DL／T 5826-2021  水电水利地下工程施工安全评估导则 围岩稳定

2.0.1·水电水利地下工程施工应进行围岩稳定安全评估，并 反馈指导设计、施工。 2.0.2地下工程施工围岩稳定安全评估可采用现场调查、安 测、试验与检测、数值分析和工程类比等一种或多种方法联 行评估。 2.0.3地下工程施工围岩稳定安全评估应考虑建筑物级别、 与水文地质、洞室布置、结构尺寸、开挖支护方法等因素。 2.0.4地下工程施工围岩稳定安全评估，应遵循以下基本程 1 收集分析评估资料； 明确围岩稳定评估的范围与重点； 3 选择评估方法： 4 确定围岩稳定安全评估标准； 5 评估地下工程围岩稳定安全性： 编制评估报告。 2.0.5 安全评估应收集资料，主要包括以下内容： 1 工程场址内的地形、地貌资料： 2 工程地质资料： 3 水文地质资料； 4 地下洞室布置、断面形式及尺寸等布置设计资料； 5 支护参数、支护顺序与支护时机等支护设计资料； 6 施工方法、开挖程序及施工进度计划等施工资料； 7 现场调查资料； 安全监测方案及监测资料； 9试验与检测资料；

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10类似工程资料。 2.0.6收集的资料不能满足地下工程围岩稳定安全评估要求时人防标准规范范本， 应进一步开展针对性的补充工作。 2.0.7复杂地质条件的地下工程或大型地下洞室（群），应进行围 岩稳定的数值分析。

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3.1.1地下工程施工围岩稳定安全评估可按照表3.1.1确定评估 内容。

表3.1.1围岩稳定安全评估内容

3.1.2大型地下洞室群或特殊布置的洞室群开挖期间，应

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表3.2.1永久性建筑物安全评估方

注：“/”为应选项：“O”为可选项。

临时性建筑物宜根据其级别按表3.2.2选择评估方法。

表3.2.2临时性建筑物安全评估方

应选项；“O”为可选项；“一”为不做要

3.2.3复杂地质条件的大型地下洞室（群）宜增加专家咨询论证 评估。 3.2.4安全评估应以现场调查和安全监测为主，结合数值分析、 试验与检测、工程类比等方法进行综合评价

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4.0.1现场调查可采用地质观察、素描、实测、摄影和录像等方 法，宜随工程进展进行。 4.0.2根据现场调查资料，进行地质条件复核。发现新的地质问 题，应进行专项研究或工程地质补充勘察。 4.0.3对开挖过程中的岩爆、软岩大变形、不稳定块体、地下 水、岩溶等情况应进行记录。 4.0.4对发生的喷护（衬砌）混凝土开裂，钢筋网片（配筋）的 弯曲、拉缩，管棚、钢支撑变形等破坏现象应进行记录。 4.0.5地质编录应随开挖及时完成。 4.0.6根据现场调查情况，可按照表4.0.6评估标准对地下工程 进行安全评估。

表4.0.6现场调查安全评估标准

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5.1.1地下工程安全监测项目和内容应根据建筑物级别、地质条 件确定，安全监测项目宜包括变形监测、支护结构受力监测、渗 流渗压监测等，主要安全监测内容可按表5.1.1确定。

表5.1.1主要安全监测内容

5.1.2安全监测应以监控围岩稳定状态和结构安全为主，具有代

5.1.2安全监测应以监控围岩稳定状态和结构安全为主，具有代 表性和重要的施工期安全监测项目应延续至运行期

5.2.1除永久性系统监测设施外，对围岩变形异常部位、高地应 力部位、洞室交叉口、软弱破碎带及其他特殊部位应设置针对性 的监测设施。 临测机盗店相

3.1安全监测应对设计资料、现场埋设资料、仪器参数、原 测数据、开挖支护等资料内容及时进行整编分析。

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表5.3.6安全监测评估标准

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6.0.1围岩松弛检测宜采用钻孔声波测试、钻孔全景数字成像， 必要时可采用压水试验、声发射、地质雷达等方法。 6.0.2围岩松弛发展过程宜根据多期检测成果确定。 6.0.3 围岩松弛层厚度可按表6.0.3确定。

