专利名称：一种地下水封洞库多参数立体地质结构评价方法
技术领域：
本发明属于地质结构评价技术领域，涉及一种地下水封洞库多参数立体地质结构评价方法，用于建设地下储水、储油、储气等洞库选址和施工建设中对工程岩体地质结构的全方位立体式进行评价。
背景技术：
在现有技术中，地下水封洞库或储油库的建设对于地质条件具有较强的选择性与依赖性，地下水封洞库的选址与施工建设对所处的地质条件具有极高的要求，其建设施工过程中主要依靠围岩的自稳特性，基本不需要支护措施，因此，开挖前对工程地质结构及岩体质量评价尤为重要，一方面可以避免盲目施工，减少工程的施工地质风险；另一方面可以节约工程投资，提高工程建设效率；因而开展地下水封洞库的多参数立体地质结构评价的现实和经济意义重大。目前在地下水封洞库的工程建设中，对所处位置的地质体的结构评价往往是采用单一参数，比如RQD评价、抗压强度Rc和完整性系数Kv等。这些单一参数的评价由于参数单一，科学性不够，精确度小，因而具有一定的片面性，不能准确和全面的反映地质体所处环境的真实结构状况，特别是其主体结构状况。现有技术中还有的些评价系统尽管也是采用了多参数制，比如Q系统法和RMR分类法等，而且这些评价方法包含了岩体的多个参数，能较全面地反应评价岩体的结构质量，但是，由于其评价往往仅是对某一部位的岩体，不能完整地反应在建的地下水封洞库工程岩体的全方位立体地质结构特征，在实际工程施工和建设科学性要求方面仍存在着一定的局限性；如何对地下水封洞库的多个参数进行全方位立体的综合分析和评价，建立一套立体的地质结构模型，全面的、科学性的对地下水封洞库工程岩体的整体地质结构进行综合评价是业界专家们正在探讨的技术任务， 至今尚未见有公开的报道和实际应用的案例。
发明内容
本发明的目的在于克服现有地下工程的岩体质量，特别是地下水封洞库地质结构评价技术方法的不足，寻求探讨一种利用现代电子计算机硬软件系统，建立一种地下水封洞库多参数立体结构评价方法，应用三维地质建模，对地下水封洞库场区的岩体建立多参数立体地质结构评价的技术工艺和系统。为了实现上述目的，本发明对在建或拟建地下水封洞库场区的多参数立体地质结构评价工艺过程为先在拟建地下水封洞库所选地址的场区内布置选定数量的钻探点并钻挖成适应深度的钻挖孔，再对各钻挖孔的RQD参数进行统计和岩性分层统计；然后对钻挖孔得到的地下结构物进行地下物样本的物理力学实验，并开展钻挖孔孔内波速测试取得Kv 参数；最后对所取得的Kv参数进行统计并分别建立地下水封洞库场区的立体地质结构模型并显示结果；其具体步骤包括①选择好地质勘探用钻孔装置和处理系统的计算机设备，在拟建地下水封洞库的工程场区内布置每间隔10 100米直线距离的地下钻挖孔，其钻挖孔深度控制在地下水封洞库底板下5 20米，并进行钻孔取芯获得地下物样本，其地下物采取率为90% ；对所有取得的地下物样本进行编录，描述其岩性、节理发育特征、风化程度，统计RQD ；②对采取得到的地下物样本分别进行标定，并分别进行室内物理力学试验，分别取得单轴抗压强度Rc的参数；③对所有场区内的钻挖孔分别在所钻挖孔内开展声波测井，分别取得纵波速度和横波速度，并计算钻挖孔周围岩体的完整性系数Kv值；④根据步骤①、②和③取得的各相应的RQD、Rc和Kv参数，采用电子计算机设备系统，对所得地下物样本计算岩体质量BQ值；⑤再根据所得的RQD、Rc、Kv和BQ值，分别对钻挖孔周围岩体参数RQD、Kv进行全方位立体地质结构评价；⑥然后再对钻挖孔周围岩体参数BQ进行全方位立体地质结构评价，并分别得到评价后的结构模型及评价结果显示。本发明弥补了地下水封洞库立体地质结构评价的技术空白，与现有的地下水封洞库建设工程的地质结构评价方法相比，具有工艺过程简单，操作安全可靠，实用性好，评价结果科学有效等优点，具有广泛的应用价值和开发前景。
图1为本发明的工艺步骤原理示意框图。图2为本发明实施建设的RQD立体地质结构模型示意图。图3为本发明实施建设的波速立体地质结构模型示意图。图4为本发明实施建设的BQ立体地质结构模型示意图。
具体实施例方式下面通过实施例并结合附图作进一步描述。实施例本实施例根据实地选址，对在建或拟建地下水封洞库场区的多参数立体地质结构评价的工艺方法为先在拟建地下水封洞库所选地址的场区内布置一定数量并钻挖适应深度的钻孔并钻孔对各RQD参数统计和岩性分层统计；再对钻挖孔得到的地下结构物进行岩石样本的物理力学实验，并开展钻孔孔内波速测试取得Kv参数；然后对所取得的Kv参数进行统计并分别建立地下水封洞库场区的立体地质结构模型；其具体步骤包括①选择好地质勘探用钻孔装置和处理系统的计算机系统，在拟建地下水封洞库的工程场区布置每间隔10 100米直线距离的地下钻孔，其钻孔深度在水封洞库底板下5 20米，并进行钻孔取芯，其地下物采取率为90%以上；对所有取得的样本物进行编录，描述其岩性、节理发育特征、风化程度，统计RQD ；②对采取得到的钻孔物标定样本，并进行室内物理力学试验，分别取得单轴抗压强度Rc的参数；③对所有场区内的钻孔分别在钻孔内开展声波测井工作，分别取得纵波速度和横波速度，并计算岩体的完整性系数Kv值；④根据步骤①、②和③取得的各相应参数，采用电子计算机系统，对所得地下物标本计算岩体质量BQ值；⑤根据所得的RQD、Re、Kv和BQ值，分别对岩体参数RQD、Kv进行立体评价；⑥然后对岩体参数BQ进行立体评价，并得到评价后的结构模型。