考虑覆跨比影响的双线高铁隧道围岩稳定性评价方法

文档序号:30061823发布日期:2022-05-17 23:48阅读:205来源:国知局
考虑覆跨比影响的双线高铁隧道围岩稳定性评价方法

1.本发明属隧道工程领域,特别涉及考虑覆跨比影响的双线高铁隧道围岩稳定性评价方法。


背景技术:

2.在隧道工程施工过程中,如何准确地评价围岩稳定性对隧道的设计施工至关重要。《铁路隧道设计规范》(tb10003-2016)(后文中简称《规范》)中规定的bq法(后文中简称既有bq法)通过围岩单轴抗压强度rc和岩体完整程度kv两个指标,定量计算围岩基本质量指标bq,并考虑地下水状态,初始地应力状态,主要结构面产状状态等因素进行修正,以修正后的围岩质量指标修正值[bq]定量评价隧道稳定性。其过程简便快捷,是目前常用一种的隧道稳定性定量评价方法,在多年来隧道工程建设与研究中得到了广泛的实践和运用。
[0003]
近年来,随着隧道开挖跨度、埋深越来越大、地质条件越发复杂,对采用机械化配套施工的双线高铁隧道工程来说,为满足机械配置要求,隧道开挖需进行全断面或大断面开挖。而既有围岩分级bq法并未考虑隧道埋深、跨度等因素对围岩稳定性评价结果的影响,其在大断面隧道机械化作业条件下的适用性略显不足,难以准确地评价大断面隧道的稳定性,进而保证隧道建设安全。因此,对既有bq法进行修正,以得到适用于大断面隧道机械化作业条件下的隧道稳定性定量评价方法势在必行。
[0004]
目前部分现有的研究已经意识到既有bq法略有不足,并考虑不同因素,提出了一些计算bq值的修正方法,但并未综合考虑埋深与跨度对bq值计算结果的影响。


技术实现要素:

[0005]
本发明的目的是提出一种考虑覆跨比(隧道埋深h与开挖跨度b之比) 影响的双线高铁隧道围岩稳定性评价方法,将隧道覆跨比纳入bq法修正的影响因素,建立隧道围岩安全系数f、围岩基本质量指标bq值以及隧道覆跨比h/b值之间的数学关系,得到考虑覆跨比影响的围岩基本质量指标 bq
h/b
值的计算方法,并考虑地下水、主要软弱结构面、初始地应力的影响,得到虑覆跨比影响的围岩基本质量指标修正值[bq
h/b
],实现对隧道稳定性的进一步评价。
[0006]
本发明所采用的技术方案是,考虑覆跨比影响的双线高铁隧道围岩稳定性评价方法,具体按以下步骤实施:
[0007]
步骤1,计算各级围岩下隧道深浅埋分界的临界埋深;
[0008]
步骤2,求解不同围岩级别各覆跨比工况下的安全系数;
[0009]
步骤3,求解各围岩级别下安全系数f及覆跨比h/b的数学关系式;
[0010]
步骤4,求解bq值与安全系数f的数学关系式;
[0011]
步骤5,求解bq值与覆跨比h/b的数学关系式;
[0012]
步骤6,求解bq法围岩分级覆跨比修正系数k4;
[0013]
步骤7,计算考虑覆跨比影响的围岩基本质量指标bq
h/b
值;
[0014]
步骤8,bq值最终修订。
[0015]
本发明的特点还在于:
[0016]
其中步骤1中根据待评价施工现场隧道围岩稳定性的工况,首先建立flac3d三维数值计算模型,以待评价围岩稳定性隧道断面建立二维平面数值计算模型,选取各级围岩物理力学参数,以第三主应力偏转为判据,计算各级围岩下隧道深浅埋分界的临界埋深,通过试算并统计不同埋深工况下隧道拱顶至地表范围内围岩水平应力值和竖直应力值,当某一埋深工况下,水平应力曲线与竖直应力曲线相切,则该埋深即为形成压力拱的临界埋深,即深浅埋分界的临界埋深;
[0017]
其中步骤2具体包括:通过有限差分数值计算,选取各级围岩物理力学参数建立二维平面m-c准则模型,设置由临界埋深至计算埋深的不同埋深工况;采用强度折减法,以特征点位移突变为判据,通过不断的折减围岩的内摩擦角及黏聚力,在此过程中分析特征点变化规律,直到所分析的指标表明围岩达到失稳极限状态,将此时的折减系数fs定义为围岩安全系数f,折减方法如下式(1):
[0018][0019][0020]
式中,fs为强度折减系数;为折减后内摩擦角;c

