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.     

深埋长大隧道围岩分类评价的探讨与应用

随着国内外深埋长大隧道规模的增大和工程项目的增多，其围岩分类，评价愈显重要和迫切。深埋长大隧道地质环境条件复杂，施工前期勘探工程量少，控制程度低，勘夺分类，评价极为困难。在总结当前隧道围岩分类，评价方法的基础上，针对其目前存在的问题及不足，结合具体工程探讨了深埋长大隧道围岩分类，评价的实现方法问题。     

基于云模型的隧洞围岩工程地质分类方法及应用

本文将云模型理论应用于隧洞围岩工程地质分类,通过建立隧洞围岩分类多级定量指标体系及评价等级标准,计算隧洞围岩云模型隶属度,将定性评价与定量划分成果进行结合,判定隧洞围岩工程地质类别。通过工程实践应用,该方法对围岩分类问题中的模糊性和随机性进行了统一,围岩分类结果与多位地质工程师联合判断结果相比较,在共计15段围岩中有14段相同,具有高的准确度,云模型理论应用于隧洞围岩分类是合理可行的。     

某引水隧洞围岩工程地质分类及支护措施

1工程概况某引水隧洞长1950m,断面形式为城门洞型,尺寸b×h=7×9·5m,系无压水工隧洞。工程所在为中低山区,属构造剥蚀地貌,山势陡峭,一般坡角27°~56°,冲沟发育,呈树枝状,隧洞轴线与河道方向几乎一致。隧洞最大埋深360~380m,进出口岩性软弱,洞内岩溶较发育。其地质构造位于金     

隧道围岩分类的层次类比系统方法

在本文中,把围岩分类的因素分为3种。第一种为大的地质环境,它主要包括地层、构造、地形等;第二种为围岩的小环境,它包括岩体结构、结构面的发育情况、地下水的分布等;第三种为围岩的物理、力学、水理以及埋深等具体参数。这3种因素从大到小形成一个层次递阶关系,下层元素是上层元素的具体表现,上层元素对下层元素产生影响。把用这种层次关系表征的典型工点集合,作为一个工程地质评价模型的基础。按典型工点的稳定性进行排序或进行聚类分析,再把新工点的稳定性权重与典型工点的稳定性权重序列或相似序列比较,找出新工点在典型工点序列中的相当位置,这样就可根据与新工点相近的典型工点围岩类别以及施工、支护等成功的设计参数或经验教训作为新工点的设计参数。     

DBQ系统——深埋隧洞软弱围岩分类方法

以巴顿岩体质量分类体系Q系统为基础,考虑高地应力和低外水压力对软弱围岩的影响,建立DBQ软弱围岩分类系统。在现场地质调查和参数收集的基础上,把该系统应用到丹巴某深埋隧洞已开挖洞段。结果表明其适用性良好,为该隧洞软弱围岩快速准确分类及支护设计提供了依据。     

模糊神经网络法在隧洞围岩分类中的应用

应用模糊集和神经网络相结合 ,运用模糊积分来综合各个子网的输出 ,提出了围岩稳定性模型及围岩分类的方法。根据收集到的围岩分类资料作为样本来训练和检验网络模型。计算结果表明 ,该方法克服了传统人工神经网络计算容易陷入局部最小的缺点。应用此模型对工程隧洞围岩进行分类 ,为工程施工提供了依据     

太宁隧道围岩类别的再认识

通过论证比较，按照隧道围岩主要工程地质特征，围岩岩体结构及结构面特征，水文地质特征，围岩弹性纵波波速，变形系数，泊松比，内摩擦角，软化系数等指标，重新划分和确定了围岩类别，分析了产生围岩类别偏差的原因，以期对同类工程勘察起到借鉴和参考作用。     

不同围岩条件下大跨隧道的施工方案探讨

以内昆线上３座大跨车站隧道修建为对象,针对３个具体工点的不同地质条件下所采取的不同施工方案进行了分析比较,为以后大跨隧道的设计施工提供了参考。     

TBM施工隧洞围岩级别划分探讨

已有不少专家在TBM施工围岩级别划分方面进行过有益探索,为后来的工作提供了很好思路。目前的问题是,所提出的分级指标难以获取、离散性较大、有一些与施工直接相关的指标的定量化问题未能解决,尚未形成明显共识的分级系统或方法。为此,有必要针对水工隧洞TBM施工围岩类别划分进行详细探讨。本文提出以现行《水利水电工程地质勘察规范》中水工隧洞围岩分级方法为基础,参考秦岭隧道TBM施工围岩分级方法,根据TBM施工的工作效率、碴料特征和涌水状况进行分级修正,建立适合于TBM施工的水工隧洞围岩分级修正模型,实现TBM施工水工隧洞的围岩分级,并以2个实例进行验证。     

基于可拓学理论的围岩分级方法在变质软岩隧道中的应用

对可拓学中物元、可拓集合的概念进行了阐述,并以火车岭隧道为例,结合影响变质软岩区隧道稳定性的岩性、结构面、地下水等主要因素,选取钻孔岩芯质量、隧道埋深、地下水流量、饱和单轴抗压强度、结构面间距作为评价指标,同时选择3个典型岩段,建立相应的待评物元模型;对各评价指标及各围岩级别的关联度指标进行了计算,据此对3个岩段进行分级的结果表明,绿泥钠长石英片岩岩段为Ⅲ级,与原设计相符;绢云母石英片岩岩段为Ⅱ级,比原设计低一级;白云钠长石英片岩岩段为Ⅳ级,比原设计高一级.该分级方法与RMR法、Q法及公路隧道规范分级方法的对比结果表明,传统方法与现场条件存在较大误差,证明基于可拓学理论的围岩分级方法能较好地满足该围岩条件的要求,同时分析了传统围岩分级方法在该地质条件下应用的缺陷.     

