[发明专利]一种适用于岩体条件地下洞室群变形分级预警指标的确定方法

说明书

本发明涉及交通、水利、水电等行业中岩体条件下的地下洞室群开挖技术领域，尤其涉及一种适用于岩体条件地下洞室群变形分级预警指标的确定方法。本发明提供一种能考虑岩体质量、洞群效应、监测时机等因素影响下地下洞室群的变形分级预警指标的确定方法，主要是以能够反映岩体质量特征和物理力学特征的地质强度指标GSI为基础，并根据监测仪器的埋设时机，埋设位置，通过数值分析手段对地下洞室群不同部位监测点分别建立三级变形预警指标并对稳定性进行评估，通过该方法确定的变形预警指标还可以根据后续的反演分析成果进行动态调整，从而实现对整个地下洞室群不同部位、各个施工阶段的变形进行分级预警。

技术领域

本发明涉及交通、水利、水电等行业中岩体条件下的地下洞室群开挖技术领域，尤其涉及一种适用于岩体条件地下洞室群变形分级预警指标的确定方法。

背景技术

当前随着我国经济的发展，随着基础设施的进一步新建，对地下洞室空间的建设需求和结构使用也提出新的要求，特别是对其规模和空间的要求越来越大，地下空间逐渐向深埋、大跨度和规模化洞室群的方向进一步发展。在地下洞室的建设中，变形监测数据的分析是保证地下结构稳定、确保安全施工的最直观和最重要的手段。岩体地下工程中，岩体力学特征和地质条件的复杂性、初始地应力场的非均一性以及洞群之间的相互干扰等均是影响地下洞室开挖变形响应的重要因素，岩体变形开挖响应很难准确的进行预测。因此，针对地下洞室群如何根据相关信息建立一个相对合理的变形分级预警指标，再根据开挖过程中实际监测变形和建立的分级变形预警指标来评估地下洞室群的稳定性，对确保洞室稳定、支护结构和施工人员设备安全显得非常重要，针对地下洞室群如何建立这一分级变形预警指标到目前为止没有一个准确的定论。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供一种能考虑岩体质量、洞群效应、监测时机等因素影响下地下洞室群的变形分级预警指标的确定方法。

为此，本发明的上述目的通过以下技术方案来实现：

一种适用于岩体条件地下洞室群变形分级预警指标的确定方法，所述适用于岩体条件地下洞室群变形分级预警指标的确定方法包括如下步骤：

(1)根据需要分析的地下洞室群的几何特征、开挖分序分层，建立该地下洞室群的三维数值分析模型；该三维数值分析模型需要考虑主要洞室群及其存在相互交叉影响的周边洞室，按照施工组织方案对各洞室进行分层分区，形成不同的开挖分步；模型边界范围需要消除边界约束条件对洞室群开挖的影响，边界距离洞室开挖面的距离一般取5倍洞室直径(宽度)；并根据地质条件对围岩进行分区；

(2)根据现场地质勘探结果和/或洞室开挖状况，对不同岩性和岩体类别的地质强度指标GSI进行统计，获得地下洞室群的每一种岩性、不同岩体质量分类条件下的地质强度指标GSI的平均值GSI_avr和最小值GSI_min；

(3)针对所采用岩体力学本构模型，根据所确定的地质强度指标GSI的平均值GSI_avr和最小值GSI_min，对不同岩性和不同岩体质量分类的岩体赋予不同的岩体力学参数；

(4)根据地下洞室群内监测仪器的实际布置位置在三维数值分析模型中相同位置设置变形监测点，用于记录三维数值分析模型在开挖支护仿真模拟过程中的变形变化；