地下洞室工程PPT课件
合集下载
第10章地下洞室的勘察与评价ppt课件
质构造、岩性、地形地貌等多种因素的影响。初始应 力可以划分为自重应力场和构造应力场。
• 自重应力 大量的实测地应力资料表明，对于未经受构造作
用，产状较为平缓的岩层，其应力状态十分接近于由 弹性理论所确定的应力状态。
z Z
x y K0Z
K0 1
岩石泊松比：0.2~0.3。
• 构造应力
• 构造应力：在各种地壳构造运动作用力的影响下, • 地壳中所产生的应力 。 • 高应力引起岩爆、隧道偏压
• 实测值时，也可采用实测的岩石点荷载强度指数 IS
• （的算值，并按下R式c5 换2算2：.82Is0(.5705) 0
）
RC与定性划分的岩石坚硬程度的对应关系 表3.4.2
Rc（MPa）＞60 坚硬程度 坚硬岩
60～30 30～15 较坚硬岩 较软岩
15～5 软岩
＜5 极软岩
• 岩体完整程度的定量指标，应采用岩体完整性指
地下洞室：埋置于地下岩土体内的各种构筑物。 地下洞室的开挖引起的问题： 1应力状态的变化 会引起不同程度的变形甚至破坏。 2地下洞室围岩的变形对周围环境的影响。
锦屏二级水电站超长引水隧洞
10.1 初始应力、围岩应力和山岩应力 初始应力：地下洞室施工前就已经存在于岩体中的应力。
围岩：应力重分布所波及的岩石。 围岩应力：围岩中重新分布后的地应力。 山岩压力：围岩作用于支护结构上的力。
弯曲折断破坏
弯曲折断破坏是 层状，尤其是夹软弱 夹层的互层岩体所特 有的，但是在大型地 下工程中受一组很发 育的结构面所构成的 似层状岩体也可产生 类似的条块状的折断 和倒塌。
巷道
围岩是泥盆系石英砂岩及 板岩互层，开挖中拱脚以 上塌落，形成超挖，成为 平板顶。
洞顶的岩层受到力作用下沉弯曲，进而开裂、折 断，形成塌落体；侧墙可能发生弯曲倾倒破坏或弯曲 鼓出破坏。
• 自重应力 大量的实测地应力资料表明，对于未经受构造作
用，产状较为平缓的岩层，其应力状态十分接近于由 弹性理论所确定的应力状态。
z Z
x y K0Z
K0 1
岩石泊松比：0.2~0.3。
• 构造应力
• 构造应力：在各种地壳构造运动作用力的影响下, • 地壳中所产生的应力 。 • 高应力引起岩爆、隧道偏压
• 实测值时，也可采用实测的岩石点荷载强度指数 IS
• （的算值，并按下R式c5 换2算2：.82Is0(.5705) 0
）
RC与定性划分的岩石坚硬程度的对应关系 表3.4.2
Rc（MPa）＞60 坚硬程度 坚硬岩
60～30 30～15 较坚硬岩 较软岩
15～5 软岩
＜5 极软岩
• 岩体完整程度的定量指标，应采用岩体完整性指
地下洞室：埋置于地下岩土体内的各种构筑物。 地下洞室的开挖引起的问题： 1应力状态的变化 会引起不同程度的变形甚至破坏。 2地下洞室围岩的变形对周围环境的影响。
锦屏二级水电站超长引水隧洞
10.1 初始应力、围岩应力和山岩应力 初始应力：地下洞室施工前就已经存在于岩体中的应力。
围岩：应力重分布所波及的岩石。 围岩应力：围岩中重新分布后的地应力。 山岩压力：围岩作用于支护结构上的力。
弯曲折断破坏
弯曲折断破坏是 层状，尤其是夹软弱 夹层的互层岩体所特 有的，但是在大型地 下工程中受一组很发 育的结构面所构成的 似层状岩体也可产生 类似的条块状的折断 和倒塌。
巷道
围岩是泥盆系石英砂岩及 板岩互层，开挖中拱脚以 上塌落，形成超挖，成为 平板顶。
洞顶的岩层受到力作用下沉弯曲，进而开裂、折 断，形成塌落体；侧墙可能发生弯曲倾倒破坏或弯曲 鼓出破坏。
地下洞室的工程PPT幻灯片
至于洞口数量和位置（平面位置和高程位置）的确定必须根据工程的具体要求，结合所处山体的地形、工程地质及水文地质条件等慎
求； 重考虑，因为出入口位置的确定，一般来说，基本上就决定了地下洞室轴线位置和洞室的平面形状。
二、洞口选择的工程地质条件
5.无有害气体及异常地热； 它很容易由于层间的拉应力到达极限强度而导致破坏。
1.在区域稳定性评价基础上，将 洞室选择在安全可靠的地段； 2.建洞区构造简单，岩层厚且产 状平缓，构造裂隙间距大、组数 少，无影响整个山体稳定的断裂 带；
3.岩体完整，成层稳定，且具有 较厚的单一的坚硬或中等坚硬的 地层，岩体结构强度不仅能抵抗 静力荷载，而且能抵抗冲击荷载； 地形完整，山体受地表水切割破 坏少，没有滑坡、塌方等早期埋 藏和近期破坏的地形。
一般认为，具备下列条件是宜于建洞的： 1.基本地震烈度一般小于８度，历史上地震烈度及震 级不高，无毁灭性地震； 2.区域地质构造稳定，工程区无区域性断裂带通过， 附近没有发震构造； 3.第四纪以来没有明显的构造活动。 区域稳定性问题解决以后，即地下工程总体位置选 定后，进一步就要选择建洞山体，一般认为理想的 建洞山体具有以下条件：
第二节 洞室位置的选择
生产面积的同时，具有较厚的洞 我国应用日益广泛，国外采用也很普遍。
4、非圆形断面洞室的弹性应力分布特征
体顶板厚度作为防护地层； 因而使其轴部岩层压力增加，洞顶岩块最容易突然地坍落到洞室。
应在洞室最大断面的上部先挖导洞 一般认为，具备下列条件是宜于建洞的：
地下水影响小，水质满足建厂要 其施工程序大致是，先利用钢拱架加喷射混凝土，作为地下洞室的初期支撑保护，然后进行二次衬砌加固。
流
组合成不稳定的
隧
楔形体
洞
求； 重考虑，因为出入口位置的确定，一般来说，基本上就决定了地下洞室轴线位置和洞室的平面形状。
二、洞口选择的工程地质条件
5.无有害气体及异常地热； 它很容易由于层间的拉应力到达极限强度而导致破坏。
1.在区域稳定性评价基础上，将 洞室选择在安全可靠的地段； 2.建洞区构造简单，岩层厚且产 状平缓，构造裂隙间距大、组数 少，无影响整个山体稳定的断裂 带；
3.岩体完整，成层稳定，且具有 较厚的单一的坚硬或中等坚硬的 地层，岩体结构强度不仅能抵抗 静力荷载，而且能抵抗冲击荷载； 地形完整，山体受地表水切割破 坏少，没有滑坡、塌方等早期埋 藏和近期破坏的地形。
一般认为，具备下列条件是宜于建洞的： 1.基本地震烈度一般小于８度，历史上地震烈度及震 级不高，无毁灭性地震； 2.区域地质构造稳定，工程区无区域性断裂带通过， 附近没有发震构造； 3.第四纪以来没有明显的构造活动。 区域稳定性问题解决以后，即地下工程总体位置选 定后，进一步就要选择建洞山体，一般认为理想的 建洞山体具有以下条件：
第二节 洞室位置的选择
生产面积的同时，具有较厚的洞 我国应用日益广泛，国外采用也很普遍。
4、非圆形断面洞室的弹性应力分布特征
体顶板厚度作为防护地层； 因而使其轴部岩层压力增加，洞顶岩块最容易突然地坍落到洞室。
应在洞室最大断面的上部先挖导洞 一般认为，具备下列条件是宜于建洞的：
地下水影响小，水质满足建厂要 其施工程序大致是，先利用钢拱架加喷射混凝土，作为地下洞室的初期支撑保护，然后进行二次衬砌加固。
流
组合成不稳定的
隧
楔形体
洞
地下洞室的岩土工程勘察 PPT
K1-地下水影响修正系数； K2-主要软弱结构面产状影响修正系数； K3-初始应力状态影响修正系数。 其中K1、K2、K3值，可分别按表D.0.1-1、 D.0.1-2、D.0.1－3确定。无表中所列表情况时，修正
系数取零。[BQ]出现负值时，应按特殊问题处理。
地下洞室的岩土工程勘察
30
③岩体基本质量指标（BQ），应根据分级因素的定 量指标 Rc 的兆帕数值和 Kv，按下式计算：
BQ＝90＋3Rc＋250Kv
注：使用上式时，应遵守下列限制条件：
①当Rc＞90Kv＋30时，应以Rc＝90Kv＋30和Kv代入 计算BQ值。 ②当Kv＞0.04Rc＋0.4时，应以Kv＝0.04Rc＋0.4和 Rc代入计算BQ值。
结构面结合程度的划分
表3.3.2
地下洞室的岩土工程勘察
28
二、定量指标及两者的对应关系
① 岩石坚硬程度的定量指标，应采用岩石单轴饱 和抗压强度 Rc ，Rc 应采用实测值。当无条件取 得实测值时，也可采用实测的岩石点荷载强度指数 ① IS（50）的值，并按下式换算：
Rc 22.82Is0(.5705)
17
各种类型的地下洞室，所产生的岩土工程问题 不尽相同，对地质条件的要求也不同，因而所采用 的研究方法和研究内容也不尽相同。
本章主要讨论单个水平人工岩石洞室的岩土工 程勘察与评价。
地下洞室的岩土工程勘察
18
16.2 地下洞室围岩分类
围岩分类是地下洞室围岩稳定性分析的基础、 也是解决地下洞室设计与施工工艺标准化的一个 重要途径。从岩体工程地质特征出发，总结在各 种围岩条件下的支护结构和施工工艺方面成功和 失败经验教训的基础上，经过分析概括，即可将 围岩归纳为几大类。
地下洞室PPT课件
围岩变形和破坏失稳的形式，除与岩体内的初始应力状态及洞形 有关外，主要取决于围岩的岩性和结构特征。
1、完整结构岩体的变形破坏特征
• 坚硬完整岩体的强度高、稳定性好，其变形和破坏可根据弹性理论计算。 该类岩体在高地应力区，洞室开挖后可能产生岩爆现象。
• 岩爆指在地下开挖过程中，围岩突然以爆炸形式表现出来的破坏现象。
坚硬块状岩体中的块体滑移图 1—层面；2—断裂；3—裂隙
4、 碎裂结构岩体的变形破坏特征
• 碎裂岩体是指断层、褶曲、岩脉穿插挤压和风化破碎加次生夹泥的 岩体。这类围岩的变形破坏形式常表现为塌方和滑动（图）。
5、散体结构岩体的变形破坏特征
松散状岩体是指强烈构造破碎和强烈风化的岩体或新近堆积的土体。 这类围岩的力学属性表现为弹塑性、塑性或流变性。其变形破坏形式以拱 形冒落为主。当围岩结构均匀时，冒落拱形状较为规则（图（a））。但 当围岩结构不均匀或松软岩体仅构成局部围岩时，则常表现为局部塌方、 塑性挤入及滑动等形式（图（b）、（c）、（d））。
二、地层岩性条件
地层与岩性条件的好坏直接影响隧洞的稳定性。在洞线选择时， 应分析沿线地层的分布和各种岩石的工程地质。岩性比较坚硬、完整， 力学性能较好且风化轻微者，对围岩稳定性有利 ；而那些易于软化，泥 化和溶蚀的岩体及膨胀和塑性岩体，则不利于围岩稳定。因此，洞室位 置应尽量选在坚硬完整岩石中。一般在坚硬完整岩层中掘进，围岩稳定 ，日进尺快，造价低，在软弱、破碎、松散岩层中掘进，顶板易坍塌， 边墙及底板易产生鼓胀挤出变形等事故，须边掘进边承载圈的应用
松动圈，可以确定山岩的压力的大小，并借以确定隧洞支护或 衬砌的设计要求。
承载圈，可以承受上覆岩体的自重以及侧向地应力的附加荷载 ，在设计支衬时，应当充分发挥围岩的自承能力，既尽量利用围岩 支衬代替人工支衬，这样就可以节省设计费用和提高施工速度。
