[發(fā)明專利]一種確定高地應(yīng)力硬質(zhì)巖巖爆區(qū)鐵路空間線位的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210034885.1
• 申請日: 2022-01-13
• 公開（公告）號(hào): CN114528617B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝毅;張廣澤;陳明浩;徐正宣;王科;馮濤;王棟;宋章;周學(xué)軍;張營旭;陳興海
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G06F30/13
• 分類號(hào): G06F30/13;G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 成都惠迪專利事務(wù)所(普通合伙) 51215
• 代理人: 王建國

一種確定硬質(zhì)巖巖爆區(qū)鐵路空間線位的方法，以大幅度降低選線成本和節(jié)省勘察工期。包括如下步驟：將硬質(zhì)巖巖爆按變形程度由弱到強(qiáng)劃分為輕微巖爆、中等巖爆、強(qiáng)烈?guī)r爆、極強(qiáng)巖爆共四個(gè)等級(jí)，以臨界巖石強(qiáng)度應(yīng)力比為主要依據(jù)；確定各巖爆等級(jí)的臨界最大初始地應(yīng)力：確定深度和最大水平應(yīng)力之間關(guān)系；根據(jù)巖爆等級(jí)、深度和最大水平應(yīng)力之間關(guān)系，確定各巖爆等級(jí)的臨界深度：確定硬質(zhì)巖巖爆區(qū)鐵路空間線位，垂直隧道軸線布置控制性巖爆剖面，根據(jù)巖爆各等級(jí)的臨界埋深界線將剖面分為非巖爆區(qū)、輕微巖爆區(qū)、中等巖爆區(qū)、強(qiáng)烈?guī)r爆區(qū)及極強(qiáng)巖爆區(qū)；通過空間線位平面位置調(diào)整、空間線位縱斷面位置調(diào)整的協(xié)調(diào)配合，使預(yù)設(shè)隧道A繞避風(fēng)險(xiǎn)大的強(qiáng)烈?guī)r爆區(qū)、極強(qiáng)巖爆區(qū)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及山區(qū)鐵路工程減災(zāi)選線方法，特別涉及一種基于高地應(yīng)力硬質(zhì)巖巖爆分區(qū)的確定鐵路工程空間線位的方法。

背景技術(shù)

減災(zāi)選線是自然災(zāi)害對線路工程全壽命周期作用不確定條件下的一種風(fēng)險(xiǎn)決策過程。高地應(yīng)力硬質(zhì)巖巖爆區(qū)鐵路減災(zāi)選線是硬質(zhì)巖巖爆對鐵路工程全壽命周期作用不確定條件下的線路方案與工程設(shè)置風(fēng)險(xiǎn)決策過程。

高地應(yīng)力區(qū)硬質(zhì)巖巖爆是在高地應(yīng)力的巖體中開挖隧洞，圍巖應(yīng)力突然釋放，巖塊破裂并拋出的動(dòng)力現(xiàn)象，它是一種巖體中聚積的彈性變形勢能在一定條件下的突然猛烈釋放，導(dǎo)致巖石爆裂并彈射出來的現(xiàn)象，給施工處理和運(yùn)營安全造成了極大困難。

因此，在確定硬質(zhì)巖巖爆區(qū)鐵路空間線位時(shí)，應(yīng)合理劃分不同巖爆等級(jí)的影響范圍，通過合理確定線路高程和走向，選定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)相對較低的位置通過，以降低硬質(zhì)巖巖爆對鐵路工程的風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種確定硬質(zhì)巖巖爆區(qū)鐵路空間線位的方法，以確保鐵路工程從災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)較低的區(qū)段通過，大幅度降低選線成本和節(jié)省勘察工期，最大程度實(shí)現(xiàn)工程的經(jīng)濟(jì)性及合理性。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

發(fā)明一種確定高地應(yīng)力硬質(zhì)巖巖爆區(qū)鐵路空間線位的方法，包括如下步驟：

S01.在硬質(zhì)巖區(qū)布置控制性鉆孔，采用水壓致裂法在鉆孔中開展地應(yīng)力測量，獲得不同深度H的最大水平應(yīng)力σ_H和最小水平應(yīng)力σ_h，取巖樣進(jìn)行室內(nèi)單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)獲取巖石的天然抗壓強(qiáng)度R；

S02.當(dāng)鉆孔洞身段測得的最大水平應(yīng)力σ_H≥20MPa，且?guī)r石天然抗壓強(qiáng)度R≥30MPa時(shí)，說明隧道位于高地應(yīng)力狀態(tài)，存在硬質(zhì)巖巖爆風(fēng)險(xiǎn)，需要進(jìn)一步判定巖爆臨界深度，否則不會(huì)發(fā)生硬質(zhì)巖巖爆災(zāi)害；

S03.硬質(zhì)巖巖爆按變形程度由弱到強(qiáng)劃分為輕微巖爆、中等巖爆、強(qiáng)烈?guī)r爆、極強(qiáng)巖爆共四個(gè)等級(jí)，以臨界巖石強(qiáng)度應(yīng)力比R/σ_max為主要依據(jù)劃分，3＜R/σ_max≤4為輕微巖爆，2＜R/σ_max≤3為中等巖爆，1＜R/σ_max≤2為強(qiáng)烈?guī)r爆，R/σ_max≤1為極強(qiáng)巖爆；

S04.根據(jù)巖石的天然抗壓強(qiáng)度R和巖爆等級(jí)的臨界巖石強(qiáng)度應(yīng)力比R/σ_max確定各巖爆等級(jí)的臨界最大初始地應(yīng)力：

(1)輕微巖爆臨界最大初始地應(yīng)力σ_max＝R/4；

(2)中等巖爆臨界最大初始地應(yīng)力σ_max＝R/3；

(3)強(qiáng)烈?guī)r爆臨界最大初始地應(yīng)力σ_max＝R/2；

(4)極強(qiáng)巖爆臨界最大初始地應(yīng)力σ_max＝R/1；

S05.根據(jù)控制性鉆孔水壓致裂法獲得不同深度H的最大水平應(yīng)力σ_H和最小水平應(yīng)力σ_h，用下式表達(dá)深度H和最大水平應(yīng)力σ_H之間關(guān)系: