隧道掘进机施工条件下的隧洞围岩分类方法探讨

针对隧道掘进机(Tunnel Boring Machine--TBM)施工隧洞中的围岩分类问题,指出TBM施工条件下的隧洞围岩分类应针对围岩的可钻掘性,充分考虑影响TBM掘进效率的主要工程地质因素,提出了在《工程岩体分级标准》围岩稳定性基本分级的基础上,依据岩石的单轴抗压强度、岩石的耐磨性和岩体的完整性将TBM施工条件下的隧洞围岩分为A(好)、B(一般)、C(差)3个级别的围岩分类新方法。     

关于TBM施工隧洞围岩分类方法的研究

本文针对TBM施工隧洞中的围岩分类问题，通过分析研究国内外大量TBM施工实例和一些现场及室内岩石力学试验结果，指出TBM施工条件下的隧洞围岩分类应针对围岩的可钻掘性，充分考虑影响TBM掘进效率的主要工程地质因素，提出了在《工程岩体分级标准》围岩稳定性基本分级的基础上，依据岩石的单轴抗压强度、岩石的耐磨性和岩体的完整性将TBM施工条件下的隧洞围岩分为A（好）、B（一般）、C（差）3个级别的围岩分类新方法，并将该方法应用于掌鸠河引水供水工程TBM施工段工程实践，取得了良好的效果。     

基于模糊综合评判的护盾式TBM施工围岩稳定性分类

针对传统分类方法难以对围岩稳定性进行评价的问题,以护盾式全断面隧掘进机（TBM）施工隧洞的围岩稳定性评价为目标,在研究护盾式TBM施工特点的基础上,参照国内、外常用的围岩分类方法,选择了岩石的回弹值、刀盘推力、刀盘扭矩、片状岩渣含量、地下水渗流量和最大主应力与洞轴线的夹角作为围岩稳定性评判因素。采用模糊综合评判方法,建立围岩稳定性多因素评判模型,通过确定评判因素的权重向量选取隶属函数,进而对围岩稳定性进行定量评判,并将之应用到某工程双护盾TBM施工的围岩稳定性评判中。结果表明：序号1、2、3和4洞段对应的较稳定、较稳定、局部稳定性差和不稳定的最大隶属度分别为0.494、0.403、0.388、0.442,分别对应Ⅱ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ类围岩;模糊综合评判方法合理,评判结果较为可靠。研究成果对护盾式TBM施工的围岩稳定性评价、围岩分类及支护方式选择等具有参考价值。     

模糊层次综合评价在深埋隧道围岩质量分级中的应用

针对现行隧道围岩分类中存在的"模糊性"问题,引进模糊层次分析模型,实现了围岩定性分类向定量分类的转变,经过工程实践取得了良好的效果.首先确定了影响隧道围岩质量的主要因素,如岩块坚硬程度、结构面发育程度、岩石质量指标以及地下水出水特征,然后建立了模糊评价模型,并采用层次分析法确定了各因素的权重,最后针对堡镇铁路隧道围岩采用模糊层次综合评价决策的数学模型所得到的结果对隧道各段岩体质量的级别进行了划分.     

模糊层次分析法在地下洞室围岩稳定性评价中的应用

大型水电站地下洞室的建设是一项复杂的系统工程,其中地下洞室围岩的稳定性受众多因素的影响。运用模糊层次分析法原理,把地下洞室围岩的稳定性分析问题层次化,并建立层次结构模型,通过逐层分析比较,将4段地下洞室围岩的稳定性进行了排序。实例表明,模糊层次分析法使定量分析和定性分析相结合,具有很好的可靠性和实用性。     

煤巷围岩稳定性加权平均评价方法研究

煤巷围岩稳定性评价是判断巷道支护难易程度和进行支护设计的依据。在对煤巷围岩稳定性影响因子和评价指标进行分析选取的基础上,提出了多因素单一综合指标值评价方法,运用层次分析法确定评价因子权重,用加权平均法建立单一综合指标值计算模型和计算方法。研究结果表明,煤巷围岩稳定性加权平均评价方法能科学地反映围岩的稳定特征,为煤巷围岩控制及支护设计提供了可靠依据。     

层次分析法在工程岩体分类中的应用

层次分析法是一种考虑定性与定量相结合的多目标决策分析方法。岩体工程分类受多种因素影响,本文选用多种因素进行全面的综合分析,建立了由4个层次组成的岩体工程分类层次分析体系,详细介绍了不同层次的判断矩阵的构造及分类过程。实测数据计算结果表明:岩体工程分类层次分析体系简单、适用、系统性强,评价结果真实、有效。     

PLS法与隧道围岩稳定性分类

围岩稳定性是隧道工程支护设计的基本参数,采用偏最小二乘回归法,综合考虑多因变量影响因素,对隧道围岩稳定性分类进行回归建模,并取得较好效果.     