1、完整结构岩体的变形破坏特征
• 坚硬完整岩体的强度高、稳定性好，其变形和破坏可根据弹性理论计算。 该类岩体在高地应力区，洞室开挖后可能产生岩爆现象。
• 岩爆指在地下开挖过程中，围岩突然以爆炸形式表现出来的破坏现象。
坚硬块状岩体中的块体滑移图 1—层面；2—断裂；3—裂隙
4、 碎裂结构岩体的变形破坏特征
• 碎裂岩体是指断层、褶曲、岩脉穿插挤压和风化破碎加次生夹泥的 岩体。这类围岩的变形破坏形式常表现为塌方和滑动（图）。
5、散体结构岩体的变形破坏特征
松散状岩体是指强烈构造破碎和强烈风化的岩体或新近堆积的土体。 这类围岩的力学属性表现为弹塑性、塑性或流变性。其变形破坏形式以拱 形冒落为主。当围岩结构均匀时，冒落拱形状较为规则（图（a））。但 当围岩结构不均匀或松软岩体仅构成局部围岩时，则常表现为局部塌方、 塑性挤入及滑动等形式（图（b）、（c）、（d））。
二、地层岩性条件
地层与岩性条件的好坏直接影响隧洞的稳定性。在洞线选择时， 应分析沿线地层的分布和各种岩石的工程地质。岩性比较坚硬、完整， 力学性能较好且风化轻微者，对围岩稳定性有利 ；而那些易于软化，泥 化和溶蚀的岩体及膨胀和塑性岩体，则不利于围岩稳定。因此，洞室位 置应尽量选在坚硬完整岩石中。一般在坚硬完整岩层中掘进，围岩稳定 ，日进尺快，造价低，在软弱、破碎、松散岩层中掘进，顶板易坍塌， 边墙及底板易产生鼓胀挤出变形等事故，须边掘进边承载圈的应用
松动圈，可以确定山岩的压力的大小，并借以确定隧洞支护或 衬砌的设计要求。
承载圈，可以承受上覆岩体的自重以及侧向地应力的附加荷载 ，在设计支衬时，应当充分发挥围岩的自承能力，既尽量利用围岩 支衬代替人工支衬，这样就可以节省设计费用和提高施工速度。
《地下洞室工程问题》课件
《地下洞室工程问题》PPT课 件
了解地下洞室工程中常见的问题、设计与施工考虑因素、案例分析以及预防 与监测措施。
地下洞室工程问题简介
地下洞室工程在现代建筑中扮演着关键角色。了解地下洞室工程的基本概念 和用途。
地下洞室工程的设计与施工考虑因素
探索地下洞室工程的设计和施工过程中需要考虑的因素，如地质条件、结构稳定性和安全性。
渗水事故
研究渗水事故的案例，探索其对工程的影响。
通风问题
分析地下洞室通风系统故障的案例，以及应对措 施。
地面沉降
研究地下洞室施工引起的地面沉降案例，以及预 防措施。
监测与维护地下洞室工程问题 的重要性
强调监测地下洞室工程问题的必要性，以及定期维护和维修的重要性。
总结与展望
总结地下洞室工程常见问题，并展望未来技术和方法的发展。
预防地下洞室工程问题的措施洞室工程的地质、水文和结构条件，以制定合适的设计和施工 方案。
2
材料选择
选择适合地下环境的耐久材料，以避免结构问题和设备损坏。
3
支护与排水
采取正确的支护和排水措施，以增强地下结构的稳定性。
地下洞室工程问题的案例分析
洞壁坍塌
分析洞壁坍塌案例，研究其原因和教训。
常见的地下洞室工程问题
1 渗水问题
2 地震风险
探讨地下洞室工程中常见的渗水问题，以 及对结构和设备的潜在影响。
分析地震对地下洞室工程的潜在危害，以 及地震减灾措施的应用。
3 沉降与变形
4 通风与空气质量
研究由地下洞室施工引起的地面沉降和结 构变形问题，以及如何预防和修复。
探索地下洞室工程中的通风问题和空气质 量控制方法，确保安全和舒适。
了解地下洞室工程中常见的问题、设计与施工考虑因素、案例分析以及预防 与监测措施。
