围岩稳定性评价 PPT
合集下载
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)。
◈ 隧道进口毛坝向斜和出口桐麻岭背斜有多处大 规模的深埋充填溶洞，出口段为岩堆体。
◈ 这是国内隧道建设中首次在深埋、向斜部位、 高压富水、形态类型多变的充满水、粉质泥砂 的深部地区中穿过。隧道施工难度属国内罕见。
➢第6节 围岩稳定性评价
.经典案例.
➢ 相关数据
◈ 岩溶突水（9.8×104～14.5×104m 3／d）； ◈ 岩溶突泥； ◈ 高水压（4.42～4.6Mpa）； ◈ 高地应力（水平主应力Max 16～21Mpa， ◈ M in 8～11Mpa）； ◈ 煤层瓦斯（涌出量0.124～0.137m 3／d，压力
锦屏二级引水隧洞长约17.4km，单头掘进近 10km，最大埋深约2500m，开挖洞径在12m 以上，各项技术指标都称得上居世界地下工程 前列，综合技术难度巨大。
.相关链接.
锦屏二级水电站引水隧洞长约17.4Km，超过国内已建和在 建各种类型隧洞长度，和秦岭隧道、福堂电站隧洞长度相近； 其埋深最大达2525m，超过世界著名的辛普伦公路隧洞（最 大埋深为2135m），与目前世界上埋深最大的法国谢拉水电 站引水隧洞（最大埋深2619m）相近；
式中：c,φ为结构面L4 上的内聚力和内摩擦角。
L3 -分离体底宽； b-分离体高；α,β-
结构面倾角；Tj1 , Tj2-结构面抗拉强 度。
洞顶洞壁分离体稳定计算
W2 -侧壁分离 体自重；α-结
构面L4的倾角；
➢第6节 围岩稳定性评价
.经典案例.
三、实例分析
➢大秦铁路军都山隧道(1985年)：隧道进尺 16km,塌方21次,累计影响工期685d。
➢第6节 围岩稳定性评价
二、定量评价
Fs：安全系数， 一般取Fs=2
1、整体稳定性计算-整体状或块状岩体，σσ可θcc视,,σσtθ为t---均岩-洞质体壁、饱处连和环续抗向介压压质、、拉拉强应度力。；
其稳定性根据重分布应力计算或实测结果，与岩体的抗压
（拉）强度比较，评价稳定性。
应力集中系数--
锦屏隧洞的最大洞径超过12m，远大于秦岭隧道（D=8.8m） 和谢拉隧洞（D=5.8m）的洞径；
锦屏隧道轴线和锦屏山脊线近乎正交，沿线山体陡峭雄厚， 受地形限制无法布置施工平硐、斜井和竖井。
所有以上问题将给地质勘测、设计、和施工带来一系列复杂 的技术难度。
➢第6节 围岩稳定性评价
一、定性评价 1、围岩稳定性
浅埋洞室（小规模）的 稳定性取决于岩体强度 →有无破碎带等因素。
深埋洞室（大规模）稳定性因素 复杂，地应力条件很重要。
➢第6节 围岩稳定性评价
2、洞室易失稳部位--
⑴破碎松散岩、软弱 岩-强风化岩、易软化 岩、膨胀岩体、构造 破碎带；
⑶坚硬块状及厚层 状岩体-在多组软弱 结构面切割成不稳定 分离体部位；
0.3～0.9Mpa）； ◈ 高地温（28℃）； ◈ 断层破碎带（总计10余条）；
➢第6节 围岩稳定性评价
.相关链接.
❖ 深埋长隧洞
➢ 秦岭铁路隧道（长18.4km）已经贯通；南水 北调西线一期工程93. 8％的线路为隧洞；琼 州海峡隧道、台湾海峡隧道、秦岭终南山特 长公路隧道；
➢ 锦屏二级电站引水隧洞长17.5km，综合技术 难度复杂，预计一批重大的技术难题将攻克， 届时我国隧道及地下工程技术将会再上一个 新台阶。
第四章 地下工程
4.6 围岩稳定性评价
第四章 地下工程
➢ 第1节 ➢ 第2节 ➢ 第3节 ➢ 第4节 ➢ 第5节 ➢ 第6节 ➢ 第7节
概述 围岩应力分布 围岩变形破坏 围岩分类 围岩压力 围岩稳定性评价 地下工程超前预报
➢第6节 围岩稳定性评价
❖围岩稳定性是地下建筑工程研究的核心
➢一般采用定性与定量结合的方法进行。
➢川藏公路二郎山隧道：全长4176m、最大埋 深达760余m，该隧道穿越11条断层，地质条件 较为复杂。
✦其中高地应力与岩爆问题是该隧道的主要工 程技术难题之一。隧道施工过程中共发生了近 百次岩爆活动, 主洞和导洞中连续发生岩爆的 累计总长度达1095m。
➢第6节 围岩稳定性评价
.经典案例.
◈ 渝怀铁路圆梁山隧道：线路重点控制工程，全 长11.068公里，隧道地质条件异常复杂。
⑵碎裂结构、 半坚硬结构岩；
⑷洞室中应力集中 部位-洞中岩柱、洞形 急剧变化部位。
➢第6节 围岩稳定性评价 2、洞室易失稳部位-
破碎松散岩体、软弱岩体 坚硬块状岩不稳定分离体
洞室中应力集中部位
这些部位是洞室选择时应首先避开的部位。
对稳定有利的条件—
新鲜完整岩体、裂隙不发育、少量地下水。 完整坚硬岩体、裂隙较发育、但闭合且连续性 差、未形成分离体。
b
L3
cot cot
TTj1L1Tj2L2
T 2 T j1 L 1 T j2 L 2co c to t
W 1
L 2 3g
➢第6节 围岩稳定性评价
⑵侧壁分离体 侧壁分离体在自重W2作用下沿结构面L4滑移，其 后缘切割面L2的抗拉强度可忽略。 此时，分离体的稳定性系数为：
W2costancL4 W2s in
➢问题： 1、围岩稳定性评价的思路、程序是什么？ 2、定性评价主要考虑哪些方面？ 3、定量评价有几种方法？各自的适用条件是 什么?
➢第6节 围岩稳定性评价
一、定性评价
1、围岩稳定性
岩体强度、完整性、天然
岩体性质- 应力状态、水文地质条件
取决于三方面
建筑特性- 规模、断面形状
施工方法- 开挖方式、速率、支护 结构与形式
由前述可知，洞 壁处弹性应力为：
hv
12co 2s
12co2s
此时：
t
t
F
c
c
Fs
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
➢第6节 围岩稳定性评价
2、围岩局部稳定性计算
结构面切割形成不稳定分离体
⑴洞顶分离体
W 11 2L3bg2coL 2 3t g cot
对三角形分离体ABC：
.相关链接.
• 锦屏一级电站在2005年正式开工，至Leabharlann Baidu012年下半年第一台机 组发电。锦屏二级电站在2007年上半年正式开工，至2012年 年底第一台机组发电。
.相关链接.
雅砻江锦屏河段开发方案选定为一级高坝坝后 发电和二级低闸引水发电两级开发，制约工程 开发的最大技术瓶颈就是一级高坝和二级深埋 长隧洞的勘测设计和施工。
◈ 这是国内隧道建设中首次在深埋、向斜部位、 高压富水、形态类型多变的充满水、粉质泥砂 的深部地区中穿过。隧道施工难度属国内罕见。
➢第6节 围岩稳定性评价
.经典案例.
➢ 相关数据
◈ 岩溶突水（9.8×104～14.5×104m 3／d）； ◈ 岩溶突泥； ◈ 高水压（4.42～4.6Mpa）； ◈ 高地应力（水平主应力Max 16～21Mpa， ◈ M in 8～11Mpa）； ◈ 煤层瓦斯（涌出量0.124～0.137m 3／d，压力
锦屏二级引水隧洞长约17.4km，单头掘进近 10km，最大埋深约2500m，开挖洞径在12m 以上，各项技术指标都称得上居世界地下工程 前列，综合技术难度巨大。
.相关链接.
锦屏二级水电站引水隧洞长约17.4Km，超过国内已建和在 建各种类型隧洞长度，和秦岭隧道、福堂电站隧洞长度相近； 其埋深最大达2525m，超过世界著名的辛普伦公路隧洞（最 大埋深为2135m），与目前世界上埋深最大的法国谢拉水电 站引水隧洞（最大埋深2619m）相近；
式中：c,φ为结构面L4 上的内聚力和内摩擦角。
L3 -分离体底宽； b-分离体高；α,β-
结构面倾角；Tj1 , Tj2-结构面抗拉强 度。
洞顶洞壁分离体稳定计算
W2 -侧壁分离 体自重；α-结
构面L4的倾角；
➢第6节 围岩稳定性评价
.经典案例.
三、实例分析
➢大秦铁路军都山隧道(1985年)：隧道进尺 16km,塌方21次,累计影响工期685d。
➢第6节 围岩稳定性评价
二、定量评价
Fs：安全系数， 一般取Fs=2
1、整体稳定性计算-整体状或块状岩体，σσ可θcc视,,σσtθ为t---均岩-洞质体壁、饱处连和环续抗向介压压质、、拉拉强应度力。；
其稳定性根据重分布应力计算或实测结果，与岩体的抗压
（拉）强度比较，评价稳定性。
应力集中系数--
锦屏隧洞的最大洞径超过12m，远大于秦岭隧道（D=8.8m） 和谢拉隧洞（D=5.8m）的洞径；
锦屏隧道轴线和锦屏山脊线近乎正交，沿线山体陡峭雄厚， 受地形限制无法布置施工平硐、斜井和竖井。
所有以上问题将给地质勘测、设计、和施工带来一系列复杂 的技术难度。
➢第6节 围岩稳定性评价
一、定性评价 1、围岩稳定性
浅埋洞室（小规模）的 稳定性取决于岩体强度 →有无破碎带等因素。
深埋洞室（大规模）稳定性因素 复杂，地应力条件很重要。
➢第6节 围岩稳定性评价
2、洞室易失稳部位--
⑴破碎松散岩、软弱 岩-强风化岩、易软化 岩、膨胀岩体、构造 破碎带；
⑶坚硬块状及厚层 状岩体-在多组软弱 结构面切割成不稳定 分离体部位；
0.3～0.9Mpa）； ◈ 高地温（28℃）； ◈ 断层破碎带（总计10余条）；
➢第6节 围岩稳定性评价
.相关链接.
❖ 深埋长隧洞
➢ 秦岭铁路隧道（长18.4km）已经贯通；南水 北调西线一期工程93. 8％的线路为隧洞；琼 州海峡隧道、台湾海峡隧道、秦岭终南山特 长公路隧道；
➢ 锦屏二级电站引水隧洞长17.5km，综合技术 难度复杂，预计一批重大的技术难题将攻克， 届时我国隧道及地下工程技术将会再上一个 新台阶。
第四章 地下工程
4.6 围岩稳定性评价
第四章 地下工程
➢ 第1节 ➢ 第2节 ➢ 第3节 ➢ 第4节 ➢ 第5节 ➢ 第6节 ➢ 第7节
概述 围岩应力分布 围岩变形破坏 围岩分类 围岩压力 围岩稳定性评价 地下工程超前预报
➢第6节 围岩稳定性评价
❖围岩稳定性是地下建筑工程研究的核心
➢一般采用定性与定量结合的方法进行。
➢川藏公路二郎山隧道：全长4176m、最大埋 深达760余m，该隧道穿越11条断层，地质条件 较为复杂。
✦其中高地应力与岩爆问题是该隧道的主要工 程技术难题之一。隧道施工过程中共发生了近 百次岩爆活动, 主洞和导洞中连续发生岩爆的 累计总长度达1095m。
➢第6节 围岩稳定性评价
.经典案例.
◈ 渝怀铁路圆梁山隧道：线路重点控制工程，全 长11.068公里，隧道地质条件异常复杂。
⑵碎裂结构、 半坚硬结构岩；
⑷洞室中应力集中 部位-洞中岩柱、洞形 急剧变化部位。
➢第6节 围岩稳定性评价 2、洞室易失稳部位-
破碎松散岩体、软弱岩体 坚硬块状岩不稳定分离体
洞室中应力集中部位
这些部位是洞室选择时应首先避开的部位。
对稳定有利的条件—
新鲜完整岩体、裂隙不发育、少量地下水。 完整坚硬岩体、裂隙较发育、但闭合且连续性 差、未形成分离体。
b
L3
cot cot
TTj1L1Tj2L2
T 2 T j1 L 1 T j2 L 2co c to t
W 1
L 2 3g
➢第6节 围岩稳定性评价
⑵侧壁分离体 侧壁分离体在自重W2作用下沿结构面L4滑移，其 后缘切割面L2的抗拉强度可忽略。 此时，分离体的稳定性系数为：
W2costancL4 W2s in
➢问题： 1、围岩稳定性评价的思路、程序是什么？ 2、定性评价主要考虑哪些方面？ 3、定量评价有几种方法？各自的适用条件是 什么?
➢第6节 围岩稳定性评价
一、定性评价
1、围岩稳定性
岩体强度、完整性、天然
岩体性质- 应力状态、水文地质条件
取决于三方面
建筑特性- 规模、断面形状
施工方法- 开挖方式、速率、支护 结构与形式
由前述可知，洞 壁处弹性应力为：
hv
12co 2s
12co2s
此时：
t
t
F
c
c
Fs
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
➢第6节 围岩稳定性评价
2、围岩局部稳定性计算
结构面切割形成不稳定分离体
⑴洞顶分离体
W 11 2L3bg2coL 2 3t g cot
对三角形分离体ABC：
.相关链接.
• 锦屏一级电站在2005年正式开工，至Leabharlann Baidu012年下半年第一台机 组发电。锦屏二级电站在2007年上半年正式开工，至2012年 年底第一台机组发电。
.相关链接.
雅砻江锦屏河段开发方案选定为一级高坝坝后 发电和二级低闸引水发电两级开发，制约工程 开发的最大技术瓶颈就是一级高坝和二级深埋 长隧洞的勘测设计和施工。