Some Attempts for Estimating Rock Strength and Rock Mass Classification from Cutting Force and Investigation of Optimum Operation of Tunnel Boring Machines

Summary. Tunnel face and wall collapse are common during excavations performed by tunnel boring machines (TBMs) due to the difficulty of correctly identifying the properties of the excavated rock. This identification, however, can be simplified by using the cutting force to estimate rock strength, a method that has already proved quite successful in Japanese tunnel excavations. This paper summarizes knowledge relating to the cutting force obtained through tunnel excavation experience, and the relationship between rock strength and TBM operation is discussed. Although TBM operators rely on intuition to set the cutter head speed appropriately, this decision process represents a logical method of operation that takes advantage of the variable speed capability of the cutter head. Selection of appropriate support methods for the excavated face is also a critical issue in tunnel excavation. This selection process is based on the condition of the rock, which is difficult to determine quickly and accurately during tunnel excavation. The present paper uses the excavation of two tunnels to demonstrate that it is possible to assign rock mass classifications accurately based on rock strength when boring a uniform rock type. It is also shown that the rock mass can be classified from the rock strength normalized by the uniaxial compressive strength when boring through mixed rock types.     

基于灰色聚类法的下洲隧道围岩分级研究

在隧道开挖施工过程中,经常会遇到围岩失稳,变形的问题。本文结合了宁德至武夷山高速公路S4合同段下洲隧道工程,利用灰色聚类法对隧道围岩分级进行了分析计算,对比传统分级法与灰色聚类法两种分级结果,并对隧道开挖施工后围岩稳定、支护提出了意见。     

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。     

Influence of Rock Mass Parameters on the Performance of a TBM in a Gneissic Formation (Varzo Tunnel)

Summary The paper analyses the influence of rock mass quality on the performance of a double shield TBM in the excavation of a tunnel in a gneiss formation which is characterized by high strength and low fracture intensity.As full observation of the rock conditions was prevented by the use of segmental lining, a geomechanical survey of the face was performed during maintenance downtime and the observed conditions were correlated with the machine performance parameters for that same day. A statistical analysis of the data shows that penetration rate correlates well with a slightly modified RMR index (in which the influence of the water conditions and joint orientation were discounted), but the most important factor is by far the partial rating of the RMR classification related to joint spacing only. However in tunnels characterized by greater variability in rock strength and joint conditions, it could be worthwhile using the complete RMR index.Given the toughness of the rock, failure of the cutter bearings and supports were a frequent occurrence during excavation. Owing to this factor the influence of rock quality on the rate of advance was found to be weak and the correlation more scattered.The results obtained for the Varzo tunnel were compared with those relative to other tunnels in granitic rocks and found to be in good agreement. However the relationships obtained should be considered valid only for this type of rock; machine behaviour could be found to be markedly different in other rock types, even where rock material strength and joint frequency are the same.     

高地应力条件下围岩质量分类方法研究

围岩质量分类是隧道及地下工程领域重要的技术工作之一。限于经验,目前常用的围岩质量分类方法主要适用于中低应力、低应力环境,而在高地应力地区的适宜性较差。文章结合某水电工程实例,先后采用BQ分类、HC分类、RMR分类以及Q系统分类方法,分别就4种方法分类结果的相关性、吻合率和一致性等方面开展了系列对比研究和初步的成因分析。发现无论是上述4种方法各自的分类依据和指标,还是各指标权重的大小均有较大差异。故针对高地应力环境,以及研究区高地应力条件下的岩爆问题,分别对现行Q系统分类、HC分类和RMR分类方法逐一进行了修正。如Q系统重点修正了地应力折减系数、节理粗糙度系数Jr和节理风化蚀变系数Ja;HC分类提出了考虑高地应力和岩爆烈度的地应力折减系数,而取消了强度应力比S;RMR方法主要修正了R6,并增加了地应力折减系数K等。修正后的Q、HC、RMR方法所得结果更接近实际情况。最后,基于概率统计方法,建立了采用多种方法的围岩综合分类方案。     

上公山隧洞TBM掘进主要工程地质问题及施工对策

阐述了上公山隧洞TBM掘进过程中遇到的诸如断层破碎带、节理密集带、软岩大变形、岩溶、地下水等主要工程地质问题，并详细地介绍了相应的工程处理措施。     

距离判别法在公路隧道围岩分类中的应用

将距离判别分析方法应用于公路隧道围岩类别判定问题中,结合前人研究经验,选用隧道洞室围岩岩石单轴饱和抗压强度σc、节理平均间距d、岩石质量指标RQD、地下水情况作为围岩类别判定的距离判别分析模型判别因子,以前人实际工程中公路隧道围岩实测数据资料作为训练样本进行分析计算,建立围岩类别判定的距离判别分析模型。采用回判估计方法对判别结果进行验证,误判率为零,将对样本数据的回判结果与前人应用神经网络方法判别结果对比,判别结果一致。运用距离判别分析模型对浙江省诸永高速公路枫树岭隧道围岩类别情况进行判别,将所选洞段围岩情况判定为Ⅳ类,与规范方法判定结果一致。     

江西龙南盆地中生代火山岩系划分和地质时代讨论

本文分析了江西龙南盆地中生代火山岩系田群划分的现状及存在的问题,提出了以岩性、岩相为划分依据。     

一种新的岩石可钻性分级方法研究

提出了用岩石Ａ、Ｂ值来表示岩石可钻性级别的新观点,研究了岩石Ａ、Ｂ值测定方法和原理;用岩石Ａ、Ｂ值来指导钻头配方设计是可行的。