地下洞室工程问题简介
地下洞室工程在现代建筑中扮演着关键角色。了解地下洞室工程的基本概念 和用途。
地下洞室工程的设计与施工考虑因素
探索地下洞室工程的设计和施工过程中需要考虑的因素，如地质条件、结构稳定性和安全性。
渗水事故
研究渗水事故的案例，探索其对工程的影响。
通风问题
分析地下洞室通风系统故障的案例，以及应对措 施。
地面沉降
研究地下洞室施工引起的地面沉降案例，以及预 防措施。
监测与维护地下洞室工程问题 的重要性
强调监测地下洞室工程问题的必要性，以及定期维护和维修的重要性。
总结与展望
总结地下洞室工程常见问题，并展望未来技术和方法的发展。
预防地下洞室工程问题的措施洞室工程的地质、水文和结构条件，以制定合适的设计和施工 方案。
2
材料选择
选择适合地下环境的耐久材料，以避免结构问题和设备损坏。
3
支护与排水
采取正确的支护和排水措施，以增强地下结构的稳定性。
地下洞室工程问题的案例分析
洞壁坍塌
分析洞壁坍塌案例，研究其原因和教训。
常见的地下洞室工程问题
1 渗水问题
2 地震风险
探讨地下洞室工程中常见的渗水问题，以 及对结构和设备的潜在影响。
分析地震对地下洞室工程的潜在危害，以 及地震减灾措施的应用。
3 沉降与变形
4 通风与空气质量
研究由地下洞室施工引起的地面沉降和结 构变形问题，以及如何预防和修复。
探索地下洞室工程中的通风问题和空气质 量控制方法，确保安全和舒适。
地质课件-地下洞室
如果洞周邊應力小於岩體的強度，圍岩穩定。 否則，周邊岩石將產生破壞或較大的塑性變形。 圍岩一旦鬆動，如不加支護，則會向深部發展，形 成具有一定範圍的應力鬆弛區，稱為塑性鬆動圈。 在鬆動圈形成過程中，原來周邊集中的高應力逐漸 向深處轉移，形成新的應力增高區，該區岩體被擠壓 緊密，稱為承載圈。此圈之外為初始應力區。
（一）洞口的地形和地質條件 洞口宜設在山體坡度較大的一面（大於30°），岩層完 整，覆蓋層較薄，最好設置在岩層裸露的地段，以免 切口刷坡時刷方太大，破壞原來的地形地貌。
（二）洞口底標高的選擇 洞口底的標高一般應高於穀底最高洪水位以上0.5～ 1.0ｍ的位置（千年或百年一遇的洪水位），以免在山 洪暴發時，洪水氾濫倒灌流入地下洞室；
用彈 性理 論計 算圓 形洞 室周 邊應 力重 分佈
2
r
r
v
1
r02
r 2
v
1
r02 r2
r 0
r0 2r0 3r0 4r0 5r0 6r0 r0
各種 斷面 形狀 的洞 體應 力狀 態比 較
二、開挖後圍岩中出現塑性圈時的重分佈應力
洞室開挖後圍岩的穩定性，取決於二次應力與圍岩 強度之間的關係。
各類結構圍岩變形破壞的特點
由於岩體在強度和結構方面的差異，洞室圍岩變 形與破壞的形式多種多樣，主要的形式有脆性破裂、 塊體滑移、彎曲折斷、鬆動解脫、塑性變形等。
1．堅硬完整岩體的脆性破裂 在堅硬完整的岩體中開挖地下洞室，圍岩一般是
穩定的。但是在高地應力地區，經常產生岩爆現象。 岩爆是儲存有很大彈性應變能的岩體，在開挖卸荷 後，能量突然釋放所形成的，它與岩石性質、地應 力積聚水準及洞室斷面形狀等因素有關。脆性開裂 出現在拉應力集中部位。
第一節 地下洞室圍岩應力重分佈及變形破壞特徵
（一）洞口的地形和地質條件 洞口宜設在山體坡度較大的一面（大於30°），岩層完 整，覆蓋層較薄，最好設置在岩層裸露的地段，以免 切口刷坡時刷方太大，破壞原來的地形地貌。
