CN109725129B - Tbm隧洞岩体分级方法 - Google Patents

Tbm隧洞岩体分级方法 Download PDF

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CN109725129B CN201910072259.XA CN201910072259A CN109725129B CN 109725129 B CN109725129 B CN 109725129B CN 201910072259 A CN201910072259 A CN 201910072259A CN 109725129 B CN109725129 B CN 109725129B
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Abstract

本发明公开了一种TBM隧洞岩体分级方法，以岩体基本质量指标BQ为准则，考虑岩体坚硬性和岩体完整性，同时考虑地下水、地应力、工程轴线的方位与主要结构面产状的组合关系作为修整因素，确定围岩的岩体质量；步骤1、依据岩体单轴饱和抗压强度与TBM设备参数、掘进参数和渣料形态参数之间的关系根据下式反演计算；步骤2、根据岩体完整性系数与TBM设备参数、掘进参数和渣料形态参数之间的关系计算。本发明以现行《工程岩体分级标准》中地下工程围岩分级方法为基础，避开难以获得的参数，根据TBM施工过程中“岩‑机‑渣”三者之间的复合关系，寻求容易获得的掘进参数、渣料特征与岩体强度和完整性所需指标的关系，实现TBM施工中隧洞的快速围岩分级。

Description

TBM隧洞岩体分级方法
技术领域
本发明涉及隧洞岩体分级方法，尤其是涉及TBM隧洞岩体分级方法。
背景技术
在TBM（英文Tunnel Boring Machine的缩写，隧道掘进机）施工隧洞过程中，岩体往往被庞大的设备或衬砌管片遮挡或封闭，难以直接通过观察测量并利用现行规程规范对岩体进行分级。目前主要是在传统钻爆法隧洞岩体分级的基础上，根据各自的经验对岩体进行分级，这样既缺乏科学依据又需要反复停机检查，费时费力且准确性和统一性较低，大大限制了TBM自动高效掘进。
发明内容
本发明目的在于提供一种TBM隧洞岩体分级方法。
为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：
本发明所述的TBM隧洞岩体分级方法，依据《工程岩体分级标准》（GB50218-2014）中的分类方法，以岩体基本质量指标BQ为准则，考虑岩体坚硬性和岩体完整性，同时考虑地下水、地应力、工程轴线的方位与主要结构面产状的组合关系作为修整因素，确定围岩的岩体质量；具体步骤如下：
步骤1、所述岩体坚硬性是指岩体单轴饱和抗压强度，所述岩体单轴饱和抗压强度，依据岩体单轴饱和抗压强度与TBM设备参数、掘进参数和渣料形态参数之间的关系根据下式反演计算：
Figure 334801DEST_PATH_IMAGE001
；
式中：
Figure 9495DEST_PATH_IMAGE002
—岩体单轴饱和抗压强度，
Figure 532881DEST_PATH_IMAGE003
；
Figure 149676DEST_PATH_IMAGE004
—滚刀数量，把；
Figure 125722DEST_PATH_IMAGE005
—滚刀直径，
Figure 604108DEST_PATH_IMAGE006
；
Figure 247579DEST_PATH_IMAGE007
—岩渣块径长，cm；
Figure 769696DEST_PATH_IMAGE008
—岩渣块径宽，cm；
Figure 498617DEST_PATH_IMAGE009
—岩渣块径高，cm；
Figure 577432DEST_PATH_IMAGE010
—岩渣片状含量，%；
Figure 13092DEST_PATH_IMAGE011
—刀盘推力，kN；
Figure 519160DEST_PATH_IMAGE012
—扭矩，kNm；
Figure 922329DEST_PATH_IMAGE013
—转速，rpm；
Figure 804834DEST_PATH_IMAGE014
—贯入度，mm/r；
Figure 95001DEST_PATH_IMAGE015
—刀盘直径，
Figure 37549DEST_PATH_IMAGE016
；
步骤2、所述岩体完整性是指岩体完整性系数，根据所述岩体完整性系数与TBM设备参数、掘进参数和渣料形态参数之间的关系计算：
以贯入度、片状岩渣含量、块状岩渣含量、岩渣长度、岩渣宽度为评价指标，以岩体完整性系数为待评价物元，建立多指标评价模型；把岩体完整性系数分为5级，分别为完整、较完整、较破碎、破碎和极破碎，对应于数字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ及Ⅴ级，对各个评价指标在岩体完整性分级之间的取值见表1所示；
表1 单因素指标岩体完整性系数分级
Figure 656575DEST_PATH_IMAGE017
