雅礱江錦屏二級水電站引水隧洞圍巖分類研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人類對地下空間的開發(fā)利用也達到了前所未有的程度。本文的工程實例錦屏二級水電站引水隧洞最大埋深達到2525m，洞線高程處的地應(yīng)力值達到70MPa以上，外水壓力大于10MPa。常用圍巖分類方法在這種復(fù)雜地質(zhì)條件下的適用性較差，所以需要進行圍巖分類研究，提出適合錦屏二級水電站深埋隧洞特殊地應(yīng)力、外水壓力條件下的圍巖分類方法。 為了對雅礱江錦屏二級水電站引水隧洞圍巖分類進行研究，本論文首先對引水隧洞線路區(qū)工程

2、地質(zhì)情況進行詳細的介紹，對已開挖完畢的長探洞、輔助洞巖爆進行簡要的歸納總結(jié)，并對引水隧洞的巖爆進行簡要的預(yù)測，為論文后續(xù)章節(jié)引水隧洞圍巖分類的研究提供參考。接著對錦屏圍巖分類(JPF)體系的建立及相關(guān)參數(shù)的取值進行了簡要的介紹和闡述。并將該圍巖分類體系應(yīng)用到錦屏復(fù)雜地質(zhì)條件下已經(jīng)開挖完畢的的輔助洞進行驗證，得到較好的吻合率。 在前述基礎(chǔ)之上，本文將錦屏圍巖分類體系應(yīng)用到洞徑更大的引水隧洞中進行圍巖分類驗證和研究。圍巖分類的驗證和

3、研究主要通過圍巖分類結(jié)果適用性、相關(guān)性和一致性進行的。 首先將錦屏圍巖分類體系應(yīng)用的引水4＃洞已開挖洞段進行圍巖分類，通過對分類結(jié)果與現(xiàn)場圍巖類別的吻合率來驗證錦屏圍巖分類體系的適用性，通過該體系驗證可知，JPQ系統(tǒng)分類與所選洞段圍巖類別的吻合率為83.5％，不同應(yīng)力區(qū)段為78.6％以上，不同巖性段在82.4％以上，能較好地反映了錦屏工程區(qū)的實際情況；JPRMR系統(tǒng)分類結(jié)果統(tǒng)計與所選洞段圍巖類別的吻合率為82.2％，在高地應(yīng)力巖

4、爆段僅為66.8％，在T1、T2Z地層中也僅66.7％～77.1％；而JPHC系統(tǒng)分類結(jié)果與所選洞段圍巖類別的吻合率達到87.3％，不同應(yīng)力區(qū)段為83.4％以上，不同巖性段也可達83.8％以上，分類結(jié)果能較好的體現(xiàn)引水4＃洞中巖爆、地下水及不利結(jié)構(gòu)面對圍巖穩(wěn)定性的影響，它的各類圍巖所占比例與實際圍巖類別接近，說明JPHC分類適用性很好。這也正是JPF分類體系以JPHC為主，以JPQ和JPRMR為輔的原因，說明錦屏圍巖分類體系有很好的適用

5、性；其次通過分類結(jié)果的相關(guān)性進行驗證和研究，根據(jù)分類結(jié)果的相關(guān)性分析可知：JPQ、JPRMR和JPHC三種分類方法在引水4＃洞西部開挖洞段的相關(guān)系數(shù)在0.72～0.77之間，相關(guān)性較好，而在引水4＃洞東部開挖洞段的相關(guān)系數(shù)在0.859～0.879之間，相關(guān)性很好，統(tǒng)計分析也充分說明了采用JPQ、JPRMR和JPHC進行相互對比驗證是可靠的，可以滿足錦屏復(fù)雜地質(zhì)條件下圍巖分類的需要。最后通過一致性分析可知：引水隧洞4＃洞開挖洞段JPQ、J

6、PRMR和JPHC三種分類方法的評分值在歸一化之后的差值基本都在[-0.1,0.1]區(qū)間內(nèi)變化。引水4＃洞西部開挖洞段的絕對平均差值Γ在[0.05，0.1]之間，一直性的可靠度α都小于0.1，說明所選洞段一致性好，而引水4＃洞東部開挖洞段的絕對平均差值Γ在[0，0.05]之間，一直性的可靠度α也都小于0.1，說明所選洞段一致性很好。可見，JPQ、JPRMR和JPHC對比驗證的效果很好。 同時利用現(xiàn)有的已開挖完畢的輔助洞和部分開挖

7、引水隧洞的工程地質(zhì)資料、圍巖類別對比資料、巖性界限等相關(guān)資料進行對比分析研究，采用線性插值的方法，將輔助洞已開挖洞段圍巖類別對應(yīng)到引水隧洞中，實現(xiàn)了引水隧洞圍巖分類預(yù)測。 為了進一步研究深埋隧洞圍巖類別與其尺寸之間的關(guān)系，特將已開挖完畢的長探洞、輔助洞與引水隧洞開挖洞段進行圍巖分類對比分析。對比分析結(jié)果表明：圍巖類別的統(tǒng)計表明同種洞型的長探洞、輔助A、B洞、引水隧洞巖體總體類別隨洞室尺寸的增加而下降，數(shù)值模擬結(jié)果分析對比表明圍巖變