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隧道围岩稳定性的工程地质判别方法

三维地质建模技术

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隧道围岩稳定性的工程地质判别方法 冯鸿宽 (辽宁有色勘察研究院,宁沈阳 1 0 1 )辽 103 【要】由于围岩稳定性决定了隧道支护方法和开挖方式,摘 因此正确合理评价围岩稳定性,对隧道设 计施工合理性和运营安全性都起到重要作用。围岩稳定性受众多的因素影响,稳定性评价主要以围岩性质但及强度、围岩结构及结构面特征、始地应力场、质构造及地下水为指标。文章在分析稳定性评价指标的影初地响机理基础上,某公路隧道为实例,过勘测资料和现场开挖围岩揭露,工程地质判别方法从围岩岩性、以通以 结构面特征等方面对围岩开挖稳定性进行了评价。

【关键词】围岩;稳定性;工程地质判别方法;定量评价

【中图分类号】 U 5. 42 1 2 围岩稳定性指隧道施工过程中,在无支护条件下隧道洞室围岩的自稳能力。围岩稳定性决定了隧道的施工工期, 同时稳定性级别的划分也决定了隧道支护方法和开挖方式

【文献标识码】 B 能弯曲、断裂。此时应采取局部支护或轻型的支护;③稳定性差。可短期自稳,但不能长期自稳,易发生岩层弯折、 松弛塌落、脆性破坏等变形破坏,但一次破坏规模不大; ④不稳定。只能暂时 (几小时或几天内)不塌方,但变形 一

等,因此分析和研究围岩稳定性的影响因素和稳定性的评价方法,对隧道围岩稳定性给出正确合理的评价,对隧道设计施工合理性和运营安全性都起到重要作用。 现行隧道围岩稳定性评价,一般分为定性评价和定量评价。定性评价是一种粗略的围岩稳定性评价方法,常与定量评价方法结合使用,工程实践中最常用的方法是工程地质判别法。定量评价是在岩体物理力学性质指标的基础上,采用解析分析法、图解分析法和数值模拟法来评价围岩稳定性的具体程度,是工程实践中准确评价围岩稳定性 极为常用的方法。如文献[] 1以现场地质描述为基础,通过

直持续发展,破坏形式可以从局部到整体,从小规模到

大规模;⑤很不稳定。不支护无自稳能力,必须超前及时 支护或采取预加固措施才能保证施工的安全,塌方的

规模 往往很大。

影响隧道围岩稳定性的地质环境因素大体上可分为两大类:一类是客观存在的地质环境因素或者称为内在的因素;一类是人为的主观因素或者称为外部环境因素。内在因素是影响隧道围岩稳定的基本的决定性的因素,主要包括:围岩初始应力场状态、围岩的结构状态及地下水状态等。外部环境是通过内在因素的作用而起作用的,主要包 括:施工方法、支护方法和时间、隧道的形状和尺寸及

对结构面的图解分析法 (几何分析 )迅速地确定了隧道危岩块体的位置、几何形态、塌滑类型以及稳定性系数;文

献[] 2通过工程地质判别法在围岩岩体结构分析、围岩岩体 基本质量基础上,进一步分析水力学特征、介质力学特征等,对桑园水电站坝基弱风化带上部岩体的可利用性、断层破碎带的稳定性、隧洞围岩稳定性和支护处理措施进行 了初步研究。

隧道的埋深等。概括国内目前许多的稳定性分析均采用围 岩性质及强度、围岩结构及结构面特征、初始地应力场、

地质构造及地下水指标,为了准确对围岩稳定性进行评价, 有必要了解这些指标的影响程度。 1 1围岩性质及强度 .’

本文以前人研究成果为基础,首先分析了围岩稳定性的影响因素,对目前围岩稳定性评价采用的主要指标进行 了分析;以某公路隧道为实例,通过勘测资料和现场开挖围岩揭露,以工程地质判别方法从围岩岩性、结构面特征

在地应力一定的条件下,围岩主要分为脆性围岩和塑 性围岩。塑性围岩主要包括各类黏土质岩石、黏土岩类、 破碎松散岩和吸水易膨胀岩等。通常具有风化速度快、力学强度低和遇水软化、崩解、膨胀等不良性质,故对隧道围岩稳定性极为不利。脆性围岩主要为强度高的各类硬质岩,由于这类岩石的强度远远高于岩体的强度,故脆性围岩的强度主要取决于岩体结构面的特征及围岩的结构,围岩本身的强度影响并不显著。 1 2围岩结构及结构面: .特征

等方面对围岩开挖稳定性进行了评价。

1围岩稳定性影响因素 根据隧道围岩变形破坏特征,结合时间因素考虑,一

般将围岩的稳定性划分为五级:①稳定。围岩只发生弹 性变形,无塑性流动变形和破坏,隧道开挖后不支

护可长期自稳,无坍塌,但偶尔掉块;②基本稳定。坑道会因爆

[收稿日期]20 0 1 0 7— 4— 6[作者简介]冯鸿宽 ( 94~) 16,男,工程师,主要从 事工程地质及岩土工程勘察与设计工作。

破、岩块结合部位松弛等而产生局部掉块,但不会引起坑 道的坍塌,坑道是稳定的。层间结合差的平缓岩层顶板可 .

四川建筑

第2 8卷 2期

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