为消除各指标量纲的影响，根据下式对各指标进行无量纲化处理；根据TBM隧洞施工特点及无量纲化可操作性，本发明采用优选的线性无量纲方法；
（1）对于指标值越小越好的指标：
Figure 77192DEST_PATH_IMAGE018
（2）对于指标值越大越好的指标：
Figure 487445DEST_PATH_IMAGE019
式中：
Figure 335315DEST_PATH_IMAGE020
是指标的评价值（无量纲）；
Figure 447496DEST_PATH_IMAGE021
是指标的实际值（有量纲）；
Figure 671804DEST_PATH_IMAGE022
是指标的最大值（有量纲）；
Figure 936564DEST_PATH_IMAGE023
是指标的最小值（有量纲）；无量纲化后的单因素指标岩体完整性分级见表2所示；
表2 单因素指标岩体完整性系数分级（无量纲化）
Figure 220914DEST_PATH_IMAGE024
则各单因素评价指标对应的岩体完整性的量值经典域用有序的三元组表示：
Figure 633441DEST_PATH_IMAGE025
式中：
Figure 582812DEST_PATH_IMAGE026
是一个物元；
Figure 764394DEST_PATH_IMAGE027
是第
Figure 157329DEST_PATH_IMAGE028
个评价类别；
Figure 57152DEST_PATH_IMAGE029
是第
Figure 623263DEST_PATH_IMAGE030
个评价指标；
Figure 846303DEST_PATH_IMAGE031
是对应
Figure 472456DEST_PATH_IMAGE032
的取值范围，即经典域；
即各单因素评价指标对应的岩体完整性的量值经典域如下：
（1）岩体完整（Ⅰ）：
Figure 859575DEST_PATH_IMAGE033
（2）岩体较完整（Ⅱ）：
Figure 901480DEST_PATH_IMAGE034
（3）岩体较破碎（Ⅲ）：
Figure 57655DEST_PATH_IMAGE035
（4）岩体破碎（Ⅳ）：
Figure 41661DEST_PATH_IMAGE036
（5）岩体极破碎（Ⅴ）：
Figure 650497DEST_PATH_IMAGE037
节域由岩体完整性影响因素各指标的取值范围值确定，是岩体完整性分级的全体，用各单因素评价指标无量纲化的取值范围表示；
Figure 761672DEST_PATH_IMAGE038
式中：
Figure 772353DEST_PATH_IMAGE039
是评价类别的全体；
Figure 740309DEST_PATH_IMAGE040
是
Figure 23392DEST_PATH_IMAGE032
的取值范围，即节域；
本发明采用优选的层次分析法确定影响围岩完整性系数的各地质因素的权重值，引入1~3比例标度法构造出判断矩阵，如表3所示，用求解判断矩阵最大特征根及其特征向量的方法得到各因素的相对权重；
表3 比较矩阵
Figure 469417DEST_PATH_IMAGE041
Figure 537867DEST_PATH_IMAGE042
计算判断矩阵
Figure 676724DEST_PATH_IMAGE043
的最大特征根和特征向量，并经过一致性检验后，各评价因素的权重系数为；
Figure 447103DEST_PATH_IMAGE044
；
步骤3、根据《工程岩体分级标准》（GB50218-2014）中对围岩的详细分级，对工程岩体基本质量指标进行计算：
Figure 696819DEST_PATH_IMAGE045
；
式中：
Figure 682092DEST_PATH_IMAGE046
为仅考虑岩体坚硬性和完整性的岩体基本质量指标；
Figure 929534DEST_PATH_IMAGE047
为岩体单轴饱和抗压强度；
Figure 258DEST_PATH_IMAGE048
为岩体的完整性系数；
当
Figure 53665DEST_PATH_IMAGE049
时，应以
Figure 80396DEST_PATH_IMAGE050
和
Figure 561056DEST_PATH_IMAGE051
代入计算
Figure 853497DEST_PATH_IMAGE052
值；
当
Figure 648277DEST_PATH_IMAGE053
时，应以
Figure 342564DEST_PATH_IMAGE054
和
Figure 186935DEST_PATH_IMAGE055
代入计算
Figure 232251DEST_PATH_IMAGE056
值；
步骤4、在岩体基本质量分级的基础上，根据地下水状态、初始应力状态、工程轴线的方位与结构面产状的组合关系修整因素，确定围岩的岩体质量指标：
Figure 565144DEST_PATH_IMAGE057
；
式中：
Figure 113937DEST_PATH_IMAGE058
为根据地下水、地应力和结构面方向修正后的岩体质量指标；
Figure 201979DEST_PATH_IMAGE059
为地下水影响修正系数，根据地下水发育程度按照表4确定；
表4 地下工程地下水影响修正系数
Figure 655963DEST_PATH_IMAGE060
Figure 589283DEST_PATH_IMAGE061
Figure 258162DEST_PATH_IMAGE062
为每10m洞长出水量（）；
Figure 454788DEST_PATH_IMAGE064
为地下工程结构面产状影响修正系数；或；
Figure 968050DEST_PATH_IMAGE067
为初始地应力状态影响修正系数，根据隧洞围岩强度应力比
Figure 319266DEST_PATH_IMAGE068
进行修正；
表5 初始应力状态影响修正系数
Figure 560891DEST_PATH_IMAGE069
Figure 39277DEST_PATH_IMAGE070
岩体基本质量分级和修正后的岩体质量分级根据取值大小按照表6进行确定；
表6 岩体（基本）质量分级
Figure 417169DEST_PATH_IMAGE071
本发明以现行《工程岩体分级标准》（GB50218-2014）中地下工程围岩分级方法为基础，避开难以获得的参数，根据TBM施工过程中“岩-机-渣”三者之间的复合关系，寻求容易获得的掘进参数、渣料特征与岩体强度和完整性等围岩分级所需指标的关系，使工程人员能够相对准确、迅速的对围岩质量指标进行计算，从而依据现有成熟的围岩分级规范对隧洞围岩进行分级，实现TBM施工中隧洞的快速围岩分级。本方法科学合理、使用方便、易于操作、分级准确且有据可依，可大大提高现场岩体分级效率。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
本发明所述的TBM隧洞岩体分级方法，依据《工程岩体分级标准》（GB50218-2014）中的分类方法，以岩体基本质量指标BQ为准则，考虑岩体坚硬性和岩体完整性，同时考虑地下水、地应力、工程轴线的方位与主要结构面产状的组合关系作为修整因素，确定围岩的岩体质量；具体步骤如下：
步骤1、所述岩体坚硬性是指岩体单轴饱和抗压强度，所述岩体单轴饱和抗压强度，依据岩体单轴饱和抗压强度与TBM设备参数、掘进参数和渣料形态参数之间的关系根据下式反演计算：
Figure 17914DEST_PATH_IMAGE072
；
式中：
Figure 668207DEST_PATH_IMAGE073
—岩体单轴饱和抗压强度，
Figure 12601DEST_PATH_IMAGE074
；
Figure 510579DEST_PATH_IMAGE075
—滚刀数量，把；
Figure 954329DEST_PATH_IMAGE076
—滚刀直径，
Figure 170547DEST_PATH_IMAGE077
；
Figure 53052DEST_PATH_IMAGE078
—岩渣块径长，cm；
Figure 610065DEST_PATH_IMAGE079
—岩渣块径宽，cm；
Figure 287034DEST_PATH_IMAGE080
—岩渣块径高，cm；
Figure 662652DEST_PATH_IMAGE081
—岩渣片状含量，%；
Figure 348848DEST_PATH_IMAGE082
—刀盘推力，kN；
Figure 555839DEST_PATH_IMAGE083
—扭矩，kNm；
Figure 856239DEST_PATH_IMAGE084
—转速，rpm；
Figure 781469DEST_PATH_IMAGE085
—贯入度，mm/r；
Figure 5777DEST_PATH_IMAGE086
—刀盘直径，
Figure 270537DEST_PATH_IMAGE087
；
步骤2、所述岩体完整性是指岩体完整性系数，根据所述岩体完整性系数与TBM设备参数、掘进参数和渣料形态参数之间的关系计算：
以贯入度、片状岩渣含量、块状岩渣含量、岩渣长度、岩渣宽度为评价指标，以岩体完整性系数为待评价物元，建立多指标评价模型；把岩体完整性系数分为5级，分别为完整、较完整、较破碎、破碎和极破碎，对应于数字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ及Ⅴ级，对各个评价指标在岩体完整性分级之间的取值见表1所示；
表1 单因素指标岩体完整性系数分级
Figure 554887DEST_PATH_IMAGE088
为消除各指标量纲的影响，根据下式对各指标进行无量纲化处理；根据TBM隧洞施工特点及无量纲化可操作性，本发明采用优选的线性无量纲方法；
（1）对于指标值越小越好的指标：
Figure 888786DEST_PATH_IMAGE089
（2）对于指标值越大越好的指标：
Figure 916785DEST_PATH_IMAGE090
式中：
Figure 36050DEST_PATH_IMAGE091
是指标的评价值（无量纲）；
