黔东南浅变质岩隧道围岩分级与评价研究

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。

目录

声明

摘要

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