1、 1 一工程概况一工程概况 某无压引水隧道，长 1600 米，直径 6 米，隧道埋深 1050 米；经勘察，隧道 80将 穿过石灰岩，20穿过石英砂岩，岩石的抗压强度 100150MPa，4590的节理和裂隙 面充填方解石、 白云石和粘土， 部分节理处于不闭合状态， 缝隙宽度 14mm， 节理间距 30cm 50cm 之间，节理面粗糙。根据钻孔资料得知石灰岩的 RQD 值为 80100 之间。经测试岩体 纵波速度为：40005000m/s。石英砂岩的 RQD 值为 6080 之间。预计围岩存在 3 组节理， 主要节理走向与洞轴线夹角在 3050，倾角为 4080之间，倾向逆于隧道掘进方 向。另
2、外，预计隧道局部地段因隧道顶部位于水位线下，有中等渗入水流，水流量在 10 15L/mim 之间。 二施工总方案的选择与确定二施工总方案的选择与确定 1. RMR 法经验设计法经验设计 本工程各项参数根据 RMR 法评分如下所示： 表 1 分类参数 工程实际情况 评分 岩石单轴抗压强度 100150MPa 5 钻孔岩心质量 RQD 石灰岩：80100 石英砂岩：6080 17 节理间距 30cm50cm 20 节理走向与倾角 节理走向：在 3050， 倾角：4080 倾向逆于隧道掘进方向 10 不连续性条件 节理缝隙宽度 14mm 5 地下水条件 水流量 1015L/mim 8 总 分 65
3、2.Q 系统法经验设计系统法经验设计 Q 系统法采用 6 个岩体相关参数，分别为岩体质量指标 RQD，节理组数系数 Jn，节理 粗糙度系数 Jr，节理蚀变系数 Ja，节理含水折减系数 Jw 和地应力折减系数 SRF 。 Q= SRF J J J J RQD w a r n 表 2 岩层地质条件 参数名称 参数取值 石灰岩（80%） 石英砂岩（20%） 钻孔资料得知石灰岩的 RQD 值为 80100 之间， 岩体质量指标 RQD 90 70 2 石英砂岩的 RQD 值为 6080 之间 围岩存在 3 组节理，主 要节理走向与洞轴线夹 角在 3050，倾角 为 4080之间，倾 向逆于隧道掘进方向
4、。 4590的节理和裂 隙面充填方解石、白云 石和粘土，部分节理处 于不闭合状态，缝隙宽 度 14mm，节理间距 30cm50cm 之间，节理 面粗糙。局部地段因隧 道顶部位于水位线下， 有中等渗入水流 节理组数系数 Jn 9 9 节理粗糙度系数 Jr 1.5 1.5 节理蚀变系数 Ja 8 8 节理含水折减系数 Jw 0.66 0.66 无压引水隧道，隧道埋 深 1050 米 地应力折减系数 SRF 5.0 5.0 由表 1 所列可依次计算出 石灰岩 Q=0.2475， 石英砂岩 Q=0.1925 根据地下建筑工程设计与施工 （中国地质大学出版社）中提供的 Q 系统“各种地下开挖 工程的开挖
5、支护比近似值”表，可知该隧道属于“永久采矿坑道，水电输水隧道（不包括高 压隧道） ，引水隧道，竖井，纵横交错的平巷等” ，ESR 值取 1.6。则开挖的当量尺寸 H 可由 下式得到： H=L/ESR 得 H=3.75。 由 石灰岩 Q=0.2475， 石英砂岩 Q=0.1925 与 H=3.75 参照课本 Q 系统支护设计图，选择第 30 号 支护系统。 表 3 编号 Q 条件因素 跨距/ESR P(kg/ 3 cm) 支护类型 RQD/Jn Jr/Jn 30 0.40.1 5 3.0 B(tg)1m+S2.55m 即使用间距为使用间距为 1m 的快速预应力砂浆系统锚杆，的快速预应力砂浆系统锚
6、杆，并辅之以并辅之以 40mm 厚的喷射混凝土。厚的喷射混凝土。 。 经计算可知岩体属类，不支护跨距 3m，平均持续时间 1 周。如果采用钻爆法施工，可有 三种初期支护方案供选择： a.锚杆为主体：锚杆间距锚杆为主体：锚杆间距 1.52m，需要时拱顶，需要时拱顶喷喷 30mm30mm 混凝土；混凝土； b.b.拱顶喷拱顶喷 100mm100mm，边墙喷，边墙喷 50mm50mm 混凝土，必要时局部加钢筋网和锚杆；混凝土，必要时局部加钢筋网和锚杆； c.轻型支架，间距轻型支架，间距 1.5 52.0m2.0m 3 3. 锚杆喷射混凝土技术规范（锚杆喷射混凝土技术规范（GBJ 86-85）设计）设计 本工程实例的岩体特性符合 GBJ 86-85 中对类围岩的规定，如下所示： 表 4 围 岩 类 型 主要工程地质特点 毛 洞 稳 定 情况 岩体结 构 构 造 影 响 程 度， 结构发育 情 况 和 组 合 状态 岩石强度指标 岩体声波指标 岩 体 强 度
