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本文作者：黃會許模張愷翔宋麗娟工作單位：成都理工大學

不同分類方法的對比3種分類方法都采用多種因素綜合評分方法，但所考慮的因素和取值存在一定區(qū)別，巖體質(zhì)量的分級也有所不同，水利水電圍巖工程地質(zhì)分類法依據(jù)的是巖石強度、巖體完整性、地下水、地應力；巖體RMR系統(tǒng)分類法依據(jù)的是巖石強度、巖體完整性、地下水、結(jié)構(gòu)面；Barton系統(tǒng)分類法依據(jù)的是RQD、結(jié)構(gòu)面、地應力、地下水。

以右岸壩基開挖面高程930～940m梯段揭露的巖體為例，通過建基面開挖獲得巖體的基本特征和鉆孔數(shù)據(jù)等，采用水利水電圍巖工程地質(zhì)分類法、巖體RMR系統(tǒng)分類法、Barton系統(tǒng)分類法對巖體質(zhì)量進行分級，探討不同巖體質(zhì)量多因素綜合評分方法在巖體質(zhì)量分級中的一致性和精確性［6］。2．1開挖建基面巖體質(zhì)量指標統(tǒng)計（1）巖石強度。巖石單軸抗壓強度用點荷載強度換算，巖石取樣點荷載試驗結(jié)果表明，微新花崗巖巖石濕抗壓強度一般為70～80MPa，屬堅硬巖；弱風化下段花崗巖巖石濕抗壓強度一般為40～60MPa，屬中硬巖；弱風化上段花崗巖巖石濕抗壓強度為20～40MPa，屬較軟、中硬巖；全風化、強風化花崗巖巖石濕抗壓強度＜15MPa，屬軟巖；輝綠巖巖石強度較高，其中，微新輝綠巖巖石濕抗壓強度為160～170MPa，屬堅硬巖。該梯段巖石主要為微新無卸荷花崗巖，屬于堅硬巖。（2）巖體完整程度參數(shù)。巖體完整程度參數(shù)參考鉆孔巖心取樣的RQD值、實測波速，并結(jié)合現(xiàn)場圍巖實際巖體完整程度、結(jié)構(gòu)面發(fā)育組數(shù)和結(jié)構(gòu)面間距綜合取值。根據(jù)野外建基面巖體塊度RQD統(tǒng)計，測得開挖高程935～940m建基面巖體的RQD平均值為50％，結(jié)構(gòu)面平均線密度為7．5條／m，平均面密度為3．8條／m2；高程930～935m建基面巖體的RQD平均值為50％，結(jié)構(gòu)面平均線密度為6．1條／m，平均面密度為3．1條／m2。鉆孔波速監(jiān)測結(jié)果表明，該梯段巖體完整性較好。（3）巖體結(jié)構(gòu)面特征及地下水因素。根據(jù)建基面野外測窗調(diào)查（測網(wǎng)面積為5m×2m，選取壩基面上裂隙發(fā)育密集及具有代表性的剖面布網(wǎng)），整個剖面布置了4個測窗，根據(jù)測窗資料統(tǒng)計建基面整體結(jié)構(gòu)特征，其中，地下水狀況為潮濕。通過測網(wǎng)優(yōu)勢裂隙等密圖分析得出壩基在該梯段的優(yōu)勢裂隙產(chǎn)狀為N65°～85°W／NE（SW）∠55°～75°，間距為0．1～0．5m，延伸長度為1～5m，閉合無充填，裂面平直粗糙、蝕變。（4）風化卸荷。依據(jù)野外測窗方法統(tǒng)計的裂隙條數(shù)將開挖建基面分為全風化段、強風化段、弱風化上段、弱風化下段、微新風化段，經(jīng)深入分析和取樣研究，該梯段巖體全部為微新無卸荷的灰白色、微紅色中粒黑云二長花崗巖巖體；鉆孔波速特征曲線表明，巖體普遍存在表層低波速帶，巖體中巖脈、斷層及中緩傾角裂隙較發(fā)育的破碎區(qū)，由于有利于應力釋放和開裂，因此局部巖體卸荷松弛現(xiàn)象明顯，但整體卸荷松弛現(xiàn)象不明顯。（5）地應力。該梯段巖石主要是花崗巖和輝綠巖，都屬于堅硬巖，地應力中等偏高，為15～20MPa。2．2開挖建基面巖體質(zhì)量分級根據(jù)右岸高程930～940m開挖建基面統(tǒng)計的巖體質(zhì)量特征（結(jié)構(gòu)面組數(shù)、填充情況、地下水、斷層、巖脈等），結(jié)合鉆孔波速、野外測窗方法統(tǒng)計資料，采用定性和定量相結(jié)合的方法對該梯段巖體質(zhì)量分級，綜合評價結(jié)果表明，該梯段大部分為Ⅲ1類巖體，其中斷層、巖脈處為Ⅲ2類巖體，少部分為Ⅱ類巖體。2．33種多因素綜合評分方法探討將該梯段每類巖體均分成4部分（編號為1～4），對每部分均采用前面所闡述的3種多因素評分方法對巖體質(zhì)量進行評分，為方便比較，Barton系統(tǒng)分類法中評分值為10．000～40．000對應Ⅱ類巖體，評分值為1．000～10．000進一步分為Ⅲ1、Ⅲ2類巖體，評分值為1．000～5．000對應Ⅲ1類巖體，評分值為5．000～10．000對應Ⅲ2類巖體。3種多因素評分方法對巖體質(zhì)量評分結(jié)果見表1。從表1可以看出，對于Ⅱ類巖體，水利水電圍巖工程地質(zhì)分類法精確度不高，僅為50％，巖體RMR系統(tǒng)分類法、Barton系統(tǒng)分類法精確度較高，為100％，而且這兩種方法的一致性很好［7］。對于Ⅲ1類巖體，水利水電圍巖工程地質(zhì)分類法精確度為25％，巖體RMR系統(tǒng)分類法、Barton系統(tǒng)分類法精確度都較高，為75％，且一致性中等。Ⅲ2類巖體主要是輝綠巖脈和裂隙較密集的花崗巖，采用水利水電圍巖工程地質(zhì)分類法評價巖體等級精確度偏低，僅為50％，巖體RMR系統(tǒng)分類法、Barton系統(tǒng)分類法評價巖體等級精確度較高，均為75％，而且保持著良好的一致性?？傮w來說，巖體RMR系統(tǒng)分類法、Barton系統(tǒng)分類法的一致性較好，而Barton系統(tǒng)分類法和水利水電圍巖工程地質(zhì)分類法的一致性較差。表1巖體質(zhì)量評分名稱編號巖體質(zhì)量分級水利水電圍巖工程地質(zhì)分類法分值級別巖體RMR系統(tǒng)分類法分值級別Barton系統(tǒng)分類法分值級別Ⅱ類巖體157．00Ⅲ160．00Ⅱ18．00Ⅱ265．05Ⅱ60．00Ⅱ12．00Ⅱ367．04Ⅱ63．00Ⅱ17．50Ⅱ456．20Ⅲ163．00Ⅱ11．00ⅡⅢ1類巖體157．00Ⅲ157．00Ⅲ18．50Ⅲ1245．00Ⅲ260．00Ⅱ5．90Ⅲ1345．40Ⅲ255．00Ⅲ16．10Ⅲ1445．80Ⅲ250．00Ⅲ13．80Ⅲ2Ⅲ2類巖體140．14Ⅵ52．00Ⅲ17．10Ⅲ1247．84Ⅲ241．00Ⅲ21．08Ⅲ2339．64Ⅵ49．00Ⅲ24．00Ⅲ2449．64Ⅲ242．00Ⅲ21．60Ⅲ2從建基面巖體質(zhì)量分級來看，水利水電圍巖工程地質(zhì)分類法由于對地應力考慮過于簡單，僅簡單地采用降級處理方法，而在硬質(zhì)巖（Ⅱ、Ⅲ1）中地應力都是中等偏高，因此精確度偏低；巖體RMR系統(tǒng)分類法由于沒有考慮高地應力和高水壓的影響［8］，而對結(jié)構(gòu)面的考慮比較全面，因此對巖體質(zhì)量分級稍微有點偏高；Barton系統(tǒng)分類法由于考慮的比較全面，因此在該壩基巖體質(zhì)量分類中精確度較高。但總體來說，巖體RMR系統(tǒng)分類法和Barton系統(tǒng)分類法考慮的相對比較全面，因此對于壩基開挖面巖體質(zhì)量分級Ⅱ類巖體建議采用巖體RMR系統(tǒng)分類法和Barton系統(tǒng)分類法綜合評分；Ⅲ1、Ⅲ2類巖體建議采用Barton系統(tǒng)分類法進行巖體質(zhì)量評價。

通過簡述水利水電圍巖工程地質(zhì)分類法、巖體RMR系統(tǒng)分類法、Barton系統(tǒng)分類法巖體質(zhì)量多因素評分體系，以某水電站右岸壩基開挖高程930～940m梯段揭露巖體為例，在現(xiàn)場建基面開挖獲得巖體基本數(shù)據(jù)（巖體強度、地下水、地應力、結(jié)構(gòu)面參數(shù)、工程地質(zhì)性狀、風化卸荷等）以及鉆孔資料的基礎上，探討不同巖體質(zhì)量多因素綜合評分方法在巖體質(zhì)量分級中的一致性和精確性。對于Ⅱ類巖體，巖體RMR系統(tǒng)分類法、Barton系統(tǒng)分類法精確度較高，水利水電圍巖工程地質(zhì)分類法精確度只有50％；對于Ⅲ1類巖體，巖體RMR系統(tǒng)分類法評分結(jié)果偏高，水利水電圍巖工程地質(zhì)分類法評分結(jié)果偏低，建議采用Barton系統(tǒng)分類法進行分級評價；對于Ⅲ2類巖體，適合采用巖體RMR系統(tǒng)分類法、Barton系統(tǒng)分類法綜合進行分級評價。對于以花崗巖為主的壩基開挖面，巖體質(zhì)量分級采用巖體RMR系統(tǒng)分類法、Barton系統(tǒng)分類法較準確，且具有良好相關性。