（二）洞口底標高的選擇 洞口底的標高一般應高於穀底最高洪水位以上0.5～ 1.0ｍ的位置（千年或百年一遇的洪水位），以免在山 洪暴發時，洪水氾濫倒灌流入地下洞室；
用彈 性理 論計 算圓 形洞 室周 邊應 力重 分佈
2
r
r
v
1
r02
r 2
v
1
r02 r2
r 0
r0 2r0 3r0 4r0 5r0 6r0 r0
各種 斷面 形狀 的洞 體應 力狀 態比 較
二、開挖後圍岩中出現塑性圈時的重分佈應力
洞室開挖後圍岩的穩定性，取決於二次應力與圍岩 強度之間的關係。
各類結構圍岩變形破壞的特點
由於岩體在強度和結構方面的差異，洞室圍岩變 形與破壞的形式多種多樣，主要的形式有脆性破裂、 塊體滑移、彎曲折斷、鬆動解脫、塑性變形等。
1．堅硬完整岩體的脆性破裂 在堅硬完整的岩體中開挖地下洞室，圍岩一般是
穩定的。但是在高地應力地區，經常產生岩爆現象。 岩爆是儲存有很大彈性應變能的岩體，在開挖卸荷 後，能量突然釋放所形成的，它與岩石性質、地應 力積聚水準及洞室斷面形狀等因素有關。脆性開裂 出現在拉應力集中部位。
第一節 地下洞室圍岩應力重分佈及變形破壞特徵
地下洞室的岩土工程勘察 PPT
地下洞室的岩土工程勘察
19
一、围岩分级的目的 ①作为选择施工方法的依据； ②进行科学管理及正确评价经济效益； ③确定结构上的荷载(松散荷载)； ④给出衬砌结构的类型及其尺寸； ⑤制定劳动定额、材料消耗标准的基础等等。
地下洞室的岩土工程勘察
20
二、围岩分类方法 目前国内外已提出的围岩方法有数十种之多，
软塑状黏性土及潮湿、饱和粉细砂层、软土等
围岩基本质量指标 BQ 或修正的 围岩基本质量指标［BQ］ ＞550 550~451 450~351
350~251
≤250
注：本表不适用于特殊条件地的下围洞室岩的岩分土级工程，勘察如膨胀性围岩、冻土等。 41
16.2.3 《水利水电工程 地质勘察规范》 （GB 50487-2008）
地下洞室的岩土工程勘察
42
水工隧洞围岩工程地质分类
围岩 类别
围岩稳定性
围岩总评 围岩强度应 分 T 力比 S
Ⅰ 稳定。围岩可长期稳定，一 般无不稳定块体
T＞85
＞4
Ⅱ 基本稳定。围岩整体稳定，不会产生塑性变形，局部可能产生掉块
85≥T＞65 ＞4
Ⅲ
局部稳定性差，围岩强度不足，局部会产生口塑性变形，不支护可能产生塌 方或变形破坏 完整的较软岩，可能暂时稳定
地下洞室的岩土工程勘察
44
RMR 岩体工程分类参数及评分标准表
地下洞室的岩土工程勘察
45
Rock Quality Designation
用直径为75mm的金刚石钻头和双层岩芯管在岩 石中钻进，连续取芯，回次钻进所取岩芯中，长度大 于10cm的岩芯段长度之和与该回次进尺的比值，以百 分比表示。
地下洞室的岩土工程勘察
水平洞室
水工地下洞室(new)课件
水工隧洞总体布置的重要性:我国水利水电工程建 设表明，少数水工隧洞之所以发生问题多系布置 上考虑不周所致。布置上的失误，轻则证件结构 设计难度，或造成工期的拖延，重则迫使在施工 中改变线路，或不能按预定目的运行。隧洞布置 合理与否，对围岩稳定、水流条件、建设工期和 工程造价有决定的影响。因此，合理的工程布置 是水工隧洞设计的关键。 这里以泄水隧洞（或引水发电隧洞）为研究对象。
30
隧洞断面形式及衬 砌类型 ( 单位：cm) (a)～(f)—单层衬 砌； (g)～(i)—组合式 衬砌； (k)～(l)—预应力 衬砌
31
3、衬砌的分缝和止水 （1）整体式衬砌在施工中要分段分块浇筑，需设横、纵向工 作缝（图）；跳仓浇筑.