5.0.3 围岩松弛层

6.0.4松弛岩体的变形模量可由钻孔弹模测试、刚性承压板法试 验获得。 6.0.5爆破监测项目应根据建筑物级别、工程地质条件、爆破规 模、保护对象等因素设置，爆破监测方法和评判标准应符合《水 电水利工程爆破安全监测规程》DL/T5333的规定

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7.0.1水电水利地下工程的数值分析宜采用有限元方法、有限差 分方法或离散元方法。 7.0.2数值分析应贯穿水电水利地下工程的施工全过程。 7.0.3数值分析应采用合理的地应力场和岩体力学参数，应考虑 开挖爆破导致的围岩损伤。 7.0.4数值分析模型应与地下工程实际开挖体形相一致，应考虑 实际开挖方案和锚杆、锚索、喷层等支护结构。 7.0.5数值分析的成果应包括围岩塑性区范围、变形、应力及支 护结构受力特征。 7.0.6数值分析应按照表7.0.6进行安全评估

7.0.6数值分析应按照表7.0.6进行安全

表7.0.6数值分析安全评估标准

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8.0.1工程类比宜选择与评估工程地质条件相似、建筑物规模开 式相当的工程进行对比分析。 8.0.2工程类比宜包括以下主要内容： 1 地下工程围岩类别、围岩主要工程地质特征、地应力； 2 洞室规模和尺寸； 3 支护形式与参数； 施工方案； 5监测方法与数据。 8.0.3 工程类比可采用工程地质类比和经验公式等方法

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1.为便于在执行本导则条文时区别对待，对要求严格程度 不同的用词说明如下： 1）表示很严格，非这样做不可的： 正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”； 2）表示严格，在正常情况下均应这样做的： 正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得” 3）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的： 正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”； 4）表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用 “可”。 2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“应符 合……·的规定”或“应按执行”

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《水电水利工程爆破安全监测规程》DL/T5333

中华人民共和国电力行业标准

水电水利地下工程施工安全评估导则

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基本规定 ·18 评估内容与方法· 19 3.1评估内容 .19 3.2评估方法 .20 .. 现场调查· 安全监测 .23 5.1 监测项目和内容 23 5.2 监测布置 .23 5.3监测分析与评估 . .24 试验与检测 .6. 数值分析 .28 工程类比· ..31 .+ 评估报告 33

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2.0.1在地下工程施工前需对围岩稳定安全进行预判，梳理风险 点，指导设计；在施工期，随开挖进行围岩稳定安全评估，及时 反馈指导设计、施工，以动态调整设计参数和施工方案。 2.0.2根据工程的重要性和特点合理选用安全评估方法，选用的 方法可以是直接评估或者辅助评估。 2.0.5现场调查资料主要指洞室开挖现场的宏观调查资料，主要 包括工程地质条件，工程地质问题、支护破坏情况的状态和发展 过程等。 2.0.6补充工作主要指进一步详细调查与专项研究、补充地质勘 察、增加试验与检测等。 2.0.7重要的地下工程、复杂地质条件的地下工程或大型地下洞 室群，施工期需开展数值反馈分析，白鹤滩、锦屏二级、溪洛渡 等大型水电工程在施工期均开展了开挖跟踪数值反馈分析，对地 下工程安全评估提出了指导性意见。

