復雜條件下圍巖分類研究——以錦屏二級水電站深埋隧洞圍巖分類為例.pdf

1、常用圍巖分類方法只適用于中低地應力、低外水壓力條件，在高地應力、高外水壓力條件下的適用性差。本文以幾個具有20～40MPa高地應力、1～10MPa高外水壓力的錦屏深埋隧洞為地質原型，對高地應力、高外水壓力條件下的圍巖分類問題進行研究。錦屏深埋隧洞巖層產狀近直立、屬于硬質巖石；隧洞走向與巖層走向近垂直；在高地應力作用下的主要變形破壞方式是巖爆。為了比較不同圍巖分類方法分類結果的相對大小，提出了比較不同圍巖分類方法分類結果相對大小的歸一化方

2、法，并引入可靠度概念，提出圍巖分類方法“適用性”、“一致性”的概念及其數(shù)學表達方法，為研究各種分類方法之間的相互關系提供了理論基礎。另外，我國現(xiàn)行國家標準中尚無巖爆烈度與圍巖類別的關系方面的規(guī)定，文中提出了巖爆烈度與圍巖類別的對應關系，為正確評價巖爆區(qū)圍巖類別以及相關國家標準的修訂奠定了基礎。 首先，通過對常用圍巖分類方法在5km長探洞分類結果的相關性、一致性、適用性分析，找到常用分類方法在高地應力、高外水壓力條件下的缺陷。然后

3、，把巖爆烈度、水力劈裂臨界水頭壓力值Pc引入到Q系統(tǒng)，并對地應力折減系數(shù)SRF的取值進行修正、對地下水修正系數(shù)Jw的取值進行改進，建立了適于高地應力、高外水壓力條件下的圍巖分類方法——JPQ系統(tǒng)；把地應力修正系數(shù)k、巖爆烈度、Pc引入到RMR分類，建立了適于高地應力、高外水壓力條件下的圍巖分類方法——JPRMR分類；把地應力修正系數(shù)k、巖爆烈度、Pc引入到我國現(xiàn)行國家標準中的圍巖分類方法——HC分類，拋棄HC分類中用強度應力比S校正高地

4、應力區(qū)圍巖類別的方法，建立了適于高地應力、高外水壓力條件下的圍巖分類方法——JPHC分類。 以JPQ系統(tǒng)、JPRMR分類、JPHC分類為基礎，建立了適于錦屏深埋隧洞圍巖分類的分類體系——JPF體系。同時，給出綜合圍巖類別的定量確定方法，并建立了適于錦屏深埋隧洞圍巖支護的支護體系。 通過長度約6km輔助洞的驗證，認為JPF體系能較好地反映高地應力、高外水壓力條件下的圍巖類別。另外，還可以通過調整SRF或k值的大小，反映結構