为折减后粘聚力;为未折减摩擦角;为未折减粘聚力;
[0021]
其中步骤3具体为利用拟合方法,求解各围岩级别下安全系数f与覆跨比h/b的数学关系式;
[0022]
其中步骤4具体为取各级围岩bq值范围的上界作为该围岩级别级对应 bq值;取各级围岩临界覆跨比工况毛洞安全系数f

作为该围岩级别级对应安全系数f';利用数学拟合方法,求解各围岩级别下安全系数f'与该围岩级别bq值之间的数学关系;
[0023]
其中步骤5具体为将步骤3中各围岩级别下安全系数f及覆跨比h/b 的数学关系式代入步骤4中bq值与安全系数f的数学关系式,得到各围岩级别下bq值与覆跨比h/b的数学关系式,即考虑覆跨比影响的bq值修正计算公式;
[0024]
其中步骤6具体按以下步骤实施:
[0025]
步骤6.1,考虑将不同覆跨比下隧道拱顶沉降指标纳入覆跨比修正系数 k4中,通过计算分析各级围岩、不同覆跨比下裸洞隧道的拱顶沉降值,得出各工况下围岩拱顶沉降值,统计各工况不同覆跨比下拱顶沉降值;
[0026]
步骤6.2,根据各工况不同覆跨比下拱顶沉降值数据,以各级围岩临界覆跨比下隧道拱顶沉降值为基准值,将后续覆跨比拱顶沉降值与临界覆跨比对应的拱顶沉降值作比值;
[0027]
步骤6.3,依据铁路隧道bq法围岩分级规定,在计算出bq值后,再考虑地下水、初始地应力及结构面情况三方面的影响对该值修正,具体公式为:
[0028]
[bq]=bq-100(k1+k2+k3)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0029]
考虑双线高铁隧道覆跨比h/b对围岩稳定性的影响,提出覆跨比(h/b) 修正系数
k4,建立bq值修正后[bq]h/b值公式:
[0030]
[bq]
h/b
=bq-100(k1+k2+k3+k4)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0031]
式中,其中k1、k2、k3、k4分别为地下水修正系数、结构面产状修正系数、初始应力状态影响修正系数、覆跨比影响修正系数, m为考虑双线高铁隧道覆跨比影响时的修正系数,其值为拱顶沉降比值的倒数,bq值取上限值,由此得出覆跨比修正系数k4取值建议表;
[0032]
其中步骤7具体为利用考虑覆跨比影响的bq值计算公式,由该公式先求出考虑覆跨比影响的围岩基本质量指标bq
h/b
值,并考虑地下水、主要软弱结构面、初始地应力的影响,计算得到虑覆跨比影响的围岩基本质量指标修正值[bq
h/b
],以此实现对隧道围岩稳定性的评价。
[0033]
本发明的有益效果是:
[0034]
(1)本发明是基于既有bq法修正得到的围岩稳定性定量评价方法,利用强度折减法计算出各级围岩下的安全系数f的取值范围,并建立安全系数f与bq值的线性数学关系式,可作为反映围岩稳定的定量指标,具有一定的普适性;
[0035]
(2)本发明所述的方法计算出隧道不同覆跨比(h/b)下的安全系数f 值,建立了覆跨比(h/b)与f的数学拟合公式,两者间存在着较为严格的幂指函数关系,结合f与bq的线性关系式,推导出覆跨比(h/b)与bq 值间的数学关系式,进一步完善岩体质量指标bq值的计算公式;
[0036]
(3)本发明仅需围岩单轴抗压强度rc、岩体完整程度kv以及覆跨比 h/b三个指标就可以实现对围岩稳定性的定量评价,是一种方便快捷的隧道围岩稳定性评价方法;
[0037]
(4)针对既有bq法围岩分级的不足,本发明综合考虑了埋深和跨度对围岩稳定性的影响,能够有效适用于诸如大断面机械化开挖隧道等围岩稳定性受埋深和跨度影响较大的工程,弥补了既有bq法分析隧道围岩稳定性的不足。
附图说明
[0038]
图1是本发明的考虑覆跨比影响的双线高铁隧道围岩稳定性评价方法流程图;
[0039]
图2是本发明的考虑覆跨比影响的双线高铁隧道围岩稳定性评价方法中考虑覆跨比影响的bq值修正计算公式使用方法流程图;
[0040]
图3(a)~(c)是本发明的考虑覆跨比影响的双线高铁隧道围岩稳定性评价方法中第三主应力偏转示意中不同水平应力曲线与竖直应力曲线关系的示意图;
[0041]
图4是本发明的考虑覆跨比影响的双线高铁隧道围岩稳定性评价方法中隧道围岩安全系数f与覆跨比h/b关系曲线示意图;
[0042]
图5是本发明的考虑覆跨比影响的双线高铁隧道围岩稳定性评价方法中双线高铁隧道开挖断面示意图。
具体实施方式
[0043]
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
[0044]
本发明所述的一种考虑覆比跨影响的双线高铁隧道围岩稳定性评价方法,考虑覆
跨比影响的bq值修正计算公式确定方法(见图1),主要包括以下步骤:
[0045]
步骤1,计算各级围岩下隧道深浅埋分界的临界埋深,过程如下:
[0046]