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3.1.1水电水利地下洞室的种类有很多，如水电站地下厂房、输 水隧洞、泄洪隧洞、导流隧洞、交通及出线等辅助洞室等。白鹤 滩水电站左、右岸均布置了庞大的地下洞室群，总长度超过 200km。如此纷繁复杂的地下洞室，其安全性的评估内容，不同 工程不同功能的洞室区别对待，需根据各建筑物级别、使用年 限、洞室功能等综合考虑。 地质条件是地下工程安全评估的基础性资料，评估前需进行 复核。地下工程施工开挖后，其地质条件全面揭露，进行详细的 素描，并与前期的地质成果进行对比和复核，获取更为准确的 地质资料，为地下工程的安全评估提供重要的基础支撑。地质 条件的复核主要包括岩性及分布、地质构造、围岩类别、岩体及 结构面物理力学参数、地应力、块体稳定性、地下水（泥）、有毒 气体等。当地质条件变化较大时，推荐进行补充勘察、检测和试 验等。 地下工程开挖后，可能出现一系列的地质现象，如围岩塌 骨、松弛、破裂、岩爆、地下渗水、锚杆（索）钻孔塌孔等。对 地质现象的现场调查、统计和分析，有助于对复杂地质条件的深 入认识。 对于重要的地下工程、复杂地质条件的地下工程或大型地下 侗室群，施工期需进行围岩稳定数值分析，复核施工期地质条 牛，对比各项监测数据与数值分析成果，评价地下工程的围岩稳 定性、支护结构的有效性及施工方案的合理性，综合评判地下工

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程的安全性。白鹤滩水电站地下厂房洞室群开挖施工期间，委托 两家科研院校平行开展地下厂房洞室群施工期快速监测与反馈 分析，每一层均进行开挖跟踪数值分析，评价围岩稳定性，并预 测下一层开挖后的围岩状态和支护体系受力情况，取得了食好的 效果。 地下工程的施工程序及方法是影响洞室围岩稳定的重要因素 之一。洞室群之间不同的开挖程序，洞室不同的开挖分层分区方 案，使洞室围岩在开挖过程中经历不同的应力路径；不同的爆破 方式会造成围岩不同程度的爆破损伤，相同的爆破方法，对不同 条件的围岩造成的影响也有区别：良好的支护时机选择，促进洞 室围岩状态和支护状态和谐统一，保证地下工程的整体安全性。 因此，在施工期间，需结合地质条件复核、监测数据分析、数值 分析，从洞室群开挖程序、洞室开挖分层分区、爆破方式、支护 时机等方面，对施工程序及方法进行评判。 3.1.2复杂地质条件下的大型地下洞室群（如白鹤滩水电站地下 厂房洞室群）及特殊布置的洞室群（布置特别紧凑的洞室群，如 向家坝、白山水电站地下洞室，间距偏小），在洞室开挖期间， 具有一定的洞室群效应，需根据洞室群布置、地质条件、施工程 序、监测数据、数值分析、工程类比等，评价洞室的相互影响。

房洞室群）及特殊布置的洞室群（布置特别紧凑的洞室群， 向家坝、白山水电站地下洞室，间距偏小），在洞室开挖期间 具有一定的洞室群效应，需根据洞室群布置、地质条件、施工 字、监测数据、数值分析、工程类比等，评价洞室的相互影响

3.2.1～3.2.4地下工程的安全评价，通常是多种方法的综合性评 价。可根据工程具体情况增加评估手段，力求评估效果的全面、 推确。对于重要的地下工程或地质条件复杂的地下工程，可视需 要增加专家咨询论证评估。例如，白鹤滩水电站地下厂房在施工 期间开展了11次围岩稳定专家咨询。 现场调查需先于其他方法首先升展。现场安全检查除自视检 查外，必要时还可以辅助简单的测量、测试。现场检查的项目一 般包括：

（1）围岩岩性、岩体质量、结构特征、岩体裂隙发育情 况等； （2）岩体开挖质量、成型质量等；： （3）围岩屈服破坏、围岩变形等； （4）喷层、锚杆、锚索、衬砌等支护结构破坏情况。 安全监测资料分析需在掌握比较全面的基础资料的基础上开 展，结合地质条件、开挖施工情况、支护设计等进行综合分析。 重点分析围岩变形、支护结构受力与地质条件、开挖施工方案及 支护设计之间的关系。安全监测资料分析是地下工程安全评价最 为重要的手段。 试验与检测是进一步获取评价基础资料的较常用方法，尽量 采用无损伤的检测方法，如声波测试、地质雷达等。当需要采用 有损伤试验与检测时，首先评估试验与检测对工程安全性的影 响。在影响可控的情况下，完成试验与检测后，需立即修复，消 除或降低损伤对工程的影响。 数值分析可以拟合和预测地下工程围岩开挖响应特征，被广 泛用于地下工程的安全评价，有限元和离散元法是最为常用的两 种数值分析方法。数值分析中，选用的参数、界定的边界条件及 不同数值分析方法对结果有很大的影响。因此，根据地下工程围 岩、结构面特性，以及开挖支护方案，选用合适的数值分析方法 和正确的参数，设置与实际符合的边界条件，在对数值分析结果 的可信性进行判断后，预测地下工程围岩开挖响应、支护结构受 力等。 在相近或相似的地质条件、建筑物规模、施工方法和支护参 数的情况下，进行类比，以增加工程类比的可信度