Figure 491302DEST_PATH_IMAGE092
是指标的实际值（有量纲）；
Figure 578076DEST_PATH_IMAGE093
是指标的最大值（有量纲）；
Figure 144186DEST_PATH_IMAGE094
是指标的最小值（有量纲）；无量纲化后的单因素指标岩体完整性分级见表2所示；
表2 单因素指标岩体完整性系数分级（无量纲化）
Figure 117959DEST_PATH_IMAGE095
则各单因素评价指标对应的岩体完整性的量值经典域用有序的三元组表示：
Figure 744112DEST_PATH_IMAGE096
式中：
Figure 865652DEST_PATH_IMAGE097
是一个物元；
Figure 422404DEST_PATH_IMAGE098
是第
Figure 578579DEST_PATH_IMAGE099
个评价类别；
Figure 375634DEST_PATH_IMAGE100
是第
Figure 922153DEST_PATH_IMAGE101
个评价指标；
Figure 830066DEST_PATH_IMAGE102
是对应
Figure 27698DEST_PATH_IMAGE103
的取值范围，即经典域；
即各单因素评价指标对应的岩体完整性的量值经典域如下：
（1）岩体完整（Ⅰ）：
Figure 995654DEST_PATH_IMAGE104
（2）岩体较完整（Ⅱ）：
Figure 91786DEST_PATH_IMAGE105
（3）岩体较破碎（Ⅲ）：
Figure 741073DEST_PATH_IMAGE106
（4）岩体破碎（Ⅳ）：
Figure 871840DEST_PATH_IMAGE107
（5）岩体极破碎（Ⅴ）：
Figure 10697DEST_PATH_IMAGE037
节域由岩体完整性影响因素各指标的取值范围值确定，是岩体完整性分级的全体，用各单因素评价指标无量纲化的取值范围表示；
Figure 515497DEST_PATH_IMAGE108
式中：
Figure 30792DEST_PATH_IMAGE109
是评价类别的全体；
Figure 16065DEST_PATH_IMAGE110
是
Figure 263507DEST_PATH_IMAGE111
的取值范围，即节域；
本发明采用优选的层次分析法确定影响围岩完整性系数的各地质因素的权重值，引入1~3比例标度法构造出判断矩阵，如表3所示，用求解判断矩阵最大特征根及其特征向量的方法得到各因素的相对权重；
表3 比较矩阵
Figure 68652DEST_PATH_IMAGE112
Figure 122059DEST_PATH_IMAGE113
计算判断矩阵
Figure 148789DEST_PATH_IMAGE114
的最大特征根和特征向量，并经过一致性检验后，各评价因素的权重系数为；
Figure 629449DEST_PATH_IMAGE115
；
步骤3、根据《工程岩体分级标准》（GB50218-2014）中对围岩的详细分级，对工程岩体基本质量指标进行计算：
Figure 125153DEST_PATH_IMAGE116
；
式中：
Figure 716671DEST_PATH_IMAGE117
为仅考虑岩体坚硬性和完整性的岩体基本质量指标；
Figure 676537DEST_PATH_IMAGE118
为岩体单轴饱和抗压强度；
Figure 520908DEST_PATH_IMAGE119
为岩体的完整性系数；
当
Figure 300645DEST_PATH_IMAGE120
时，应以
Figure 695854DEST_PATH_IMAGE121
和
Figure 447910DEST_PATH_IMAGE122
代入计算
Figure 270372DEST_PATH_IMAGE123
值；
当
Figure 537406DEST_PATH_IMAGE124
时，应以
Figure 923256DEST_PATH_IMAGE125
和
Figure 592135DEST_PATH_IMAGE126
代入计算
Figure 523182DEST_PATH_IMAGE127
值；
步骤4、在岩体基本质量分级的基础上，根据地下水状态、初始应力状态、工程轴线的方位与结构面产状的组合关系修整因素，确定围岩的岩体质量指标：
Figure 277511DEST_PATH_IMAGE128
；
式中：
Figure 280102DEST_PATH_IMAGE129
为根据地下水、地应力和结构面方向修正后的岩体质量指标；
Figure 990438DEST_PATH_IMAGE130
为地下水影响修正系数，根据地下水发育程度按照表4确定；
表4 地下工程地下水影响修正系数
Figure 154703DEST_PATH_IMAGE131
Figure 396329DEST_PATH_IMAGE132
Figure 874715DEST_PATH_IMAGE133
为每10m洞长出水量（
