水电地质培训教材：七、地下洞室工程地质课件.ppt

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1、第七章地下洞室工程地质地下洞室选线（址）的工程地质要求。常用的围岩分类方法及其适用性，特别是《水利水电工程地质勘察规范》GB50287推荐的分类方法。影响围岩稳定性的地形地质因素及围岩稳定性评价方法。地下洞室超前预报方法、支护加固处理措施及适用条件。地下洞室围岩的主要监测内容和布置原则。第七章地下建筑物对地形地质条件的要求1、进出口边坡地形较完整，边坡岩体稳定性好，没有重大的地质灾害危及进出口安全；2、隧洞通过地段应以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类围岩为主，无厚层软岩或大型破碎带通过；3、地下建筑物地段地应力不宜过大，建筑物轴线与最大主应力方向的交角

2、宜小；4、地下建筑物轴线与主要构造线（断层、褶皱、岩层产状）方向最好呈大角度相交；第七章地下洞室工程地质—选线要求1、地形——地形完整、山体稳定，无深切冲沟等，无滑坡、塌方等不良地质现象。2、岩性——地下洞室应尽量避开岩性条件差的围岩，使洞身置于坚硬完整的岩体中。3、地质构造——洞室应选在岩体结构完整、地质构造简单的地段，尽量避开大的构造破碎带。洞室轴线宜与构造线、岩层走向垂直或大角度相交。第七章地下洞室工程地质—选线要求4、地下水——应尽量将洞室置于非含水岩层中或地下水位以上，或采取地下排水措施，避免或减少渗透压力对围岩稳定的影响

3、。5、地应力——洞室轴线布置最好与最大主应力方向平行或以小夹角相交。洞室围岩上覆岩体最小厚度的确定洞室上覆围岩最小厚度与洞径、岩体完整性及岩石强度有关。根据工程经验，无压隧洞上覆岩体最小厚度与洞径（B）的关系如下：坚硬岩石（1.0~1.5）B中硬岩石（1.5~2.0）B软弱岩石（2.0~3.0）B对于高内水压力洞段，上覆岩体及侧向岩体厚度要满足上抬理论。上抬理论假定围岩的承载能力完全由岩体的覆盖厚度决定，而不考虑构造应力场及洞径大小等因素。经验准则：有压隧洞必须有足够厚度的上覆岩体，并具有承受内水压力的能力。水工隧洞设计规范规定上覆

4、岩体“按洞内静水压力小于洞顶以上围岩重量的要求确定”即：式中h—计算点上的上覆岩体的厚度；p—计算点的内水压力；其余两项分别为水和岩石的密度。第七章地下洞室工程地质—围岩分类方法常用的围岩分类方法GB50287－2006规定的围岩分类方法，五大因素加限制判据法（是国内多个水电工程的实践成果总结）普氏分类法挪威的Q系统分类法地质力学分类法（RMR）隧洞施工中的新奥法：少扰动、早喷锚、勤量测第七章地下洞室工程地质—围岩分类方法GB50287－99规定的围岩分类方法基础判据——控制围岩稳定的岩石强度、岩体完整性、结构面状态、地下水和主要结

5、构面产状五项因素之和的总评分，限定判据——围岩强度应力比S提出了相应的支护类型。围岩稳定性常分为Ⅴ类：稳定、基本稳定、局部稳定性差、不稳定和极不稳定。第七章地下洞室工程地质—围岩分类方法围岩类别围岩稳定性围岩总评分T围岩强度应力比S支护类型Ⅰ稳定。围岩可长期稳定，一般无不稳定块体T＞85＞4不支护或局部锚杆或喷薄层混凝土。大跨度时，喷混凝土、系统锚杆加钢筋网。Ⅱ基本稳定。围岩整体稳定，不会产生塑性变形，局部可能产生掉块85≥T＞65＞4Ⅲ局部稳定性差。围岩强度不足，局部会产生塑性变形，不支护可能产65≥T＞45＞2喷混凝土、系统锚杆

6、加钢筋网。跨度为20~25m时，并浇筑混凝土衬砌。Ⅳ不稳定。围岩自稳时间很短，规模较大的各种变形和破坏都可能发生。45≥T＞25＞2喷混凝土、系统锚杆加钢筋网，并浇筑混凝土衬砌。Ⅴ极不稳定。围岩不能自稳，变形破坏严重。T＜25第七章地下洞室工程地质—围岩分类方法GB50287－99规定的围岩分类方法1、注意围岩类别与围岩强度应力比S的关系。即Ⅴ类围岩与s无关，Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类与Ⅳ围岩有关，需要根据S值进行调整2、S=Rb×Kv/σm3、赋值内插法。抗压强度、完整性系数、地下水的赋值为范围值，要用内插法赋值。以抗压强度为例。对于坚硬岩

7、，抗压强度大于100MPa时为30分，大于60MPa时为20分，如某第七章地下洞室工程地质—围岩分类方法GB50287－99规定的围岩分类方法岩石饱和抗压强度为80MPa，则（80-60）/（A-20）=（100-60）/（30-20）则A=25。4、注意GB50287—2006附录J中各赋分表下面的注解内容。第七章地下洞室工程地质—围岩分类方法（普氏）式中：Rc——岩石单轴抗压强度，Mpaf≥20为1级，最坚固；f≤0.3为第10级，最软弱（详见下表）。优点：形式简单，使用方便。缺点：未考虑岩体的完整性、岩体结构特征对稳定性影响，

8、故不能准确评价岩体的稳定性。普氏分类法以岩石试件的单轴抗压强度作为分类依据，根据普氏坚固性系数f将岩石分为十级。f值越大，岩体越稳定。普氏围岩分类表分级坚硬程度主要岩性坚固系数fⅠ极坚硬石英岩、玄武岩20Ⅱ很坚硬花岗岩、石英斑岩、石英