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原文传递大渡河丹巴水电站软岩洞室围岩分类研究

论文题名：	大渡河丹巴水电站软岩洞室围岩分类研究
关键词：	围岩分类;软岩洞室;水电站;SRCS体系;岩体质量
摘要：	丹巴水电站位于四川省甘孜藏族自治州丹巴县境内的大渡河干流上，为大渡河干流22级梯级开发中的第8级水电站，引水式发电。丹巴水电站CPD1平洞内出露的基岩为志留系茂县群第四岩组(Smx4)，其中0～900m以Smx4-2段的石英云母片岩为主，围岩岩性较软。合理评价该软弱围岩岩体质量对于确保丹巴水电站洞室的施工安全与正常运营具有重要的工程实践价值，同时也可为水电工程中同类洞室的设计与施工提供理论依据。　　在两个多世纪的时间里，全世界众多学者经过大量的探索和实践，提出了上百种围岩分类方法。我国目前常用的围岩分类方法有四种，分别为Q系统、RMR法、HC法和BQ法;它们都是综合分类，在围岩质量评分时，均考虑了多方面的影响因素。但是，这些围岩分类方法针对软岩的研究较少，在丹巴水电站软岩洞室围岩分类中的适用性不够好，还需要进一步研究。　　常用围岩分类方法在中低地应力、低外水压力条件下的适用性较好，而在高地应力、高外水压力条件下的适用性较差，尤其对云母片岩隧洞中的岩体质量分类的适用性更差。本文以CPD1平洞围岩自稳性及其变形破坏情况为基础，对软岩洞室围岩进行岩体质量分类研究。丹巴软岩洞室岩层产状近直立、属于较软岩;平洞走向与岩层走向近垂直;洞室自稳性较好，开挖后虽未经支护仍可长期稳定。　　本文以归一化方法比较不同围岩分类方法分类结果的相对大小。在野外调查和室内/外试验的基础上，采用Q系统、RMR法、HC法、BQ法四种常用围岩分类方法及中国水电顾问集团华东勘测设计研究院提出的S法，对CPD1平洞进行围岩分类，通过与实际围岩类别（基于变形破坏特征和稳定性评判的专家评判结果）的对比分析，找出各种方法在软岩洞室围岩分类中存在的优缺点。常用围岩分类方法在CPD1平洞的适用性较差的原因主要有:①对高地应力条件的考虑不足，RMR法没有考虑到，HC法考虑较为笼统，Q系统针对高应力下的挤压岩石考虑不够细致;②针对软弱围岩的评分不够细致;③围岩由硬质岩变为软质岩时，评分项中部分因素没有对其权重作出适当调整。　　CPD1平洞中的结构面较少，大量发育的为石英云母片岩的片理面。本文从理论角度上研究认为，该片理面并不是严格意义上的面状构造，而只是表现为面状破坏，且此面状破坏的起伏程度已远超过了片理面的间距（微片石的厚度），并切断了岩石破坏之前被定为片理面的几个相近的面。从围岩纵波速度测量方式和岩石单轴饱和抗压强度试验方式等方面研究认为，片理面是石英云母片岩本身的一部分，而不作为围岩分类中的结构面看待。在此基础上，并考虑到石英云母片岩本身包含片理面这种形式的特殊性，本文在划分岩体结构类型时，将不发育结构面的石英云母片岩岩体结构类型定名为“似整体状”，结构面轻度发育的围岩结构类型定名为“似块状”等，以此与无片理面的块状岩体相区别。　　然后，完善丹巴软弱围岩初步分类，针对各常用围岩分类方法中的参数进行逐项必要的修正，分别建立适用于CPD1平洞围岩分类的SHC分类、SRMR分类和SQ系统。在此基础上，建立了适用于丹巴软岩洞室围岩分类的综合性软岩洞室围岩分类体系----SRCS体系。进而从相关性、一致性和适用性等方面对此围岩分类体系进行验证。SRCS分类体系在丹巴洞室深埋软弱围岩分类中的应用结果适用性较好，SHC、SQ与SRMR的分类结果与实际围岩类别的吻合率均超过了80％。但是，局限于此次围岩分类体系研究所用的资料以CPD1平洞（约3m洞径）为主，当开挖洞室洞径较大时，亦须根据实际工程条件对分类体系（如尺寸效应等方面）作进一步完善。　　最后，结合对现场支护措施的研究和数值模拟分析，对丹巴软岩洞室围岩加固措施提出了建议。
作者：	王增良
专业：	地质工程
导师：	石豫川;周春宏
授予学位：	硕士
授予学位单位：	成都理工大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文