Figure 252607DEST_PATH_IMAGE134
）；
Figure 853352DEST_PATH_IMAGE135
为地下工程结构面产状影响修正系数；
Figure 503645DEST_PATH_IMAGE136
或
Figure 848039DEST_PATH_IMAGE137
；
Figure 18120DEST_PATH_IMAGE138
为初始地应力状态影响修正系数，根据隧洞围岩强度应力比
Figure 789767DEST_PATH_IMAGE139
进行修正；
表5 初始应力状态影响修正系数
Figure 740406DEST_PATH_IMAGE140
Figure 809862DEST_PATH_IMAGE141
岩体基本质量分级和修正后的岩体质量分级根据取值大小按照表6进行确定；
表6 岩体（基本）质量分级
Figure 162346DEST_PATH_IMAGE142
。

Claims (1)

1.一种TBM隧洞岩体分级方法，其特征在于：依据《工程岩体分级标准》（GB50218-2014）中的分类方法，以岩体基本质量指标BQ为准则，考虑岩体坚硬性和岩体完整性，同时考虑地下水、地应力、工程轴线的方位与主要结构面产状的组合关系作为修整因素，确定围岩的岩体质量；具体步骤如下：
步骤1、所述岩体坚硬性是指岩体单轴饱和抗压强度，所述岩体单轴饱和抗压强度，依据岩体单轴饱和抗压强度与TBM设备参数、掘进参数和渣料形态参数之间的关系根据下式反演计算：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
；
式中：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
—岩体单轴饱和抗压强度，
Figure DEST_PATH_IMAGE006
；
Figure DEST_PATH_IMAGE008
—滚刀数量，把；
Figure DEST_PATH_IMAGE010
—滚刀直径，
Figure DEST_PATH_IMAGE012
；
Figure DEST_PATH_IMAGE014
—岩渣块径长，cm；
Figure DEST_PATH_IMAGE016
—岩渣块径宽，cm；
Figure DEST_PATH_IMAGE018
—岩渣块径高，cm；
Figure DEST_PATH_IMAGE020
—岩渣片状含量，%；
Figure DEST_PATH_IMAGE022
—刀盘推力，kN；
Figure DEST_PATH_IMAGE024
—扭矩，kNm；
Figure DEST_PATH_IMAGE026
—转速，rpm；
Figure DEST_PATH_IMAGE028
—贯入度，mm/r；
Figure DEST_PATH_IMAGE030
—刀盘直径，
Figure DEST_PATH_IMAGE032
；
步骤2、所述岩体完整性是指岩体完整性系数，根据所述岩体完整性系数与TBM设备参数、掘进参数和渣料形态参数之间的关系计算：
以贯入度、片状岩渣含量、块状岩渣含量、岩渣长度、岩渣宽度为评价指标，以岩体完整性系数为待评价物元，建立多指标评价模型；把岩体完整性系数分为5级，分别为完整、较完整、较破碎、破碎和极破碎，对应于数字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ及Ⅴ级，对各个评价指标在岩体完整性分级之间的取值见表1所示；
表1 单因素指标岩体完整性系数分级
Figure DEST_PATH_IMAGE034
为消除各指标量纲的影响，根据下式对各指标进行无量纲化处理；根据TBM隧洞施工特点及无量纲化可操作性，采用线性无量纲方法；
（1）对于指标值越小越好的指标：
Figure DEST_PATH_IMAGE036
（2）对于指标值越大越好的指标：
Figure DEST_PATH_IMAGE038
式中：
Figure DEST_PATH_IMAGE040
是指标的评价值（无量纲）；
Figure DEST_PATH_IMAGE042
是指标的实际值（有量纲）；
Figure DEST_PATH_IMAGE044
是指标的最大值（有量纲）；
Figure DEST_PATH_IMAGE046
是指标的最小值（有量纲）；无量纲化后的单因素指标岩体完整性分级见表2所示；
表2 单因素指标岩体完整性系数分级（无量纲化）
Figure DEST_PATH_IMAGE048
则各单因素评价指标对应的岩体完整性的量值经典域用有序的三元组表示：
Figure DEST_PATH_IMAGE050
式中：
Figure DEST_PATH_IMAGE052
是一个物元；
Figure DEST_PATH_IMAGE054
是第
Figure DEST_PATH_IMAGE056
个评价类别；
Figure DEST_PATH_IMAGE058
是第
Figure DEST_PATH_IMAGE060
个评价指标；
Figure DEST_PATH_IMAGE062
是对应
Figure DEST_PATH_IMAGE064
的取值范围，即经典域；
即各单因素评价指标对应的岩体完整性的量值经典域如下：
（1）岩体完整（Ⅰ）：
Figure DEST_PATH_IMAGE066
（2）岩体较完整（Ⅱ）：
Figure DEST_PATH_IMAGE068
（3）岩体较破碎（Ⅲ）：
Figure DEST_PATH_IMAGE070
（4）岩体破碎（Ⅳ）：
Figure DEST_PATH_IMAGE072
（5）岩体极破碎（Ⅴ）：
Figure DEST_PATH_IMAGE074
节域由岩体完整性影响因素各指标的取值范围值确定，是岩体完整性分级的全体，用各单因素评价指标无量纲化的取值范围表示；
Figure DEST_PATH_IMAGE076
式中：
Figure DEST_PATH_IMAGE078
是评价类别的全体；
Figure DEST_PATH_IMAGE080
是
Figure DEST_PATH_IMAGE082
的取值范围，即节域；
采用层次分析法确定影响围岩完整性系数的各地质因素的权重值，引入1~3比例标度法构造出判断矩阵，如表3所示，用求解判断矩阵最大特征根及其特征向量的方法得到各因素的相对权重；
表3比较矩阵
Figure DEST_PATH_IMAGE084
Figure DEST_PATH_IMAGE086
计算判断矩阵
Figure DEST_PATH_IMAGE088
的最大特征根和特征向量，并经过一致性检验后，各评价因素的权重系数为；
Figure DEST_PATH_IMAGE090
；
步骤3、根据《工程岩体分级标准》（GB50218-2014）中对围岩的详细分级，对工程岩体基本质量指标进行计算：
Figure DEST_PATH_IMAGE092
；
式中：
Figure DEST_PATH_IMAGE094
为仅考虑岩体坚硬性和完整性的岩体基本质量指标；
Figure DEST_PATH_IMAGE096
为岩体单轴饱和抗压强度；
Figure DEST_PATH_IMAGE098
为岩体的完整性系数；
当
Figure DEST_PATH_IMAGE100
时，应以
Figure DEST_PATH_IMAGE102
和
Figure DEST_PATH_IMAGE104
代入计算
Figure DEST_PATH_IMAGE106
值；
当
Figure DEST_PATH_IMAGE108
时，应以
Figure DEST_PATH_IMAGE110
和
Figure DEST_PATH_IMAGE112
代入计算
Figure DEST_PATH_IMAGE114
值；步骤4、在岩体基本质量分级的基础上，根据地下水状态、初始应力状态、工程轴线的方位与结构面产状的组合关系修整因素，确定围岩的岩体质量指标：
Figure DEST_PATH_IMAGE116
；
式中：
Figure DEST_PATH_IMAGE118
为根据地下水、地应力和结构面方向修正后的岩体质量指标；
Figure DEST_PATH_IMAGE120
为地下水影响修正系数，根据地下水发育程度按照表4确定；
表4 地下工程地下水影响修正系数
Figure DEST_PATH_IMAGE122
Figure DEST_PATH_IMAGE124
Figure DEST_PATH_IMAGE126
为每10m洞长出水量
Figure DEST_PATH_IMAGE128
；
Figure DEST_PATH_IMAGE130
为地下工程结构面产状影响修正系数；
Figure DEST_PATH_IMAGE132
或
Figure DEST_PATH_IMAGE134
；
Figure DEST_PATH_IMAGE136
为初始地应力状态影响修正系数，根据隧洞围岩强度应力比
Figure DEST_PATH_IMAGE138
进行修正；
表5 初始应力状态影响修正系数
Figure DEST_PATH_IMAGE140
Figure DEST_PATH_IMAGE142
岩体基本质量分级和修正后的岩体质量分级根据取值大小按照表6进行确定；
表6 岩体质量分级
Figure DEST_PATH_IMAGE144
。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110516730B (zh) * 2019-08-20 2022-09-23 中铁工程装备集团有限公司 基于pso-svm算法和图像识别的围岩质量在线分级方法
CN110671150B (zh) * 2019-10-14 2021-04-27 中铁第四勘察设计院集团有限公司 基于隧道埋深及风化层厚度的围岩分级修正方法及装置
CN111079342B (zh) * 2019-11-29 2023-04-07 中铁工程装备集团有限公司 一种基于在线岩体等级分类的tbm掘进性能预测方法
CN110990936A (zh) * 2019-12-23 2020-04-10 中国煤炭地质总局地球物理勘探研究院 一种岩体质量指标的确定方法及系统
