高地應力公路隧道施工階段圍巖分級方法研究及應用.pdf

1、隨著大量深埋越嶺公路隧道的修建，目前圍巖分級方法在一定程度上不能滿足高地應力條件下的圍巖分級需要，故建立高地應力條件下公路隧道施工階段圍巖綜合分級方法非常必要。本文針對公路隧道圍巖分級的需要，結(jié)合前人的研究成果，采用現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查和地質(zhì)資料收集，國內(nèi)外相關(guān)資料的查閱、歸納和分析，以定性分級與定量分級相結(jié)合，運用數(shù)值模擬方法以及可拓學方法，對高地應力公路隧道施工階段圍巖分級的幾個方面進行探討，從而建立高地應力公路隧道施工階段圍巖綜合分級方法

2、。獲得的主要成果和認識如下： （1）通過對國內(nèi)外各種圍巖分級方法以及國內(nèi)已建公路隧道圍巖定性分級方案所選取的指標進行分析和歸類，從巖石堅硬程度、完整程度以及其他修正因素指標（地應力、地下水和優(yōu)勢結(jié)構(gòu)面與洞軸線的夾角關(guān)系）三個大的方面，建立泥巴山公路隧道施工階段圍巖定性分級方案，運用該方案對該隧道已開挖的段落進行圍巖分級取得了較好的效果。 （2） 常用的圍巖分級方法Q 法和公路隧道設(shè)計規(guī)范的BQ 法的應用研究表明，在低地應

3、力段圍巖質(zhì)量較差的Ⅳ級、Ⅴ級圍巖分級結(jié)果較好，兩種分級方法的分級結(jié)果與實際吻合率較高，而在高地應力段的圍巖分級結(jié)果較差，特別是BQ 法的分級結(jié)果與實際吻合率較低，其適用性也較差。 （3）由于BQ 法在高地應力段及巖爆或大變形段的分級適用性較差，本文針對BQ 法對于初始地應力折減系數(shù)K3 考慮不足的缺點，將高地應力條件下的巖爆和大變形對圍巖質(zhì)量的影響引入圍巖分級中。采用強度應力比值將巖爆烈度分為四個等級、大變形分為三個等級，各個等

4、級對應相應的折減值，從而形成巖爆段和非巖爆段的初始地應力折減系數(shù)值K31，以及大變形和非大變形段的初始地應力折減系數(shù)值K32，再以BQ 法為基礎(chǔ)建立了高地應力條件下的圍巖分級BQ-hg法。 （4）運用可拓學方法進行公路隧道圍巖分級。首先通過指標的選取（本文選取了巖石強度Rc、RQD 值、巖體完整性Kv 值、地下水狀態(tài)和地應力σ1 值），對指標參數(shù)值進行無量綱化處理，然后構(gòu)造相應的經(jīng)典域物元和節(jié)域物元，再確定各個指標的權(quán)重，最后通