[发明专利]复杂层状岩体大型地下洞室围岩分级修正方法及其装置

说明书

本申请公开了一种复杂层状岩体大型地下洞室围岩分级修正方法及其装置，包括以下步骤：步骤S1：对于隧洞洞身段全部位于同类倾倒地层的隧洞段，进行基本围岩分级，获得隧洞洞身位于Q1～4地层的初始围岩级别；步骤S2：判断隧洞段的复杂层状岩体结构组合类型和层厚占比，对隧洞洞身位于Q1～4地层的初始围岩级别分别进行分级修正，得到修正后的围岩级别。根据复杂层状岩体结构组合类型和层厚占比对初始围岩级别进行分级修正，减少了主观影响，通过围岩级别量化，隧洞围岩分类效果显著。

技术领域

本申请涉及围岩分级技术领域，特别是一种复杂层状岩体大型地下洞室围岩分级修正方法及其装置。

背景技术

目前涌现大量复杂地质条件的隧洞，它们都具有共同的特点，围岩岩性组合关系复杂，且洞身穿越不同倾倒程度地层，但现行隧洞设计规范围岩分级方法并未考虑复杂层状岩体结构组合类型和层厚占比的影响，出于安全考虑，通常只考虑隧洞埋深的影响，无法得到准确的隧洞围岩分级结果。

目前围岩分级方法存在以下问题：

(1)现有隧洞围岩分级虽然考虑了岩体强度、完整性系数等因素的影响，但目前隧洞围岩分级管理办法没有考虑复杂层状岩体结构组合类型和层厚占比，缺失复合层状围岩分级的方法；

(2)目前采用定量与定性相结合的方法进行围岩分级，一般由地质工程师提出围岩的分级等级，隧洞工程师针对不同围岩级别分别提出工程措施，且考虑隧洞埋深、地下水、地温地热等因素不同程度的影响，但仅依靠工程师，受人为因素影响较大，往往出现地质工程师过度考虑或考虑不全面，导致围岩级别划分不准，引发安全隐患或工程资源浪费的问题。

(3)现有规范没有针对地下洞室围岩倾倒、卸荷、风化程度进行较明确的规定，导致对地下洞室围岩分级存在主观随意性，且由于工程量大，工程设计措施上无法针对此部分风险进行有效处理，可能存在不足或者浪费；但对于倾倒变形现象明显的大型地下洞室群围岩分级时，需要较为全面的考虑不同程度的倾倒影响。

例如，某大型地下洞室隧洞所处地层岩性为二叠系下统吉东龙组(P1j)、三叠系上统红坡组(T3hn)，其中基岩岩性主要是：变质玄武岩、变质砂岩、板岩、泥岩、泥灰岩等组合。岩体结构类型组合关系主要为软-硬-软、硬-软-硬，且层厚不均。

按照《水利水电工程地质勘察规范》公开方法判断，该地下洞室隧洞所处地层岩性的基本围岩分级主要为Ⅱ、Ⅲ级围岩，部分为Ⅳ、Ⅴ级围岩。

然而，上述围岩分级方法，没有考虑隧洞围岩层状岩体结构组合类型及层厚占比对分解结果的影响，导致分解结果准确性低。

由于层状岩体组合关系越简单，围岩成拱能力越强，层状岩体组合关系越复杂，围岩成拱能力越弱，出于安全考虑围岩分级时，倾向于采用简单的层状岩体组合关系，但此类分级方法虽然能满足安全要求，但会造成围岩资源的浪费。

为提高围岩分级准确性，避免人为因素干扰，避免围岩资源浪费，需要更为精准的围岩分级修正方法。

发明内容

本申请针对上述技术问题提供了一种复杂层状岩体大型地下洞室围岩分级修正方法，在围岩分级中充分考虑了复杂层状岩体结构组合类型和层厚占比，提高分级结果准确性。

本申请提供了一种复杂层状岩体大型地下洞室围岩分级修正方法，包括以下步骤：

步骤S1：对于隧洞洞身段全部位于同类倾倒地层的隧洞段，进行基本围岩分级，获得隧洞洞身位于Q1～4地层的初始围岩级别；

步骤S2：判断隧洞段的复杂层状岩体结构组合类型和层厚占比，对隧洞洞身位于Q1～4地层的初始围岩级别分别进行分级修正，得到修正后的围岩级别；

初始围岩级别包括：

隧洞洞身位于Q1/Q2地层的初始围岩级别为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ；