一种深埋特长隧道的围岩级别确定方法及系统与流程

本技术涉及隧道勘察，具体而言，涉及一种深埋特长隧道的围岩级别确定方法及系统。

背景技术：

1、在复杂山区、越岭区的隧道，由于隧道穿越地质体的复杂性，隧道长度大，埋深大，导致不仅其勘察难度大，而且隧道围岩级别确定的难度大，准确确定隧道围岩的围岩级别，直接关系到隧道建设规模在前期控制的准确性。

2、现有的对隧道围岩级别的确定方法，围岩分级是在较长段落内按某一固定的围岩级别来确定，如对于地质构造和岩性没有明显变化的某一段落，长度达1~2km内，通常会按相同的ⅲ级或ⅳ级来确定围岩级别。这样的方式通常仅对大型地质构造进行查明，不考虑较小型同时对隧道围岩级别产生影响的构造，因此对较小型构造在隧道穿越段的相应位置和长度也是未纳入考虑范围的。但实际施工过程中，不考虑较小型构造在隧道穿越段的相应位置和长度，通常会产生较大的围岩级别的偏差，导致工程建设费用的大幅增加。

3、目前，我国在深埋特长隧道勘察中的对围岩级别的确定方法均采用相关规范规定的岩体质量指标法，该方法对于地质体中变化多端的岩体结构变化难于克服；现有研究主要集中在对岩体分级的划分上，对隧道围岩级别确定的适用性较差，不利于深埋特长隧道勘察中围岩级别的确定。

技术实现思路

1、本技术实施例的目的在于提供一种深埋特长隧道的围岩级别确定方法及系统，以实现对深埋特长隧道的围岩级别的准确确定。

2、为了实现上述目的，本技术的实施例通过如下方式实现：

3、第一方面，本技术实施例提供一种深埋特长隧道的围岩级别确定方法，包括：获取深埋特长隧道所在隧址区的地质信息；基于隧址区的地质信息，建立隧址区的地质构造模型，并划分围岩段；对每个围岩段进行损伤分析，计算对应围岩段的围岩损伤影响系数；基于每个围岩段的围岩损伤影响系数，确定每个围岩段的围岩级别。

4、在本技术实施例中，通过获取深埋特长隧道所在隧址区的地质信息，建立隧址区的地质构造模型，并划分围岩段；对每个围岩段进行损伤分析，计算对应围岩段的围岩损伤影响系数，从而确定每个围岩段的围岩级别。这样的方式可以利用对每个围岩段的损伤分析得到围岩损伤影响系数，以反映各个围岩段的围岩级别，不仅能够对大型地质构造进行查明，还能够考虑到较小型构造在隧道穿越段的相应位置和长度，反映到围岩级别的确定过程中，尽可能避免围岩级别的偏差，有利于对隧道施工工程量的准确预估。

5、结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，隧址区的地质信息包括地勘资料、地表调绘数据及地质剖面数据，基于隧址区的地质信息，建立隧址区的地质构造模型，并划分围岩段，包括：对地勘资料、地表调绘数据及地质剖面数据进行预处理，得到预处理数据；基于所述预处理数据，进行所述隧址区的地质界面构建；对构建的地质界面进行修整后，生成地层体并可视化，得到隧址区的地质构造模型；从地质构造模型中确定出区域断裂信息，并基于区域断裂信息对地质构造模型进行围岩段划分。

6、在该实现方式中，对地勘资料、地表调绘数据及地质剖面数据进行预处理，基于得到的预处理数据，进行隧址区的地质界面构建，并进行修整，生成地层体并可视化，此种方式能够高效准确地建立隧址区的地质构造模型。利用区域断裂信息，能够准确可靠地实现围岩段的划分。

7、结合第一方面，在第一方面的第二种可能的实现方式中，对每个围岩段进行损伤分析，计算对应围岩段的围岩损伤影响系数，包括：针对每个围岩段：获取围岩段的整体长度，隧道走向与围岩段内岩层法向之间的第一夹角，测线走向与围岩段内岩层法向之间的第二夹角；获取受损岩体段的测量长度，其中，受损岩体段内岩体的裂隙呈弥散性分布且未延伸至隧道的外层区域内；基于所述围岩段的整体长度、所述第一夹角、所述第二夹角和所述受损岩体的测量长度，计算围岩损伤影响系数。

8、在该实现方式中，对每个围岩段采取此种措施：获取围岩段的整体长度，隧道走向与围岩段内岩层法向之间的第一夹角，测线走向与围岩段内岩层法向之间的第二夹角，受损岩体段（岩体的裂隙呈弥散性分布且未延伸至隧道的外层区域内）的测量长度，计算围岩损伤影响系数，这样能够通过测量得到的地质信息对围岩损伤进行准确的预估。

9、结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，基于所述围岩段的整体长度、所述第一夹角、所述第二夹角和所述受损岩体的测量长度，计算围岩损伤影响系数，包括：

10、利用以下公式计算围岩段的围岩损伤影响系数：

11、，

12、其中，表示所述围岩段的整体长度，表示所述第一夹角，表示所述第二夹角，表示所述受损岩体的测量长度。

13、在该实现方式中，利用此种方式可以准确评估围岩段的围岩损伤，且此围岩段的围岩损伤影响系数还可以用于反映受损岩体段与围岩段之间的比例，能够考虑到较小型构造在隧道穿越段的相应位置和长度，避免围岩级别的偏差，提高对隧道围岩级别确定的适用性。

14、结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，基于每个围岩段的围岩损伤影响系数，确定每个围岩段的围岩级别，包括：针对每个围岩段：采用岩体质量指标法确定本围岩段的主围岩级别；采用隧道质量指标法确定所述受损岩体段的次围岩级别；基于本围岩段的围岩损伤影响系数，确定出本围岩段内次围岩级别占主围岩级别的比例。

15、在该实现方式中，岩体质量指标法适用于对大型地质构造的围岩级别确定，因此，采用岩体质量指标法可以快速准确地确定本围岩段的主围岩级别；而隧道质量指标法相对更细致，用来对围岩段内受损岩体段的确定，能够准确地进行评估，得到受损岩体段的次围岩级别。然后利用本围岩段的围岩损伤影响系数，可以确定出本围岩段内次围岩级别占主围岩级别的比例，从而能够考虑到较小型构造在隧道穿越段的相应位置和长度，有利于准确评估围岩段的围岩级别。

16、结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，在确定每个围岩段的围岩级别后，所述方法还包括：基于每个围岩段的围岩级别，预估隧道施工的工程量。

17、结合第一方面的第五种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，基于每个围岩段的围岩级别，预估隧道施工的工程量，包括：基于每个围岩段的主围岩级别对应的第一工程量指标系数，以及，每个围岩段的次围岩级别对应的第二工程量指标系数，利用以下公式计算隧道施工的预估工程量：

18、，

19、其中，表示预估工程量，表示单位长度的参照围岩级别的基准工程量，为围岩段的数量，为第段围岩段，、分别为第段围岩段的第一工程量指标系数和第二工程量指标系数，为第段围岩段的整体长度，为第段围岩段的围岩损伤影响系数。

20、在该实现方式中，利用设计的公式计算隧道施工的预估工程量，能够准确预估隧道施工的工程量，避免工程建设费用的大幅超预算的情况。

21、第二方面，本技术实施例提供一种深埋特长隧道的围岩级别确定系统，包括：地址信息获取单元，用于获取深埋特长隧道所在隧址区的地质信息；围岩段划分单元，用于基于隧址区的地质信息，建立隧址区的地质构造模型，并划分围岩段；围岩损伤分析单元，用于对每个围岩段进行损伤分析，计算对应围岩段的围岩损伤影响系数；围岩级别确定单元，用于基于每个围岩段的围岩损伤影响系数，确定每个围岩段的围岩级别。

22、结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，隧址区的地质信息包括地勘资料、地表调绘数据及地质剖面数据，所述围岩段划分单元，具体用于：对地勘资料、地表调绘数据及地质剖面数据进行预处理，得到预处理数据；基于所述预处理数据，进行所述隧址区的地质界面构建；对构建的地质界面进行修整后，生成地层体并可视化，得到隧址区的地质构造模型；从地质构造模型中确定出区域断裂信息，并基于区域断裂信息对地质构造模型进行围岩段划分。

23、结合第二方面，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述围岩损伤分析单元，具体用于：针对每个围岩段：获取围岩段的整体长度，隧道走向与围岩段内岩层法向之间的第一夹角，测线走向与围岩段内岩层法向之间的第二夹角；获取受损岩体段的测量长度，其中，受损岩体段内岩体的裂隙呈弥散性分布且未延伸至隧道的外层区域内；基于所述围岩段的整体长度、所述第一夹角、所述第二夹角和所述受损岩体的测量长度，计算围岩损伤影响系数。

24、为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。