CN111581785A (zh) * 2020-04-18 2020-08-25 中铁二院工程集团有限责任公司 高驼峰应力围岩分级方法
CN111595671B (zh) * 2020-05-05 2023-03-21 贵州工程应用技术学院 一种基于坚硬和完整程度连续函数的岩体质量评价方法
CN111706322B (zh) * 2020-07-17 2023-03-21 中国铁建重工集团股份有限公司 一种岩石钻进响应的预测方法和预测系统
CN112990227B (zh) * 2021-02-08 2022-12-27 中国铁建重工集团股份有限公司 掌子面地质检测方法
CN113094914A (zh) * 2021-04-21 2021-07-09 北京市水利规划设计研究院 用于围岩分级的方法、处理器及存储介质
CN113933297B (zh) * 2021-09-10 2024-05-07 中铁第一勘察设计院集团有限公司 隧道围岩分级方法、装置、电子设备和介质
CN114522776B (zh) * 2022-04-23 2022-06-24 南通腾宇环保设备有限公司 锌浮渣筛分-研磨方法
CN115271367A (zh) * 2022-07-01 2022-11-01 中铁二十局集团有限公司 高原隧道围岩分级方法、装置、设备以及存储介质
CN114926101B (zh) * 2022-07-18 2022-10-28 石家庄铁道大学 一种面向施工速度与安全的tbm适应性围岩分级方法
CN117168419B (zh) * 2023-11-02 2024-02-02 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司 一种基于机器视觉系统的岩体结构与质量自动化识别方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6490527B1 (en) * 1999-07-13 2002-12-03 The United States Of America As Represented By The Department Of Health And Human Services Method for characterization of rock strata in drilling operations
CN102331488A (zh) * 2011-07-06 2012-01-25 中冶集团武汉勘察研究院有限公司 矿山竖井工程围岩分级因素层次分析方法
CN104217124A (zh) * 2014-09-15 2014-12-17 天津大学 以工程样本数据为依托的tbm施工围岩分级方法
CN105938611A (zh) * 2016-07-06 2016-09-14 山东大学 一种基于随钻参数对地下工程围岩快速实时分级的方法
CN106570292A (zh) * 2016-11-14 2017-04-19 中建山东投资有限公司 一种基于超大断面隧道的围岩分级方法
CN108519284A (zh) * 2018-03-30 2018-09-11 山东大学 地下工程围岩数字钻探实时分级方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6490527B1 (en) * 1999-07-13 2002-12-03 The United States Of America As Represented By The Department Of Health And Human Services Method for characterization of rock strata in drilling operations
CN102331488A (zh) * 2011-07-06 2012-01-25 中冶集团武汉勘察研究院有限公司 矿山竖井工程围岩分级因素层次分析方法
CN104217124A (zh) * 2014-09-15 2014-12-17 天津大学 以工程样本数据为依托的tbm施工围岩分级方法
CN105938611A (zh) * 2016-07-06 2016-09-14 山东大学 一种基于随钻参数对地下工程围岩快速实时分级的方法
CN106570292A (zh) * 2016-11-14 2017-04-19 中建山东投资有限公司 一种基于超大断面隧道的围岩分级方法
CN108519284A (zh) * 2018-03-30 2018-09-11 山东大学 地下工程围岩数字钻探实时分级方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于模糊综合评判的护盾式TBM施工围岩稳定性分类;杨继华等;《吉林大学学报（地球科学版）》;20180930;第48卷(第5期);1596-1602 *

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