南水北调西线工程岩石中石英含量变化及其对TBM施工的影响

石英是各类岩石中广泛存在的一种矿物成分,石英颗粒的大小和含量不仅决定了岩石的强度、硬度和耐磨性,而且直接影响TBM施工的掘进效率。在南水北调西线工程区采集124块岩石样品进行了岩石薄片鉴定,在岩石碎屑粒度分析的基础上,得到了不同采样区域岩石中的石英含量分布特征。基于TBM施工特点,根据不同岩石中的石英含量统计结果,分析了石英含量分布规律对南水北调西线工程TBM施工围岩分类和掘进效率的影响。研究结果表明:(1)砂岩(含杂砂岩)、粉砂岩和板岩中的石英含量具有较明显的差异,砂岩(含杂砂岩)、粉砂岩的石英含量较高,其平均值分别为74.21%和80.41%; 板岩中的石英含量较低,平均值为9.36%。(2)砂岩(含杂砂岩)及粉砂岩中的石英含量一般大于60%,对TBM施工围岩分类的影响属于严重等级; 板岩中的石英含量一般小于30%,对TBM施工围岩分类的影响属于轻微-明显等级。(3)岩石中的石英含量越高,岩石硬度和耐磨性越高,刀具损耗越大,TBM施工掘进速度PR和施工速度AR越低。研究成果可为南水北调西线工程TBM优化选型、施工围岩分类以及施工进度预测提供参考依据。     

基于AHP和模糊综合评判的TBM施工风险评估

岩石隧洞建设中面临很大和众多的风险,利用TBM施工的深埋长隧洞受多种不确定因素影响,具有随机性和模糊性,目前的研究方法难以对其进行准确定量分析。通过深入分析影响TBM施工的风险因素,建立了TBM施工风险综合评价指标体系。基于风险影响因素的层次性,提出了TBM施工风险二级模糊综合评判计算模型,并利用层次分析法(AHP)确定各级因素权重,利用模糊集法确定隶属函数,划分了风险接受等级。以南水北调西线工程深埋长隧洞TBM施工为例,应用二级模糊综合评判计算模型对该工程TBM施工风险进行分析,计算结果表明,该方法是合理性实用的。其理论、方法、思路和结论可供同类工程借鉴。     

华南南岭地区石英脉型钨矿床蚀变晕形成机制

中国地质工作者在20世纪80年代已发现南岭地区许多石英脉型钨矿床的蚀变晕宽度随深度递减,然而这一蚀变特征的形成机制至今仍未得到较好的解释。通过模拟热液运移和硅从裂隙带向邻近围岩的扩散过程,发现流体温度和围岩孔隙度是影响石英脉型钨矿床蚀变特征的重要变量。高温和高孔隙度会加速硅从裂隙向邻近围岩扩散,从而形成较宽的蚀变。在围岩孔隙度均一分布的情况下,由于深部温度高于浅部,深部围岩蚀变宽于浅部蚀变。围岩孔隙度随深度递减会抵消温度对硅扩散速率的影响,使深部围岩形成较窄的蚀变。围岩孔隙度随深度递减可能是形成石英脉型钨矿床蚀变宽度随深度减小的有效机制。前人将钨矿蚀变特征归因于岩浆热液过渡性流体不均一的物理性质,该研究为这一科学问题提供新的解释。     

鱼潭水电站地下厂房裂隙层状围岩的变形特征

通过分析鱼潭水电站地下厂房围岩松动圈、块体塌滑,应力变化和收敛位移等特征,揭示了本工程裂隙层状围岩变形破坏的一般规律。     

新疆库布苏金矿元素地球化学特征

通过库布苏金矿不同岩脉、地层、石英脉内微量元素及稀土元素含量与组成的研究。,得出库布苏金矿岩脉形成与区域岩浆活动有关,岩脉与区域中基性岩脉,泥盆纪火山－沉积地层在成矿物质上具有同源性或继承性。石英脉与岩脉、地层在元素地球化学特征上差别较大。矿化与石英脉是不同阶段的产物,其为后期热液作用的产物。东准噶尔地区的金矿找寻应以围岩蚀变作为主要找矿标志。     

新化古台山金锑矿床蚀变特征及其找矿方向

本文结合古台山金锑矿床地质特征,着重分析了围岩蚀变类型及其分带,分布规律与矿化的关系,阐述了围岩蚀变特征及其找矿意义。     

全断面隧道掘进机护盾受力监测及卡机预警

全断面隧道掘进机(简称TBM)在穿越深部软弱地层时围岩收敛变形较大,围岩容易挤压护盾,导致TBM卡机,影响TBM正常掘进。通过分析TBM卡机灾害孕育过程,得到了预测TBM卡机的重要条件：一是围岩变形量大于预留的空间,二是额定推力不能克服摩擦阻力。为了监测实际工程TBM卡机状态,提出了一种监测护盾变形的方案以及护盾受力的计算方法,可通过监测得到的变形估算护盾的受力,进而计算出护盾受到的摩擦阻力,得到TBM卡机的状态。根据TBM受到的摩擦阻力、TBM正常掘进时所需推力和TBM额定推力之间的关系,将TBM卡机状态分为4个等级,即无卡机、轻微卡机、卡机和严重卡机,并提出了对应的处理措施。结合TBM卡机条件以及护盾受力监测方案,提出了TBM卡机灾害预警流程。在兰州水源地输水隧洞工程中应用了该监测方案和卡机灾害预警流程,应用结果表明,预测的卡机状态与TBM实际状态基本一致,说明该方法具有一定的可靠性,对指导TBM隧道施工具有重要意义。     