、选取《规范》中建议的各级围岩物理力学参数,以待评价围岩稳定性隧道断面建立平面二维m-c准则计算模型,各级围岩物理力学指标取值见表1;
[0047]
表1各级围岩物理力学指标
[0048][0049]

、以第三主应力偏转作为确定临界埋深的依据,试算并统计不同埋深工况下隧道拱顶至地表范围内围岩水平应力和竖直应力,若某一埋深工况下,水平应力曲线与竖直应力曲线相切(如图3(b)所示),表明在该埋深工况下恰能发生第三主应力偏转,则该埋深即为隧道开挖后恰能形成压力拱的临界埋深,也就是隧道深浅埋分界的临界埋深,见表2;
[0050]
表2双线高铁隧道深浅埋临界埋深表(跨度b)
[0051]
围岩临界埋深(m)临界覆跨比iih1h1/biiih2h2/bivh3h3/bvh4h4/b
[0052]
步骤2,求解不同围岩级别各覆跨比工况下的安全系数,过程如下:
[0053]

、通过有限差分数值计算,选取《规范》中建议的各级围岩物理力学参数建立二维平面m-c准则模型,设置由临界埋深至计算埋深的不同埋深工况;
[0054]

采用强度折减法,以特征点位移突变为判据,通过不断的折减围岩的内摩擦角及黏聚力,在此过程中分析特征点变化规律,直到所分析的指标表明围岩达到失稳极限状态,将此时的折减系数fs定义为围岩安全系数f,如表3所示;
[0055]
表3各级围岩不同覆跨比下围岩安全系数f值
[0056][0057]
步骤3,求解各围岩级别下安全系数f及覆跨比h/b的数学关系式,过程如下:
[0058]

、如步骤2中所述,通过强度折减法计算不同围岩级别各覆跨比工况下安全系
数;
[0059]

、利用拟合方法,求解各围岩级别下安全系数f与覆跨比h/b的数学关系式,如图4所示;
[0060]
步骤4,求解bq值与安全系数f的数学关系式,过程如下:
[0061]

、取《规范》各级围岩bq值范围的上界作为该围岩级别级对应bq 值;
[0062]

、取各级围岩临界覆跨比工况毛洞安全系数f

作为该围岩级别级对应安全系数f';
[0063]

、利用数学拟合方法,求解各围岩级别下安全系数f'与该围岩级别 bq值之间的数学关系;如表4所示;
[0064]
表4各级围岩下bq值与安全系数f对应表
[0065][0066][0067]
步骤5,求解bq值与覆跨比h/b的数学关系式,过程如下:
[0068]

、将步骤4中bq值与安全系数f的数学关系式代入步骤3中各级围岩条件下安全系数f与覆跨比h/b的数学关系式,得到各级围岩条件下bq 值与覆跨比h/b的数学关系式;
[0069]

、将得到的各级围岩条件下bq值与覆跨比h/b的数学关系式作为考虑覆跨比影响的bq值修正计算公式;
[0070]
步骤6,求解bq法围岩分级覆跨比修正系数k4,过程如下:
[0071]

、考虑将不同覆跨比下隧道拱顶沉降指标纳入覆跨比修正系数k4中;通过计算分析各级围岩、不同覆跨比下裸洞隧道的拱顶沉降值,得出各工况下围岩拱顶沉降值,统计各工况不同覆跨比下拱顶沉降值;
[0072]

