双江口电站工程岩体质量分级研究

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本文以现场资料的统计和分析为基础,采用定性与定量分级相结合的思路,对常用的岩体质量分级方法在双江口电站的适用性进行分析,找出各方法在双江口水电站应用中存在的问题并进行具体修正,最后建立一套适用于双江口电站的工程岩体分级体系。研究内容主要包括:(1)以现场统计资料为基础,运用定性、BQ、HC、RMR、Q五种方法对SPD9平硐围岩质量进行初步分级,以及运用定性、BQ、HC、RMR、CSMR五种方法对工程高边坡(坝肩边坡、进出水口边坡、坝顶自然边坡)岩体质量进行初步分级。(2)结合各岩体质量分级方法所考虑的基本因素和修正因素,对SPD9平硐围岩质量初步结果进行相关性、吻合率、一致性以及岩级差值的对比分析,总结出BQ、HC、RMR、Q分类方法在双江口水电站围岩分级的应用中主要存在两个方面的问题,一是各方法对地应力、岩爆考虑的差异,二是各方法本身的评分标准存在一定问题。①各方法对高地应力、岩爆的考虑:RMR分级根本没有考虑地应力和岩爆的影响;BQ分级根据地应力状态给予地应力修正系数K3不同的评分值,但是没有考虑岩爆的影响;HC分级根据围岩强度应力比大小对围岩进行简单的降级处理;Q系统对地应力和岩爆进行了考虑,但是没有把岩爆烈度和SRF取值联系在一起。②各方法评分标准的问题:BQ方法对岩石抗压强度过于敏感,在双江口水电站的围岩分级中适用性相对较差;RMR方法中R1、R2、R3项采取分段评分,会造成评分值的急剧变化,R6项对于结构面方向的考虑过于简单,且评分标准太模糊;Q系统中J_r、J_a项对结构面状态的描述与水电行业不一致。(3)针对双江口水电站围岩分级中各方法存在的问题,提出具体的修正方案。①统一Q系统和HC分类中评分标准的描述,把岩爆烈度引入Q系统分级中,并对地应力折减系数SRF进行修正,以此建立适用于双江口水电站的围岩分级方法——SJKQ系统。②引入地应力修正系数K和岩爆烈度,对R1、R2、R3采用“连续”评分;参照HC方法,对结构面产状评分(R6)进行具体修正,建立适用于双江口水电站的围岩分级方法——SJKRMR方法;③抛弃HC方法中根据围岩强度应力比S对围岩质量进行简单降级的方法,引入地应力修正系数K和岩爆烈度,建立适用于双江口水电站的围岩分类方法——SJKHC方法。(4)结合双江口工程边坡岩体结构的具体特征,对CSMR法中的结构面条件系数λ的取值和边坡中不连续面倾角与边坡倾角间调整值F3进行了修正,提出了适用于双江口水电站工程高边坡的岩体质量分级法——SJKCSMR法;采用SJKCSMR、SJKHC、SJKRMR、BQ以及定性分级方法对坝肩边坡、进出水口边坡和坝顶自然边坡的岩体质量进行分级;在此基础上,初步确定高边坡的开挖坡比,并对高边坡整体稳定性进行初步评价。(5)建立了一套适用于双江口水电站的工程岩体分级体系,即以SJKHC分级为主,SJKRMR、SJKQ分级为辅,适用于高地应力条件下的围岩质量分级体系和以SJKCSMR、SJKHC分级方法为主,BQ、SJKRMR分级为辅的适用于工程高边坡的岩体质量分级体系。(6)在SPD10平硐中对围岩分级体系进行应用和验证,通过对分级结果的对比和分析,认为围岩分级体系在双江口水电站高地应力条件下的适用性较好,可以应用于工程地质条件相近的工程。
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