陆浑水库泄洪洞衬砌施工分缝 单位：m
衬砌的纵向施工缝
32
泄水隧洞的布置形式：表孔泄洪隧洞和深式泄水隧洞。
11
１、表孔泄洪隧洞的布置
（1）表孔泄洪隧洞的主要方式: 正堰斜井式斜洪洞。所谓表孔就是进水口位于 水面附近。组成：正向溢流堰，陡坡斜井，隧洞及出口消能段。 (2)正堰斜井式斜洪洞的布置 进口：选择地质、地形条件好的地方以保证洞口稳定、入流顺畅。 出口：高程受下游水位控制，除对地质地形条件有所要求外，应注意消能工的 布置以利于与下游水流的衔接。
水力特性
封闭断面水工隧洞受高水头动水压力作用。 有压隧洞—相当于管流，受内水压力作用。若衬砌漏水，压力水渗入围岩裂隙， 从而产生附加渗透压力，导致岩体失稳。要求坚固的衬砌。 无压隧洞—明渠流，高速水流下，在固体不平整边界上可能会引起空蚀。
施工方面
无论开挖或衬砌，其工作面比地面上小得多，洞线长，干扰大。
16
纵剖面上： (1)有压隧洞（引水）的进水口高程取决于发电死水位，尾水高 程取决于下游最低尾水位。纵向坡度的选取考虑施工排水和防空隧洞 进行检修的要求，一般为不小于0.5%－0.1%的正坡。 (2)无压泄水隧洞的进口高程取决于水库要求泄放的最低水位， 出口高程决定于下游最高洪水位，应避免水跃。其纵坡通过水利计算 确定，多采用陡坡以防止洞内泥沙淤积。 运行条件：不影响枢纽和其他建筑物的正常工作。泄水隧洞出 口应与拦河坝的坝脚有一定距离，泄洪消能出口与坝脚相距200米以 上，以防出洞水流冲刷坝脚。发电洞尾水则应避开或隔开枢纽建筑物 泄流时可能导致的水位波动。 施工开挖条件：洞线应与枢纽其他建筑物保持一定距离以免洞 室开挖爆破影响建筑物基岩的稳定。长隧洞可设几个支洞以增加开挖 面。
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
主要工程地质特征
结构特征和完整 定状态（坑道跨
状态
度5m时）
硬质岩石[饱和抗压极限强度[Rb>60Mpa （600kgf/cm2）]：受地质构造影响轻微，节理 不发育，无软弱面（或夹层）；层状岩层为 厚层，层间结合良好
呈巨块状整体结 构
围岩稳定，无坍 塌，可能产生岩 爆
波速度
VV(km/s)
>4.5
• BQ=90+3Rc+250Kv • 注：使用上式时，应遵守下列限制条件： • ①当Rc>90Kv+30时，应以Rc=90Kv+30和Kv代入计
算BQ值。 • ②当Kv>0.04Rc+0.4时，应以Kv=0.04Rc+0.4和Rc
代入计算BQ值。
.
7
铁路隧道围岩的基本分级
《铁路工程地质勘察规范》TB10012-2001
.
3
按用途分类
类型
代 表 性 地 下 洞室
主要特点
地下 交通 运输
铁路隧道、公路隧道、地下铁道、 水下隧道、地下通道（含车站地下通 道及人行道）
1.多数单洞,也有相距很近的平行的两个单线洞。 2.一般为中等跨度，铁路亦有大跨度。 3.除地下通道外，一般都较长 4.地下铁道、地下通道多属浅埋，且多位于土层中。
择余地小。
第2节 地下洞室围岩分类
• 围岩分类是为解决地下洞室的围岩稳定和 支护问题而建立的。
• 围岩分类是围绕地下洞室的稳定性和支护 的影响因素而作为分类原则，这些因素主 要有：岩体的结构特征和完整状态；岩体 强度；岩石的风化程度；地下水的影响； 区域构造影响和地震影响等。
.
5
洞室围岩质量分级
硬质岩石[Rb>30Mpa（300kgf/cm2）]：受地质 构造影响较重，节理较发育，有少量软弱面
暴露时间长，可 能会出现局部小
（或夹层）和贯通微张节理，但其产状及组 呈大块状砌体结 坍塌，侧壁稳定，
合关系不致产生滑动；层状岩层为中层或厚 构
层间结合差的平
层，层间结合一般，很少有分离现象；或为
缓岩层，顶板易 3.5~4.5
地下工厂、地下电站（含水力发电 厂房）、地下试验室、地下污水处理 场、其它工业厂房等
1.以主洞为主的洞群 2.多为大型和巨型地下工程
地下商店、地下街道、地下影剧院、 地下医院、地下运动场、地下住宅、 地下旅馆等; 地下车库、地下油库、 水封油库、地下冷库、地下物资仓库、 地下水库、地下废料库等
