山岭隧道施工期围岩动态分级研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:helppeng
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我国是一个多山的国家,随着基础设施建设步伐的不断加快,山岭隧道工程也愈来愈多。围岩分级是隧道设计和施工的基础,是评价围岩稳定性、设计支护结构和选择施工方式等的重要依据,而隧道施工期现场条件经常会出现意想不到的变化,根据勘察设计阶段所确定的围岩分级往往不能满足隧道施工的要求。因此,需要对既有设计方案中围岩的级别和支护方案进行修正,即通常所说的“设计变更”。这种对施工期山岭隧道掌子面后方未支护短距离和前方一定距离的围岩级别进行的二次界定就称为隧道施工期围岩动态分级。   本文在对现有资料进行归纳总结的基础上,采用地质调查、理论分析和现场监测等多种研究方法,对山岭隧道施工期围岩动态分级进行研究,获得了以下主要成果及认识:   (1)通过分析隧道围岩的变形破坏机制,总结出影响隧道围岩稳定性的主要因素:岩石坚硬程度、岩体完整性系数、结构面抗剪特性、主要软弱结构面产状、围岩初始应力、地下水及风化作用。并以福建三明地区山岭隧道为例对此进行了阐述。   (2)以系统科学理论为指导,配合科学的信息化管理技术,联合多种超前地质预报方法,建立了高精度综合超前地质预报方法。该方法长距离超前预报和短距离超前预报相结合,多种预报方法相互印证,可取得较准确的预报成果,为地质灾害做出较为详细的定量描述。   (3)基于隧道监控量测及前方地质超前预报结果,对隧道围岩稳定性影响因素进行多层次分解,建立隧道稳定性评价体系,然后将底层评价指标进行标准量化,再运用不同突变模型的归一公式进行计算,得到隧道围岩的稳定性突变级数值及其随时间的变化率,从而实现对围岩的动态分级。   经实例验证该山岭隧道施工期围岩动态分级方法可及时准确地对围岩进行动态分级,在实际工程中易于操作,能产生良好的经济效益,因此,具有良好的应用前景。
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