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4.0.2建立地质值班制度，施工地质人员需常驻项目现场。由于 地质条件的复杂性，人们受技术、社会环境等因素影响，对具体 地质条件的认识需要逐步深化和完善，施工过程中揭露前期没有 预测到的问题属正常现象，要及时发现，评价其影响；施工开挖 揭露的一一般性不良地质问题和不良地质现象，可通过日常施工地 质工作与设计配合、结合施工开挖研究处理，但若导致建筑物位 置移动、建筑物结构调整，或围岩的设计处理措施和处理工程量 发生较大变化，或危害结构安全等问题，需进行专项研究或专门 性工程地质勘察。 4.0.3～4.0.4围岩和支护系统的破坏特征、变化过程需详细记 录，同时需调查记录周边洞室的开挖、爆破等影响因素。 4.0.5：尽量在开挖完成后的2天内完成地质编录。建议对发展变 化较快的问题巡视间隔时间不超过一周，围岩基本稳定、破坏无 明显变化的巡视间隔时间不超过15天，连续3个月无明显变化的 可30天巡视一次。发生5.0级以下地震后，视情况对重点部位进 行巡视。 4.0.6现场调查是最直观的评估地下工程安全的方法之一，在进

行工程安全评估时优先采用

二程安全评估时优先采用。

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5.1 监测项且和内容

注：“√”为应选项：“O”为可选项。

5.2.1安全监测布置包括监测断面部位选择、测点数量、监 度等，考虑地质条件、围岩特性、结构状态、建筑物级别、

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5.3.1现场安装资料包括监测仪器安装部位信息、钻孔深度和角 度、是否有特殊地质构造、仪器安装前后读数、初始值及相关的 环境量信自

度、是否有特殊地质构造、仪器安装前后读数、初始值及相关的 环境量信息。 5.3.2建立监测资料定期整编和异常情况预警预报制度，根据日 常监测资料定期整编安全监测周报、月报等，特殊情况或者监测 成果异常时需整编监测简报或快报，及时预警预报。

常监测资料定期整编安全监测周报、月报等，特殊情况或者监 成果异常时需整编监测简报或快报，及时预警预报。

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时及损、加密监测及损力 5.3.6．安全监测是可以量化评估地下工程安全的方法之一，需对 RAA

5.3.6，安全监测是可以量化评估地下工程安全的方法之一

监测资料的准确性和合理性进行分析，并注意区分预先理设仪器 和即埋仪器数据的差别。当采用新方法、新技术、新设备时，需 由专门技术人员做好与常规监测成果的对比分析。

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6.0.1常用的钻孔声波测试可分为单孔声波测试、穿透声波测试。 单孔声波测试用于洞室松弛深度和程度、开挖爆破影响深度、软 弱夹层和岩体破碎带探测，岩体质量、混凝土质量和灌浆质量检 测等，松弛测试一般选用单孔声波法；穿透声波测试可用于混凝 土裂缝深度和混凝土结构或构件内部缺陷检测等。 钻孔电视可分为钻孔全景数字成像、钻孔摄像。钻孔全景数 成像常用于岩性、软弱夹层、地质构造发育情况详查；钻孔摄 像一般用于动态观察孔内地质现象（如地下水流动）。 检测、试验孔优先选用回转方式钻进，能最天限度减少对地 层的扰动，保证孔壁的完整。声波测试长期观测孔孔径一般不小 于76mm，建议从孔底向孔口方向逐点测试，点距一般为0.2m 每测试2m需核对一次孔深；爆前与爆后测试一般在原孔进行， 如不具备条件，爆后测试孔需选择爆前测试孔邻近孔，孔内各测点 高程需保持相同。钻孔电视测试孔孔径一般股为56mm~130mm， 优先选择清水钻进：测试孔段需要是干孔或孔液为清水，孔壁干 净；当孔液浑浊不清、影响成像质量时，采取投放沉淀剂澄清、 清水冲洗等措施，沉淀剂提前投放时间一般股不少于4h。 6.0.2多期钻孔声波测试成果对比可研究洞室松弛深度的变化 与发展趋势，可用于辅助评价围岩的松弛深度、变形收敛情况及 洞群塑性区连通情况。多期钻孔全景数学成像对比可研究新增裂 缝、孔壁岩体（混凝土）破坏的发展与变化，可用于辅助评价围 岩、衬砌的破坏情况及发展趋势。多种测试方法、多期测试，推 荐选用同一测试孔，或条件相近的测试孔。长期观测孔需做好孔 口保护。

