果和BQ法的基础上,提出了岩溶围岩分级指标体系和分级方法,重点引入岩溶影响修正系数K3这一概念。⑶运用层次分析法确定影响修正系数K3的各指标权重值,借助数值模拟的手段定性分析了隐伏溶洞的方位、大小、与隧道间的距离等空间特征指标对围岩稳定性的影响情况,并综合其它研究成果总结出7个影响指标的定量评分表。⑷建立了如何实现岩溶围岩动态分级的流程图,利用常用地质超前预报方法:地质素描法、TSP探测法、地质雷达探测法和超前钻孔法进行岩溶围岩的级别预测和相关参数的确定。⑸将以上岩溶围岩动态分级的研究成果应用到仙人洞隧道现场围岩分级的过程中,结果表明该方法具有较高的准确性和可操作性。
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