1.地下单洞或群洞 2.大中小跨度都有，但以小跨度为主 3.多为浅埋 4.大部分利用人防工程，且地处城市
1.5~3.0
大的坍塌，侧壁有时失 去稳定
体完整或较完整
Q1、Q2黄土 一般第四系坚硬、硬塑
围岩易坍塌，处理不当
软岩，岩体破碎至极破碎；全 粘性土，稍密及以上、
会出现大坍塌，侧壁经
Ⅴபைடு நூலகம்
部极软岩及全部极破碎岩（包 稍湿、潮湿的碎、卵石 括受构造影响严重的破碎带） 土、圆砾土、角砾土、
1.0~2.0
常小坍塌；浅埋时易出 现地表下沉（陷）或塌
水工 隧洞
输水洞、引水洞、泄洪洞
1.为单洞和群洞 2.一般为中、小跨度 3.一般较长 4.分为有压和无压两种
矿山 巷道
地下 工业 用房
地下民 用及公 共建筑
地下 军事 工程
煤矿巷道，各种金属矿巷道，非金 属矿巷道，其它矿山巷道等（以上各 巷道均含运输大巷和开采巷道）
1.多属群洞 2.多为小跨度 3.多为深埋 4.对地质条件基本上没有选择的余地
• 《工程岩体分级标准》GB50218—94表
4.1.1
岩体基本质量分级
基本质 量级别
岩体基本质量的定性特征
岩体基本质 量 指 标（BQ）
Ⅰ
坚硬岩，岩体完整
>550
Ⅱ
坚硬岩，岩体较完整；较坚硬岩，岩体完 整
550~451
Ⅲ
坚硬岩，岩体较破碎；较坚硬岩或软硬岩 互层，岩体较完整；较软岩，岩体完整
450~351
级 别
岩体特征
土体特征
纵波速 围岩开挖后的稳定状态 （km/s） （单线）
Ⅰ 极硬岩，岩体完整
—
>4.5
围岩稳定，无坍塌，可 能产生岩爆
暴露时间长会有局部小
Ⅱ
极硬岩，岩体较完整；硬岩， 岩体完整
—
3.5~4.5
坍塌；侧壁稳定；层间 结合差的平层，顶板易
坍塌
极硬岩，岩体较破碎；硬岩或
拱部无支护时可产生小
Ⅲ 软硬岩互层，岩体较完整；较 —
2.5~4.0 坍塌，侧壁基本稳定，
软岩，岩体完整
爆破震动过大易坍塌
极硬岩，岩体破碎；硬岩，岩 具压密或成岩作用的粘
体较破碎或破碎；较软岩或软 性土、粉土及砂类土，
拱部无支护时可产生较
Ⅳ
硬岩互层，且以软岩为主，岩 体较完整或较破碎；软岩，岩
一般钙质、铁质胶结的 碎、卵石土、大块石土，
第16章 地下洞室工程
本章重点：地下洞室的围岩分级及稳定性评价；地下洞室勘察要点。
.
1
第1节 概述
• 地下洞室系指为了某种目的，修建在地面 以下及山体内部的各类建筑物。
地下厂房施. 工
2
地下洞室的分类
按毛洞跨度分类
类型 小 型
中型
大型
跨度 （B） (m)
小跨度 B≤5
中跨度
大跨度
5<B≤10 10<B≤15 15<B≤20 20<B≤25 B>25
硬质岩石偶夹软质岩石
塌落
软质岩石[Rb≈30Mpa（300kgf/cm2）]：受地质 构造影响轻微，节理不发育；层状岩层为厚 层，层间结合良好
1.单洞或群洞
掩材飞蔽库机体、库、人、作防舰战工艇坑程库道等、、武各器类库军、事指装挥备所器、作 但23战 以...飞 除坑 小机 人道 跨库 防一 度（ 工般 为跨 程为 主度 外小 。远 选跨大 址度于 取；高 决人度 于防）军工和事程舰上大艇考、库虑中属，、大工小型程跨地地度下质均工条有程件4，；选
坚硬岩，岩体破碎；较坚硬岩，岩体较破
Ⅳ
碎~破碎；较软岩或软硬岩互层，且以软 岩为主，岩体较完整~较破碎；软岩，岩
350~251
体完整~较完整
Ⅴ
较软岩，岩体破碎;软岩，岩体较破碎~破 碎；全部极软岩及全部极破碎岩
≤250
.
6
岩体基本质量指标
• 岩体基本质量指标（BQ），应根据分级因素的 定量指标岩石单轴饱和抗压强度Rc（MPa）和 岩体的完整性系数Kv，按下式计算：
粉土及Q3、Q4的黄土
至地表
Ⅵ
受构造影响很严重呈碎石角砾 软塑状粘性土、饱和的
及粉末、泥土状的断层带
粉土、砂类土等
<1.0（饱 和状态 <1.5）
围岩极易坍塌变形，有 水时土砂常与水一齐涌 出；浅埋时易塌至地表
.
8
类别 Ⅵ Ⅴ
Ⅳ
公路隧道围岩分类
《公路工程地质勘察规范》
围岩主要工程地质条件
围岩开挖后的稳 围岩弹性