考虑高地温及其梯度影响的围岩分级方法初探
发布时间：2021-11-01 01:58
工程岩体分级是岩石力学及其工程应用研究的最基本内容之一,当前岩体分级体系中尚无考虑高地温及高温度梯度等复杂地质环境下的围岩分级方法。依托南疆某水电站高温洞段引水隧洞工程建设,基于现场地质描绘、现场钻孔测试及室内岩石力学试验成果,采用RMR、GSI、BQ和HC等不同分级体系对高温洞段开展岩体质量评价;最后根据实际围岩级别与定性和定量分级结果对比分析,提出了高地热下围岩类别影响因子及阈值指标,给出了高地热赋存环境状态对围岩分级的修正方法,在此基础上提出适用于高地温梯度环境下的隧洞围岩质量分级与评价方法。研究表明,考虑了温度修正后,各类围岩的岩体质量评价结果相对传统方法减小1/4～1/2级,与实际定级结果更为接近,提高了分级的准确率。研究结果对于存在高地温的隧洞围岩分级有参考价值。
【文章来源】：长江科学院院报. 2020,37(08)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
高地温围岩分级体系建立思路
为了对不同分级方法分级结果进行充分对比及与实际围岩级别的一致性进行分析,所有分级的桩号及分段均保持相同,分级结果为分级段内的均值;4种不同围岩分级方法得到的该水电站引水隧洞围岩的对比结果见图2所示。通过各围岩分类方法之间的对应关系曲线及相关性系数可以看出(图3),RMR与HC、RMR与BQ、GSI与BQ、GSI与HC、HC与 BQ等均呈线性相关关系。整个研究洞段BQ与RMR、GSI与BQ、GSI与HC 的相关性中等,而HC与BQ的相关性较好。这与BQ与GSI的评价因素在没有考虑特殊地质环境如高地温、高孔隙水压力情况下,其评价因子几乎相同,评价标准一致,只是HC中在BQ的基本评价因子Rc和Kv的基础上增加了结构面状态作为岩体基本质量评分,其余岩体修正指标差异不大,因此,得到的评价结果相关性较好。
通过各围岩分类方法之间的对应关系曲线及相关性系数可以看出(图3),RMR与HC、RMR与BQ、GSI与BQ、GSI与HC、HC与 BQ等均呈线性相关关系。整个研究洞段BQ与RMR、GSI与BQ、GSI与HC 的相关性中等,而HC与BQ的相关性较好。这与BQ与GSI的评价因素在没有考虑特殊地质环境如高地温、高孔隙水压力情况下,其评价因子几乎相同,评价标准一致,只是HC中在BQ的基本评价因子Rc和Kv的基础上增加了结构面状态作为岩体基本质量评分,其余岩体修正指标差异不大,因此,得到的评价结果相关性较好。事实上,隧洞围岩的分级目的是为围岩的支护参数和支护方案服务的,我们根据现场开挖后所有参建方定级与设计支护参数相匹配的围岩级别综合定级结果作为最终围岩实际级别。根据这一假定,将实际围岩分类结果与现场围岩类别进行吻合率对比分析,如图4所示。从图4可以看出4种分类方法在各种情况下所得的结果与实际围岩的一致性有一定出入,采用RMR、GSI、BQ和HC分级方法得到的吻合率分别为67.1%,53.7%,63.6%,61.8%;尤其在Ⅲa级和Ⅲb级围岩分级结果与实际有差别较大,究其原因是以上分级体系没有考虑地温影响。总体上,除GSI吻合率较差外,其他几种围岩分级体系分级结果与实际围岩级别吻合率介于60%～80%,属于中等偏低的适用性范围。因此,对于该水电站引水隧洞高温段围岩,如果没有对其进行修正,则不太适合采用以上几种分级方法,有必要对以上分级体系进行修正。
【参考文献】：
期刊论文
[1]川藏铁路沿线及邻区环境工程地质问题概论[J]. 郭长宝,张永双,蒋良文,石菊松,孟文,杜宇本,马春田. 现代地质. 2017(05)
[2]新疆布仑口高温引水隧洞几个设计与施工问题探讨[J]. 侯代平,刘乃飞,余春海,李宁. 岩石力学与工程学报. 2013(S2)