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6.0.3根据平均波速确定围岩松弛层厚度，一般以平均波速差 10%～20%为依据，可根据波速曲线形态、多孔测试成果等，综 合确定项目标准。 6.0.4钻孔弹性模量测试是在岩体钻孔中的一有限长度内对孔壁 施加压力，同时量测孔壁的径向变形，按弹性理论解求得岩体变 形参数。承压板法岩体变形试验是通过承压板施力于半无限空间 岩体表面，量测岩体变形，按弹性理论公式计算岩体变形参数； 无法利用洞室岩壁作为反力座时，反力装置可采用地锚法或压重 法提供反力。

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7.0.1在水电水利地下工程围岩稳定性数值分析中，可根据施工 过程中所关心的技术问题合理选择数值分析方法，包括有限元方 法、有限差分方法和离散元方法等。 （1）有限元方法和有限差分方法基于连续介质力学原理，是 地下工程中被厂泛应用的数值分析方法。 （2）离散元方法基于非连续介质力学原理，与连续数值分析 方法相比，：除具备连续数值分析方法的基本功能之外，其优势在 于可模拟大量结构面（断层）导致的非连续变形，如块体分离脱 落全过程。因此特别适用于直接模拟大量非连续结构面导致的工 程问题，如定位、半定位结构面导致的潜在块体问题，以及块体 安全系数等工程问题。 （3）建议选用行业认可度高的软件或程序，确保数值计算结 果被相关人员接受和第三方重复再现。数值计算程序选择需考 计算输入参数获取的可行性、便捷性，从而支撑工程围岩稳定性 的安全评价。 数值分析是能够量化评估地下工程安全的方法之一，需研究 本构模型、数值分析方法对于工程的适用性。对于特别重要的工 程，建议由多家单位、多种数值分析方法进行分析比较。 7.0.3岩体初始地应力场通常采用反演回归的方法获得，即首先 对实测地应力场的数据质量进行甄别，然后选择可靠程度高的实 测数据反演回归确定地下工程区的初始应力场。反演得到三个方 可的正应力计算值和实测值之间宜控制在实测值的土20%以内。 当数值分析成果与现场的监测数据存在较大的差异时，根据 监测数据开展反馈分析工作，获得更符合现场开挖实际的地应力

