[發明專利]軟硬相間陡傾巖體水電工程圍巖分類方法

有效

• 申請號: 202110825521.0
• 申請日: 2021-07-21
• 公開（公告）號: CN113554088B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 魏星燦;肖華波;馬金根;廖明亮;楊靜熙;吳章雷
• 申請（專利權）人: 中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06Q10/06;G06Q50/08
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 楊長青

本發明公開了一種軟硬相間陡傾巖體水電工程圍巖分類方法，涉及地質勘查領域，解決軟硬相間陡傾巖體的圍巖分類結果過于保守或過于激進的問題，還避免巖石強度評分取值因人而異的問題。本發明的技術方案是：軟硬陡傾巖體水電工程圍巖分類方法，首先，對工程區進行地質勘查；其次，對需進行圍巖分類洞段的軟硬相間陡傾巖體進行巖體結構類型劃分，分為互層結構、夾層結構或夾薄層結構；再次，計算綜合飽和單軸抗壓強度參數，并進行巖質類型劃分；最后，計算圍巖總評分，確定圍巖類別。此外，還計算圍巖強度應力比，并判定是否降低圍巖類別。本發明能合理地對軟硬相間陡傾巖體進行圍巖分類，為確定合理的施工開挖方案和系統支護設計方案提供依據。

技術領域

本發明涉及地質勘查領域，具體是一種軟硬相間陡傾巖體的水電工程圍巖分類方法。

背景技術

圍巖分類是對隧道或地下建筑工程周圍的巖體工程地質特性進行綜合分析、概括及評價，目的對圍巖的整體穩定程度進行判斷，并指導施工開挖與系統支護設計，以及作為施工定額與預算的參考。現行圍巖分類是對已建工程的地下工程的設計、施工與運行經驗的總結，是一種廣義的工程地質類比法。

在水電工程中，《水力發電工程地質勘察規范GB50287-2016》和《中小型水力發電工程地質勘察規范NB/T10336-2019》將圍巖分類分為初步分類和詳細分類。圍巖初步分類主要是依據巖質類型和巖體結構類型或巖體完整程度進行，將巖體劃分為Ⅰ～Ⅴ類，屬于宏觀判斷性質的分類。圍巖詳細分類是以巖石強度、巖體完整程度和結構面狀態為基本因素評分，均為正值；以地下水狀態和主要結構面產狀為修正因素評分，均為負值；五項因素之和為基本判據，并考慮圍巖應力狀態，以圍巖強度應力比為限定因素，最后綜合判定圍巖類別，將巖體劃分為Ⅰ～Ⅴ類。在水電工程中，依據巖體出露產狀中的傾角大小分為陡傾巖層、中傾巖層和緩傾巖層類。其中，傾角α＞60°為陡傾巖層，傾角60°≥α＞30°為中傾角，傾角α≤30°為緩傾巖層。

按照《水力發電工程地質勘察規范GB50287-2016》和《中小型水力發電工程地質勘察規范NB/T10336-2019》的相關規定，巖石的軟硬是根據巖石的飽和抗壓強度Rb的大小進行劃分，并根據Rb的大小將巖石軟硬程度劃分為四檔。其中，Rb大于60MPa為堅硬巖；Rb小于或等于60MPa，大于30MPa的為中硬巖；Rb小于或等于30MPa，大于15MPa的為較軟巖；Rb小于或等于15MPa的為軟巖，如表1所示。但是，上述現行的水電勘察規范的圍巖詳細分類，未明確規定飽和單軸抗壓強度Rb位于強度區間內時的巖石評分A如何取值。

表1 巖石強度評分表

水電勘察規范的圍巖詳細分類，按照巖質類型(即巖石飽和單軸抗壓強度R_b)規定了巖石強度評分標準，如表1所示。圍巖詳細評分過程中的巖體完整程度評分B、結構面狀態評分C時，均按巖質類型進行分類評分，并規定了相應條件的評分取值標準，見表2和表3。

表2 巖體完整程度評分表

表3 巖體結構面狀態評分表

現行行業規范中僅按單一巖石軟硬程度給定了評分標準。實際工程中，常遇到軟硬相間、陡傾的地層結構，當軟、硬巖體間隔出露，在單一巖質類型的巖體出露厚度大于一個施工單元或結構襯砌單元時，按照單一巖質類型的巖體按上述規范所規定的方法進行圍巖詳細分類；在單一巖質類型的巖體出露厚度小于一個施工單元或結構襯砌單元時，即在一個施工單元或結構襯砌單元內同時有幾種巖質類型的巖體，這種軟硬相間巖體的巖質類型如何確定？巖石強度值評分如何取值？這些問題一直困擾著工程地質人員。若完全按照軟質巖進行圍巖詳細分類，忽略硬質巖的貢獻，則圍巖分類結果將過于保守，必將影響工程施工進度和工程投資；若完全按照硬質巖進行圍巖詳細分類，忽略軟質巖的不利作用，圍巖分類結果又過于激進，會對工程施工和工程質量流程潛在威脅，造成安全隱患。

發明內容