復(fù)雜條件下圍巖分類研究——以錦屏二級(jí)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(yīng)力、低外水壓力條件，在高地應(yīng)力、高外水壓力條件下的適用性差。本文以幾個(gè)具有20～40MPa高地應(yīng)力、1～10MPa高外水壓力的錦屏深埋隧洞為地質(zhì)原型，對(duì)高地應(yīng)力、高外水壓力條件下的圍巖分類問(wèn)題進(jìn)行研究。錦屏深埋隧洞巖層產(chǎn)狀近直立、屬于硬質(zhì)巖石；隧洞走向與巖層走向近垂直；在高地應(yīng)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(jié)果的相對(duì)大小，提出了比較不同圍巖分類方法分類結(jié)果相對(duì)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(xué)表達(dá)方法，為研究各種分類方法之間的相互關(guān)系提供了理論基礎(chǔ)。另外，我國(guó)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中尚無(wú)巖爆烈度與圍巖類別的關(guān)系方面的規(guī)定，文中提出了巖爆烈度與圍巖類別的對(duì)應(yīng)關(guān)系，為正確評(píng)價(jià)巖爆區(qū)圍巖類別以及相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的修訂奠定了基礎(chǔ)。 首先，通過(guò)對(duì)常用圍巖分類方法在5km長(zhǎng)探洞分類結(jié)果的相關(guān)性、一致性、適用性分析，找到常用分類方法在高地應(yīng)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(duì)地應(yīng)力折減系數(shù)SRF的取值進(jìn)行修正、對(duì)地下水修正系數(shù)Jw的取值進(jìn)行改進(jìn)，建立了適于高地應(yīng)力、高外水壓力條件下的圍巖分類方法——JPQ系統(tǒng)；把地應(yīng)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(yīng)力、高外水壓力條件下的圍巖分類方法——JPRMR分類；把地應(yīng)力修正系數(shù)k、巖爆烈度、Pc引入到我國(guó)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的圍巖分類方法——HC分類，拋棄HC分類中用強(qiáng)度應(yīng)力比S校正高地

4、應(yīng)力區(qū)圍巖類別的方法，建立了適于高地應(yīng)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(chǔ)，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(shí)，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(hù)的支護(hù)體系。 通過(guò)長(zhǎng)度約6km輔助洞的驗(yàn)證，認(rèn)為JPF體系能較好地反映高地應(yīng)力、高外水壓力條件下的圍巖類別。另外，還可以通過(guò)調(diào)整SRF或k值的大小，反映結(jié)構(gòu)