、根据各工况不同覆跨比下拱顶沉降值数据,以各级围岩临界覆跨比下隧道拱顶沉降值为基准值,将后续覆跨比拱顶沉降值与临界覆跨比对应的拱顶沉降值作比值;
[0073]

、依据《规范》中铁路隧道bq法围岩分级规定,在计算出bq值后,再考虑地下水、初始地应力及结构面情况三方面的影响对该值修正,具体公式为:
[0074]
[bq]=bq-100(k1+k2+k3)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0075]
考虑双线高铁隧道覆跨比h/b对围岩稳定性的影响,提出覆跨比(h/b) 修正系数k4,建立bq值修正后[bq]h/b值公式:
[0076]
[bq]
h/b
=bq-100(k1+k2+k3+k4)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0077]
式中,m为考虑双线高铁隧道覆跨比影响时的修正系数,其值为拱顶沉降比值的倒数,bq值取上限值,由此得出覆跨比修正系数k4取值建议表,见表5;
[0078]
表4覆跨比影响修正系数k4(埋深≤100m)
[0079][0080]
步骤7,计算考虑覆跨比影响的围岩基本质量指标bq
h/b
值,过程如下:
[0081]

、按照iv级对应的考虑覆跨比影响的bq值计算公式,计算考虑覆跨比影响的围岩基本质量指标bq
h/b
值;
[0082]

、根据施工现场隧道典型施工里程段开挖跨度b,埋深h,确定隧道覆跨比h/b值;
[0083]

、通过计算得出隧道典型施工里程段考虑覆跨比影响的围岩基本质量指标bq
h/b
值;
[0084]
步骤8,bq值最终修订,过程如下:
[0085]

、依据隧道典型施工里程隧道掌子面地质素描地质说明情况记录表,确定隧道现场围岩分级段落地质情况,参照《规范》表b.2.3-1,选取k1值;依据隧道典型施工里程段隧道掌子面地质素描地质说明情况记录表,结合《规范》表b.2.3-3综合分析确定k2值;依据《隧道地质勘察报告》确定rc值,隧道埋深h,计算得确定k3取值,结合分级段落初步分级及埋深h,隧道跨度b,确定k4取值;
[0086]