赣南双坑铀矿床围岩蚀变及其地球化学特征

文章阐述了赣南双坑铀矿床的近矿围岩蚀变特征,指出与成矿密切相关的围岩蚀变主要有赤铁矿化、水云母化、绿泥石化和碳酸盐化。双坑铀矿床的矿化蚀变岩石元素地球化学研究表明,从矿化中心至围岩,V、Mo、Bi、Cu含量变化趋势与 U 一致,具有正相关性;与铀密切相关的元素为 V、Sb、Pb、Bi、HREE、Be、Co等。这些元素可作为该区铀成矿的地球化学标志。     

豫西花山花岗岩体内金矿围岩蚀变特征及蚀变模式

对花山花岗岩体中金矿的围岩蚀变特征和围岩蚀变与金矿化的关系进行了研究，并建立了蚀变模式。含金的围岩蚀变主要是钾长石化、钠长石化、硅化和黄铁矿化，是寻找金矿体的蚀变标志，也是金矿体存在的重要特征。认为在豫西寻找金矿床，应拓展到花岗岩体中。     

黔西南泥堡金矿围岩与矿石的对比及其成矿机制研究

泥堡金矿的矿体主要赋存在构造蚀变体及逆冲断层破碎带中,受地层和断裂的双重控制。本文在岩相学研究的基础上应用X射线粉晶衍射分析(XRD)结合电子探针分析(EMPA)确定和量化了围岩和矿石的蚀变矿物及载金砷黄铁矿,对比了围岩和矿石的特点,并利用主微量元素分析矿化过程中围岩与矿石之间的元素带入带出通量,探讨了泥堡金矿蚀变矿物与成矿的关系及成矿机制问题。分析结果表明,黄铁矿(主要的载金矿物)与石英呈负相关,与伊利石呈正相关;矿石发生了去碳酸盐化作用,矿石中的黄铁矿大多具有环带结构,部分围岩也发生了去碳酸盐化作用,而围岩中的黄铁矿一般不具有环带结构;Au明显加入到构造蚀变体的矿石中,而CaO、MgO、S、Ba、Be等从其围岩中带出;Au、Sc、As和Fe_2O_3明显加入到逆冲断层破碎的矿石中,SiO_2、CaO、Sr、W、Be等则显示从其围岩中带出。综合分析认为,去碳酸盐化和硫化作用是泥堡金矿的主要成矿机制。在矿化前,去碳酸盐化作用为成矿提供了有利的环境;在成矿过程中,矿化通过硫化作用形成了黄铁矿的载金含砷边缘。     

Flexural-slip generated bedding-parallel veins from central Victoria, Australia

Thin continuous laminated bedding-parallel quartz veins (BPVs) with slip-striated and fibred vein walls occur within slates, or at their contact with sandstones, on the limbs of chevron folds in the Bendigo-Castlemaine goldfields, southeastern Australia. Two microstructural Types of BPV (I and II) have been previously recognized, and are confirmed in this study. Both types are concluded to have formed during and/or after crenulation cleavage (the first tectonic axial planar structure) in the wallrock slates, and during flexural-slip folding. Type I BPVs consist of syntaxial phyllosilicate inclusion trails, parallel to bedding, enclosing inclined inclusion bands, the latter formed by detachment of wallrock phyllosilicate particles from the walls of pressure solution-segmented discordant tension veins. Type I BPVs are formed by bedding-parallel shear, and grow in width by propagation of the discordant veins into the BPV walls. Type II veins are composed of quartz bands separated by wallrock slate seams which have split away from the vein wall during dilatant shear opening. They incorporate numerous torn-apart fragments of crenulated wallrock slate. Type I BPV inclusion band average spacing of 0.5 mm probably represents the magnitude of slip increments during stick-slip flexural-slip folding activity.     

甘孜嘎拉金矿床含金剪切带的蚀变特征及地质找矿意义

本文重点论述了甘孜－理塘断裂带北段嘎拉金矿床含金剪切带围岩蚀变类型、阶段，讨论了构造－蚀变岩的岩石化学及稀土、微量元素地球化学特征，进一步阐明了构造－蚀变作用与金矿化的关系，即金矿化在空间上与围岩蚀变类型及强度关系密切，在时间上大致同期形成。这种由剪切构造变形作用引起的蚀变作用，对金矿化具有重要意义。