本实施例在广东沿海地区选择的某地下水封洞库拟建规模为500万立方，占地面积为2 2. 5平方公里，根据所选地址的项目地质结构岩体质量评价需要，等间隔距离布置 42个钻孔，其钻孔深度在地下水封洞库底部以下5 20米，其统计RQD及波速参数值见表 1 ；其统计室内试验数据Rc见表2 ；其计算钻孔周围的岩体质量指标BQ值见表3 ；岩体质量指标RQD值综合确定，岩体基本质量指标BQ按公式BQ = 90+3Rc+250Kv进行计算。表1 钻孔岩性RQD及波速统计表
钻孔统计表层底深度岩性RQD值波速& (m/s)70.0 80.0m微风化二长花岗岩98520080.0 90.0m微风化二长花岗岩98545090.0 100.0m微风化二长花岗岩985400100.0 110.0m微风化二长花岗岩985350110.0 120.0m微风化二长花岗岩985300120.0 130.0m微风化二长花岗岩985600130.0 140.0m微风化二长花岗岩985500140.0 145.9m微风化二长花岗岩985600145.9 148.4m中风化灰绿岩05200148.4 149.8m中风化二长花岗岩905300149.8 150.96m中风化灰绿岩05100 表2 钻孔单轴抗压强度试验表
钻孔深度 (m)单轴抗压强度 (MPa)抗剪断强度参数岩性饱和饱和内聚力 (MPa)内摩擦角 (度)ZKl21. 50二长花岗岩88. 2ZKl44. 00-45. 00二长花岗岩80. 4钻孔深度 (m)单轴抗压强度 (MPa)抗剪断强度参数岩性饱和饱和内聚力 (MPa)内摩擦角 (度)ZKl86. 00二长花岗岩49. 2表3:钻孔BQ计算结果表
权利要求
1. 一种地下水封洞库多参数立体地质结构评价方法，其特征在于先在拟建地下水封洞库所选地址的场区内布置钻探点并钻挖成适应深度的钻挖孔，再对各钻挖孔进行RQD参数统计和岩性分层统计；然后对钻挖孔得到的地下结构物进行地下物样本的物理力学实验， 并开展钻挖孔孔内波速测试取得Kv参数；最后对所取得的Kv参数进行统计并分别建立地下水封洞库场区的立体地质结构模型并显示结果；其具体步骤包括①选择好地质勘探用钻孔装置和处理系统的计算机设备，在拟建地下水封洞库的工程场区内布置每间隔10 100米直线距离的地下钻挖孔，其钻挖孔深度控制在地下水封洞库底板下5 20米，并进行钻孔取芯获得地下物样本，其地下物采取率为90% ；对所有取得的地下物样本进行编录，描述其岩性、节理发育特征和风化程度，统计RQD ；②对采取得到的地下物样本分别进行标定，并分别进行室内物理力学试验，分别取得单轴抗压强度Rc的参数；③对所有场区内的钻挖孔分别在所钻挖孔内开展声波测井，分别取得纵波速度和横波速度，并计算钻挖孔周围岩体的完整性系数Kv值；④根据步骤①、②和③取得的各相应的RQD、Rc和Kv参数，采用电子计算机设备系统， 对所得地下物样本计算岩体质量BQ值；⑤再根据所得的RQD、Rc、Kv和BQ值，分别对钻挖孔周围岩体参数RQD、Kv进行全方位立体地质结构评价；⑥然后再对钻挖孔周围岩体参数BQ进行全方位立体地质结构评价，并分别得到评价后的结构模型及评价结果显示。
全文摘要
本发明属于地质结构评价技术领域，涉及一种地下水封洞库多参数立体地质结构评价方法，用于建设地下储水、储油、储气等洞库选址和施工建设中对工程岩体地质结构进行全方位立体式评价，先在拟建地下水封洞库所选地址的场区内布置选定数量的钻探点并钻挖成适应深度的钻挖孔，再对各钻挖孔进行RQD参数统计和岩性分层统计；然后对钻挖孔得到的地下结构物进行岩石样本的物理力学实验，并开展钻挖孔孔内波速测试取得Kv参数；最后对所取得的Kv参数进行统计并分别建立地下水封洞库场区的立体地质结构模型并显示结果；具有工艺过程简单，操作安全可靠，实用性好，评价结果科学有效等优点，具有广泛的应用价值和开发前景。
文档编号G01V9/00GK102436014SQ20111027669
公开日2012年5月2日 申请日期2011年9月19日 优先权日2011年9月19日
发明者彭振华, 李俊彦, 杨森 申请人:海工英派尔工程有限公司