[3]国标《工程岩体分级标准》的应用与进展[J]. 邬爱清,柳赋铮. 岩石力学与工程学报. 2012(08)
[4]超深竖井工程围岩分级探讨[J]. 赵建海,万凯军. 资源环境与工程. 2011(03)
[5]高温高压热水条件下的引水隧洞施工[J]. 和学伟. 云南水力发电. 2003(S1)
本文编号：3469300
【文章来源】：长江科学院院报. 2020,37(08)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
高地温围岩分级体系建立思路
为了对不同分级方法分级结果进行充分对比及与实际围岩级别的一致性进行分析,所有分级的桩号及分段均保持相同,分级结果为分级段内的均值;4种不同围岩分级方法得到的该水电站引水隧洞围岩的对比结果见图2所示。通过各围岩分类方法之间的对应关系曲线及相关性系数可以看出(图3),RMR与HC、RMR与BQ、GSI与BQ、GSI与HC、HC与 BQ等均呈线性相关关系。整个研究洞段BQ与RMR、GSI与BQ、GSI与HC 的相关性中等,而HC与BQ的相关性较好。这与BQ与GSI的评价因素在没有考虑特殊地质环境如高地温、高孔隙水压力情况下,其评价因子几乎相同,评价标准一致,只是HC中在BQ的基本评价因子Rc和Kv的基础上增加了结构面状态作为岩体基本质量评分,其余岩体修正指标差异不大,因此,得到的评价结果相关性较好。
通过各围岩分类方法之间的对应关系曲线及相关性系数可以看出(图3),RMR与HC、RMR与BQ、GSI与BQ、GSI与HC、HC与 BQ等均呈线性相关关系。整个研究洞段BQ与RMR、GSI与BQ、GSI与HC 的相关性中等,而HC与BQ的相关性较好。这与BQ与GSI的评价因素在没有考虑特殊地质环境如高地温、高孔隙水压力情况下,其评价因子几乎相同,评价标准一致,只是HC中在BQ的基本评价因子Rc和Kv的基础上增加了结构面状态作为岩体基本质量评分,其余岩体修正指标差异不大,因此,得到的评价结果相关性较好。事实上,隧洞围岩的分级目的是为围岩的支护参数和支护方案服务的,我们根据现场开挖后所有参建方定级与设计支护参数相匹配的围岩级别综合定级结果作为最终围岩实际级别。根据这一假定,将实际围岩分类结果与现场围岩类别进行吻合率对比分析,如图4所示。从图4可以看出4种分类方法在各种情况下所得的结果与实际围岩的一致性有一定出入,采用RMR、GSI、BQ和HC分级方法得到的吻合率分别为67.1%,53.7%,63.6%,61.8%;尤其在Ⅲa级和Ⅲb级围岩分级结果与实际有差别较大,究其原因是以上分级体系没有考虑地温影响。总体上,除GSI吻合率较差外,其他几种围岩分级体系分级结果与实际围岩级别吻合率介于60%～80%,属于中等偏低的适用性范围。因此,对于该水电站引水隧洞高温段围岩,如果没有对其进行修正,则不太适合采用以上几种分级方法,有必要对以上分级体系进行修正。
【参考文献】：
期刊论文
[1]川藏铁路沿线及邻区环境工程地质问题概论[J]. 郭长宝,张永双,蒋良文,石菊松,孟文,杜宇本,马春田. 现代地质. 2017(05)
[2]新疆布仑口高温引水隧洞几个设计与施工问题探讨[J]. 侯代平,刘乃飞,余春海,李宁. 岩石力学与工程学报. 2013(S2)
[3]国标《工程岩体分级标准》的应用与进展[J]. 邬爱清,柳赋铮. 岩石力学与工程学报. 2012(08)
[4]超深竖井工程围岩分级探讨[J]. 赵建海,万凯军. 资源环境与工程. 2011(03)
[5]高温高压热水条件下的引水隧洞施工[J]. 和学伟. 云南水力发电. 2003(S1)
本文编号：3469300
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