、将k1、k2、k3及k4取值代入式(3),得到该隧道典型施工里程段虑覆跨比影响的围岩基本质量指标修正值[bq
h/b
],根据计算值进行考虑覆跨比影响的隧道围岩实际分级。
[0087]
实施例
[0088]
本发明考虑覆比跨影响的双线高铁隧道围岩稳定性评价方法,考虑覆跨比影响的bq值修正计算公式使用方法(见图2),主要包括以下步骤:
[0089]
(1)初步判定:根据围岩单轴抗压强度rc和岩体完整程度kv,利用既有bq法,计算bq值,并与各围岩级别级对应bq值(即《规范》中各级围岩bq值范围的上界)比较,选择各围岩级别级对应bq值中与既有bq 法计算所得bq值最接近的结果,初步判定围岩级别为该级别;
[0090]
(2)公式选用:由(1)初步判定的围岩级别,选取该级别对应的考虑覆跨比影响的bq值计算公式并计算考虑覆跨比影响的围岩基本质量指标 bq
h/b
值;
[0091]
(3)最终修订:在考虑地下水、主要软弱结构面、初始地应力及考虑覆跨比影响的围岩基本质量指标bq
h/b
值进行修正时,按式(3)进行计算;通过式(3)计算得到虑覆跨比影响的围岩基本质量指标修正值[bq
h/b
],实现对围岩稳定性的评价;
[0092]
以某双线高铁隧道施工段为例,隧道最大开挖跨度为14.7m、最大埋深 89.0m。该隧道典型施工里程段埋深为30m,断面为开挖跨度b=14.7m,设计时速350km/h,隧道开挖断
面如图5所示;
[0093]
步骤1,计算各级围岩下隧道深浅埋分界的临界埋深。
[0094]
具体来说,选取《规范》中建议的各级围岩物理力学参数,以该隧道工程典型施工里程段隧道断面建立平面二维m-c准则计算模型;以第三主应力偏转作为确定临界埋深的依据,试算并统计不同埋深工况下隧道拱顶至地表范围内围岩水平应力和竖直应力。若某一埋深工况下,水平应力曲线与竖直应力曲线相切,表明在该埋深工况下恰能发生第三主应力偏转,则该埋深即为恰能形成压力拱的临界埋深,也就是深浅埋分界的临界埋深。如图3(b) 所示,该隧道工程典型开挖里程段(开挖跨度b=14.7m时速350km/h双线高铁隧道)iv级围岩临界埋深为26m,统计上述方法计算所得的各级围岩临界埋深,如表6所示。
[0095]
表6双线高铁隧道深浅埋临界埋深表(跨度b=14.7m)
[0096]
围岩临界埋深(m)临界覆跨比ii21.01.43iii23.01.56iv26.01.77v33.02.24
[0097]
步骤2,求解裸洞隧道围岩安全系数f:
[0098]
具体来说,通过有限差分数值计算,选取《规范》中建议的各级围岩物理力学参数建立二维平面m-c准则模型,设置由临界埋深至100m埋深的不同埋深工况;采用强度折减法,以特征点位移突变为判据,通过不断的折减围岩的内摩擦角及黏聚力,在此过程中分析特征点变化规律,直到所分析的指标表明围岩达到失稳极限状态,将此时的折减系数fs定义为围岩安全系数f。各级围岩下bq值与安全系数f计算结果见表7,不同围岩条件下各覆跨比工况下安全系数计算结果如表8所示;
[0099]
表7各级围岩下bq值与安全系数f对应表
[0100]
围岩级别iiiiiiivvbq值>550451~550351~450250~350<250f(安全系数)>7.615.11~7.612.69~5.111.21~2.69<1.21
[0101]
表8各级围岩不同覆跨比下围岩安全系数f值
[0102][0103]
步骤3,求解各围岩级别下围岩安全系数f及覆跨比h/b的数学关系式。
[0104]
具体来说,利用数学拟合方法,求解表3中各围岩级别下安全系数f与覆跨比h/b的数学关系式,结果如式(4)至式(7)所示。各围岩级别下安全系数f与覆跨比h/b关系曲线图
如图4所示。
[0105]
各级围岩曲线拟合公式:
[0106]
ii级围岩:
[0107][0108]
iii级围岩:
[0109][0110]
iv级围岩:
[0111][0112]
v级围岩:
[0113][0114]
步骤4,求解bq值与围岩安全系数f间的数学关系式。
[0115]
具体来说,取《规范》各级围岩bq值范围的上界作为该围岩级别级对应bq值,取各级围岩临界覆跨比工况毛洞安全系数f

作为该围岩级别级对应安全系数f,如表9所示。
[0116]
表9各级围岩下bq值与临界覆跨比对应安全系数f临对应表
[0117]
围岩级别iiiiiivvbq值550450350250f