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和岩体参数，以更好地评估地下工程的围岩稳定性。可选择围岩 变形作为反馈分析的主要目标函数，锚杆应力、锚索荷载等作为 辅助判别依据。对于预理变形监测设备的监测成果，可采用考虑 损失位移的全量位移反馈分析法，对于即理变形监测设备的监测 成果，采用增量位移反馈分析法。 7.0.4数值分析模型需完整反映地下工程的主体洞室结构及 尺寸。 数值分析模型的外边界与地下洞室开挖边界距离一般大于主 要洞室等效跨度或高度的5倍。数值分析模型的单元网格在邻近 洞室开挖边界划分相对较密，网格相对较小，在远离洞室开挖边 界划分的网格相对较疏，尺寸逐步变大。根据实际约束情况合理 选择数值分析模型的边界约束，如位移约束边界条件、应力边界 条件、混合边界条件。 当网格尺寸精细度不足而制约局部工程关键部位围岩稳定性 分析时，可建立基于子结构的数值分析模型，进行围岩局部稳定 性分析。 数值分析模型需包含对围岩稳定性影响较大的主要岩层、地 质构造等。地下洞室开挖断面尺寸一般为几米至几十米，数值分 析模型宜包含Ⅲ级及以上结构面或裂隙面实体，而对于岩体中的 V级及以下优势节理与裂隙组推荐采用等效概化形式处理。 工程岩体中若存在不良地质体，如溶洞、透镜体夹层等，数 直分析模型建议适当包含这些对围岩局部稳定性影响较大的不良 地质体。 由于地下工程岩体结构的隐蔽性，很多影响围岩稳定性的不 利地质构造无法事先获知。随着开挖过程中地质条件的逐步揭露， 数值分析模型需根据新揭露的不利地质构造进行动态更新。 不同性状岩体变形破坏过程通常表现不同的弹性、非线弹性， 弹塑性、弹脆性、黏弹塑性、各向异性等力学行为，因此推荐根 据工程岩体试验结果选择合适的材料本构模型。此外，针对不同

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的围岩稳定问题，如大变形、塌方、剪切滑移、动力破坏等，建 议选择相应的材料本构模型。本构模型选取的原则如下： （1）计算中一般采用弹塑性力学模型： （2）对于其有明显流变性质的围岩，建议采用黏弹塑性力学 模型； （3）层状岩体或柱状节理岩体建议采用各向异性力学模型： （4）高地应力条件下一般采用体现岩体峰后强度衰减和时效 变形特征的力学模型： （5）卸荷破裂劣化岩体可选用劣化准则与对应的力学模型。 7.0.6地下洞室围岩整体稳定性建议依据围岩的变形、应力、塑 性区及能量变化等状况，从强度准则、能量判据和临界变形警戒 值等进行广角度评判。数值分析成果辅以监测数据和工程实例的 检验，可有效提高计算成果的可信度和适用性。 地下工程开挖过程改变了工程围岩稳定性状态，一般可通过 围岩变形特征、重分布应力特征、屈服或破损区深度等方面反映： 对于高应力硬岩地下工程，建议从围岩能量聚集、转移角度分析 围岩动力型破坏风险，如岩爆风险。 数值分析若揭示局部位置出现大变形、局部应力异常或局部 塑性区贯通，宜结合监测数据开展局部精细模拟和分析，找出原 因，并采用数值分析方法评估局部补强的效果

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8.0.1工程类比法是一种定性分析方法，将所研究洞室与已经研 究过的或已有经验的洞室进行类比，以评价其安全性。 8.0.2地下厂房厂区主体洞室（主厂房、主变压器室和调压室等） 地质条件及洞室尺寸直接关系到洞室群的成洞条件、支护措施和 工程造价。用围岩类别及相应的地质特征、洞室尺寸等来评价围 岩的稳定性，并可作为确定支护类型的基础。变形量一般与围岩 类别成正比；变形量也与地应力水平成正比，当地应力水平升高 时，变形量随之增加；变形量也基本上与洞室的宽度和高度成正 比，当洞室尺寸增加时，变形量随之增加。 8.0.3工程地质类比是一种工程地质问题的定性分析方法，通过 本工程的工程地质条件与类似工程地质条件的对比分析，进行工 程问题的分析及解答。 由于地下洞室的变形严重依赖于具体的工程地质条件和开挖 支护施工过程，对于地下洞室充许变形的估计，目前尚没有十分 有效的方法。采用经验公式可以对厂房充许变形进行估计，这种 方法的取值存在较为粗糙的缺点，计算结果仅供参考。 本导则提供以下经验公式进行粗略估计，该经验公式为苏联 学者通过对大量观测数据的整理，得出了用于计算洞室周边容许 最大变形值的近似公式：

肉制品标准8=12.0B/fs 8 = 4.5H3/2 / f2 (mm f=α 10

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式中：B 洞室跨度（m）； H 边墙自拱脚至底板的高度（m）; 普氏系数，无量纲： α 普氏修正系数； R. 岩体单轴饱和抗压强度（MPa)。