10.396.773.321.33
[0118]
将表4中的数据进行曲线拟合,得出bq与安全系数f间的数学关系式。
[0119]
bq=32.14f+225
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)
[0120]
其中上式r2=0.9843,表明安全系数与bq值之间存在一定的线性关系,进一步证实式(8)的正确性;
[0121]
步骤5,求解bq值与覆跨比h/b间的数学关系式。
[0122]
具体来说,由式(4)至式(8)可得覆跨比(h/b)与bq值间的数学关系式如下:
[0123]
ii级围岩:
[0124][0125]
iii级围岩:
[0126][0127]
iv级围岩:
[0128][0129]
v级围岩:
[0130][0131]
并认为由式(9)至式(12)计算所得的各级围岩某一覆跨比下的bq 值结果,即是考虑覆跨比影响的围岩基本质量指标bq
h/b
值;
[0132]
步骤6,bq法围岩分级覆跨比修正系数k4修正。
[0133]
具体来说,考虑将不同覆跨比下隧道拱顶沉降指标纳入覆跨比修正系数 k4中。通过计算分析各级围岩、不同覆跨比下裸洞隧道的拱顶沉降值,得出各工况下围岩拱顶沉降值,统计各工况不同覆跨比下拱顶沉降值见表10。
[0134]
表10不同覆跨比下拱顶沉降值(单位:mm)
[0135]
覆跨比ii级iii级iv级v级1.430.506———1.560.5230.886——1.770.5610.9482.670—2.000.6091.0412.918—2.240.6481.1083.1869.3653.000.7961.3814.07813.3764.000.9931.7255.40320.0925.001.2052.1466.87930.2126.001.4132.4978.41644.7397.001.6312.90710.13364.577
[0136]
根据表10中数据,以各级围岩临界覆跨比下隧道拱顶沉降值为基准值,将后续覆跨比拱顶沉降值与临界覆跨比对应的拱顶沉降值作比值,如表11 所示;
[0137]
表11不同覆跨比下拱顶沉降比值
[0138][0139][0140]
依据《规范》中铁路隧道bq法围岩分级规定,在计算出bq值后,再考虑地下水、初始地应力及结构面情况三方面的影响对该值修正,具体公式为:
[0141]
[bq]=bq-100(k1+k2+k3)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0142]
考虑双线高铁隧道覆跨比h/b对围岩稳定性的影响,提出覆跨比(h/b) 修正系数k4,建立bq值修正后[bq]
h/b
值公式:
[0143]
[bq]
h/b
=bq-100(k1+k2+k3+k4)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0144]
式中,m为考虑双线高铁隧道覆跨比影响时的修正系数,其值为表11中拱顶沉降比值的倒数,bq值取上限值,由此得出覆跨比修正系数k4取值建议表,见表12;以iv级围岩、覆跨比h/b=5.0情况下说明 k4的取值方法,即k4=350
×
(1-1/2.58)/300=0.71。
[0145]
表12覆跨比影响修正系数k4(埋深≤100m)
[0146][0147][0148]
初步判定隧道围岩级别:
[0149]
具体来说,首先确定该隧道典型开挖里程段围岩单轴抗压强度rc和岩体完整程度kv。依据《隧道地质勘察报告》确定该段地层主要岩性为石英片岩,属于硬质岩,取rc=39.79mpa;根据该隧道典型施工里程段tsp超前地质预报结果进行取值,kv取0.55。然后利用既有bq法,按式(13)计算该段bq值。
[0150]
bq=100+3rc+250kv
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(13)
[0151]
隧道典型施工里程段bq值为357,与表4中各级围岩对应bq值结果进行比较,隧道典型施工里程段bq值与iv级围岩对于bq值(350)最为接近,因此初步判定该段围岩级别为iv级,在计算考虑覆跨比影响的围岩基本质量指标bq
h/b
值时应按照iv级对应的考虑覆跨比影响的bq值计算公式进行计算;
[0152]
步骤7,计算考虑覆跨比影响的围岩基本质量指标bq
h/b
值。
[0153]
具体来说,按照iv级对应的考虑覆跨比影响的bq值计算公式,计算考虑覆跨比影响的围岩基本质量指标bq
h/b
值。隧道典型施工里程段开挖跨度b=14.7m,埋深30m,因此覆跨比h/b=2.04;通过计算得,隧道典型施工里程段考虑覆跨比影响的围岩基本质量指标bq
h/b
值为328。
[0154]
步骤8,最终修订。
[0155]
具体来说,在靠虑地下水、主要软弱结构面、初始地应力的影响对考虑覆跨比影响的围岩基本质量指标bq
h/b
值计算时,按式(3)进行修正计算。
[0156]
依据隧道典型施工里程隧道掌子面地质素描地质说明情况记录表,该段掌子面围岩为石英片岩,局部有渗水现象。参照《规范》表b.2.3-1,k1取0.2;依据隧道典型施工里程段隧道掌子面地质素描地质说明情况记录表,结合《规范》表b.2.3-3综合分析确定,该段k2取0.2;依据《隧道地质勘察报告》确定rc=39.79mpa,属硬质岩,隧道埋深30m,计算得
处于一般地应力,因此,k3取0.0,结合分级段落初步分级为iv级,埋深30m,隧道跨度14.7m,确定k4取值为0.1;
[0157]
将k1、k2、k3及k4取值代入式(3),得到该隧道典型施工里程段虑覆跨比影响的围岩基本质量指标修正值[bq
h/b
]为288;
[0158]
对比考虑覆跨比影响的bq值修正计算法及既有bq法计算结果,如表 13所示;
[0159]
表13既有bq法与考虑覆跨比的bq修正计算法计算结果比较
[0160][0161]
由表13可知,当采用既有bq法时,由计算所得围岩基本质量指标修正值[bq],依托工程典型断面里程围岩级别为iv1级;当采用考虑覆跨比影响的bq修正计算法时,由计算所得虑覆跨比影响的围岩基本质量指标修正值[bq
h/b
],依托工程典型断面里程围岩级别为iv2级。该隧道典型施工里程段现场实际支护围岩级别为iv级加强,因此采用考虑覆跨比影响的bq修正计算法进行隧道稳定性分析,与现场实际情况更为符合。
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