三类五级围岩边墙最大超挖钻孔最大深度

地勘钻孔深度规定
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超前钢管实测项目包括()。A.孔形B.孔径C.孔位D.钻孔深度E.长度
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1隧道注浆材料应满足以下( )要求。A.渗透能力强B.流动性笑C.体积不收缩D.稳定性好E.不污染环境2注浆效果检查的方法有( )。A.试验法B.分析法C.检查孔法D.声波检测法E.回流法3隧道辅助施工方法质量检测的项目包括( )。A.基本要求B.实测项目C.外观鉴定D.内业资料E.人员资质4超前锚杆加固围岩实测项目包括( )A.孔位B.长度C.钻孔深度D.孔径E.抗拔力
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中铁四局开钻国内最大孔径超深度钻孔桩
近日,中国铁路工程总公司所属中铁四局承建的国内最大孔径超深度钻孔桩在宁波北环铁路甬江特大桥项目开钻。
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第四章 围岩压力及围岩分级
第四章围岩分级与围岩压力? ?隧道围岩的概念与工程性质 围岩的稳定性? ?围岩分级围岩压力的确定中国矿业大学(北京)地下工程系1 本章学习要求:(1)掌握公路隧道围岩分级方法; (2)掌握公路隧道围岩压力计算方法; (3)理解影响围岩稳定性的因素。中国矿业大学(北京)地下工程系2 4.1 隧道围岩的概念与工程性质4.1.1 围岩的概念? 围岩:隧道开挖后对其稳定性产生影响的那部分岩(土)体。? 说明:围岩既指岩体也指土体。4.1.2 围岩的工程性质物理 工程性质 水理 力学中国矿业大学(北京)地下工程系3 4.1 隧道围岩的概念与工程性质岩石与岩体的区别: 岩石:均质、连续、各向同性岩体:非均质、不连续、各向异性岩体力学性质获取的方式: 现场试验:真实、费时、费钱 室内试验:不易取样、代表性差问题:1.结构计算与力学性质的关系? 2.隧道结构计算的难点?中国矿业大学(北京)地下工程系4 4.1 隧道围岩的概念与工程性质中国矿业大学(北京)地下工程系5 4.1 隧道围岩的概念与工程性质中国矿业大学(北京)地下工程系6 4.1 隧道围岩的概念与工程性质中国矿业大学(北京)地下工程系7 4.1 隧道围岩的概念与工程性质中国矿业大学(北京)地下工程系8 4.1 隧道围岩的概念与工程性质中国矿业大学(北京)地下工程系9 4.2 隧道围岩的稳定性4.2.1 研究围岩稳定性的意义围岩的稳定性:隧道开挖后,在不支护条件下围 岩的稳定性。 问题:什么是隧道工程的头等大事? 研究围岩的稳定性,如何促使围岩稳定。中国矿业大学(北京)地下工程系10 4.2 隧道围岩的稳定性围岩级别的工程作用:①判断围岩稳定性。②判断施工难易程度,投资依据。 ③结构分析计算的依据中国矿业大学(北京)地下工程系11 4.2 隧道围岩的稳定性4.2.2 影响围岩稳定性的因素? 地质因素~客观因素? 人为因素~主观因素、工程因素中国矿业大学(北京)地下工程系12 4.2 隧道围岩的稳定性1、地质因素从5个方面来分析: ⑴ 岩体结构特征⑵ 结构面性质和空间的组合⑶ 岩石的力学性质⑷ 地下水的影响⑸ 围岩的初始应力状态中国矿业大学(北京)地下工程系13 4.2 隧道围岩的稳定性⑴岩体结构特征 指岩体的破碎程度或完整状态。 ●破碎程度:裂隙率、裂隙间距。裂隙是广义的:包括层理、节理、断裂及夹层等结构面。●完整状态:整块状、大块状等。按这2个指标有下图:岩体 围岩土体整体块大块体块石状d&1.0cm碎石块土石块松散状松软状d=0.4-1.0cmd=0.2-0.4cmd&0.2cm归入土类d为裂缝间距中国矿业大学(北京)地下工程系14 4.2 隧道围岩的稳定性⑵ 结构面性质和空间组合● 性质 1) 结构面的成因; 2) 结构面的光滑程度; 3) 结构面的物质组成; 4) 结构面的规模; 5) 结构面的密集度。 ●空间组合指结构面的相互位置状态。 问题: 软弱结构面有怎样的害处? 什么是不利空间组合?中国矿业大学(北京)地下工程系15 ? 张家界图节理较发育 4.2 隧道围岩的稳定性⑶ 岩石的力学性质主要指岩石的单轴饱和极限抗压强度Rb。岩石强度越高,隧道越稳定。中国矿业大学(北京)地下工程系17 4.2 隧道围岩的稳定性(4) 围岩的初应力状态●初始应力是隧道围岩变形、破坏的根本作用力。 ●已初步将初始应力考虑进围岩分级之中。在高的初始应力场条件下,围岩级别应适当降低。中国矿业大学(北京)地下工程系18 4.2 隧道围岩的稳定性⑸ 地下水的影响● 软化围岩; ● 减少层间摩阻力促使岩块滑动;● 具膨胀性的围岩,遇水后产生膨胀等。中国矿业大学(北京)地下工程系19 4.2 隧道围岩的稳定性2、人为因素⑴ 隧道形状和尺寸⑵ 支护结构类型⑶ 施工方法中国矿业大学(北京)地下工程系20 超 挖 4.3 围岩分级4.3.1 概 述围岩分级:根据岩体的若干指标,按照稳定性将围岩分成不同的级别。工程目的:(1)结构设计依据(2)施工方法依据(3)工程造价依据中国矿业大学(北京)地下工程系22 4.3 围岩分级围岩分级的发展过程: 土石分类法单一因素分类法 综合物性分类法中国矿业大学(北京)地下工程系23 4.3 围岩分级其它分级法: 与地质勘探手段 相联系的分类法 组合多因素分类法 总结:早期~仅岩石强度; 现在~综合多种因素,如岩体 构造、岩石强度、RQD指标等。中国矿业大学(北京)地下工程系24 4.3 围岩分级4.3.2 围岩分级方法3个基本因素:①岩性:抗压强度、弹性模量、弹性波速等。②地质构造:岩体完整性或结构状态。③地下水:地下水发育时,围岩级别应降低。1个附加因素:④初始地应力:适当考虑。中国矿业大学(北京)地下工程系25 4.3 围岩分级(一)以岩石强度或岩石的物性指标为代表的分级法1.以岩石强度为基础的分级法 代表:土石分类法~坚石、次坚石、松石、土。 2.以岩石物性指标为基础的分级法 代表:岩石坚固性系数(f值)分级法~普氏法f值:一个综合的物性指标值,如岩石的抗钻性、抗爆性、 强度等。但核心还是岩石强度。中国矿业大学(北京)地下工程系26 4.3 围岩分级(二) 以岩体构造、岩性特征为代表的分级方法 代表: ●泰沙基法~考虑围岩的完整状态和岩性,共 9 级。 ●我国交通隧道围岩分级法~借鉴了泰沙基法, 考虑岩体综合物性,共6级。中国矿业大学(北京)地下工程系27 4.3 围岩分级(三)与地质勘探手段相联系的分级方法代表:●弹性波速分级法~波速是反映岩性与岩体结构的一项综合指标,波速越高,围岩越好。波速 Kv 完整性&0.75 完整0.75~ 0.55 较完整0.55~ 0.35 破碎0.35~ 0.15 较破碎&0.15 极破碎中国矿业大学(北京)地下工程系28 4.3 围岩分级●岩石质量指标~RQD指标也是反映岩性与岩体结构的一项综合指标。RQD指标的具体含义为岩芯复原率:10cm以上的岩心累计长度 RQD ? ?100% 钻孔总长度R& 0.9 0.75 & R & 0.9 0.5 & R & 0.75 0.25 & R & 0.5 R & 0.25优良好差很差表中R为RQD指标。中国矿业大学(北京)地下工程系29 4.3 围岩分级(四)组合多种因素的分级方法代表: 岩体质量分级法巴顿等人提出的“岩体质量―Q”分级法。表达如下:RQD J r Jw Q? ? ? Jh J a SRF组合了6个参数:岩石质量指标、节理组数目、节理粗糙度、节理蚀变值、节理含水折减系数、应力折减系数。中国矿业大学(北京)地下工程系30 4.3 围岩分级(五)我国铁路与公路隧道的围岩分级方法1.铁路隧道 ⑴沿革●岩体综合分类~60年代,成昆线,五类。●隧道围岩分类~74年版,首部铁路隧道规范,六类。 ●隧道围岩分类~86年版,加入围岩弹性波速指标。 ●隧道围岩分级~99年版,采用国标分级排序,改称“围岩 分级”,六级。 ●隧道围岩分级~2001年版,不变。 ●隧道围岩分级~2005年版,不变。中国矿业大学(北京)地下工程系31 4.3 围岩分级⑵ 分级的理论基础●以围岩的稳定性判断为基础。 属于“以岩体构造和岩性特征为代表”的分级方法。 ●主要考虑4种因素: ①岩石坚硬程度基本分级②围岩完整状态③地下水 ④围岩初始地应力 基本分级修正基本分级修正基本分级最终分级32中国矿业大学(北京)地下工程系 4.3 围岩分级⑶ 基本分级依据:围岩主要工程地质条件,由两条组成:①岩石坚硬程度 软硬岩分界指标:30Mpa Rb&30 硬岩 5 &Rb≤30 软岩 Rb &5 极软岩 ②围岩完整程度 指标1:结构面发育程度指标2:地质构造影响程度由此两指标,将岩体完整程度分为5个级别,见下表:中国矿业大学(北京)地下工程系33 4.3 围岩分级岩体完整程度的划分完整程度完整 较完整 较破碎 破碎 极破碎结构面发育程度不发育 较发育、不发育 发育、较发育 极发育、发育 极发育地质构造影响程度轻微 较重、轻微 严重 极严重、严重 极严重中国矿业大学(北京)地下工程系34 4.3 围岩分级(4) 铁路隧道围岩分级基本分级+围岩弹性纵波速度=铁路隧道围岩分级表⑸ 特点◆给出了单线隧道围岩开挖后的稳定状态。 ◆尚未考虑地下水和地应力。中国矿业大学(北京)地下工程系35 4.3 围岩分级⑹ 修正分级◆ 地下水地下水的3种处理方法:①分级时按无水考虑,而是根据地下水的状态,适当 降低围岩等级(1~2级); ②分级时按有水考虑,当确认围岩无水则提高围岩等 级;③直接将地下水状况(水质、水量、流通条件、静水压 力等)作为一个分级指标。中国矿业大学(北京)地下工程系36 铁路隧道分级按第1种方法处理:? 地下水状态的分级表级别 ⅠⅡ Ⅲ状态 干燥或湿润偶有渗水 经常渗水渗水量[L/(min? 10m)] &1010~25 25~125? 地下水影响的修正围岩基本分类 地下水状态分级Ⅰ Ⅰ Ⅰ ⅡⅡ Ⅱ Ⅱ ⅢⅢ Ⅲ Ⅳ ⅣⅣ Ⅳ Ⅴ ⅤⅤ Ⅴ Ⅵ ⅥⅥ ― ― ―Ⅰ Ⅱ Ⅲ ◆初始地应力初始地 应力状 态 评估基准 (Rc/σmax)主要现象1.硬质岩:开挖过程中时有岩爆发生,有岩块弹 出,洞壁岩体发生剥离,新生裂缝多,成洞性差 极高应 力 2.软质岩:岩芯常有饼化现象,开挖过程中洞壁 岩体有剥离,位移极为显著,甚至发生大位移, 持续时间长,不易成洞 1 .硬质岩: 开挖过程中可能出现岩爆,洞壁岩体 有剥离和掉块现象,新生裂纹较多,成洞性较差 2.软质岩:岩芯时有饼化现象,开挖过程中洞壁 岩体位移极显著,持续时间长,成洞性差 &4高应力4-7 ?初始地应力影响的修正围岩基本分级 修正级别 初始地应力状态 极高应力 高应力 Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅲ或 Ⅳ Ⅲ Ⅴ Ⅳ或 Ⅴ Ⅵ ⅥⅠⅡⅢⅣⅤ 4.3 围岩分级两点说明: 设计阶段:采用修正后的围岩分级。 施工阶段:根据实际情况,进一步判定围岩 分级,依据仍然是:岩石坚硬程度围岩完整状态地下水初始地应力中国矿业大学(北京)地下工程系40 4.3 围岩分级2.公路隧道 ⑴初步分级~相当于铁路的基本分级依据:围岩主要定性特征该特征由两个基本因素组成:●岩石坚硬程度Rc(即强度)●岩体完整性Kv(即弹性波速)推出围岩基本质量指标 BQ=90+3Rc+250Kv中国矿业大学(北京)地下工程系41 4.3 围岩分级⑵详细分级~相当于铁路的修正分级修正BQ值:当有以下3方面影响时,应予修正:①地下水K1②软弱结构面(比铁路多此条)K2 ③高初始地应力K3 [BQ]=修正BQ值=BQ-100(K1+K2+K3)K1~K3各值可查公路隧道规范附录A.0.2-1~A.0.2-3中国矿业大学(北京)地下工程系42 4.3 围岩分级⑶ 公路隧道围岩分级 根据以上对分级因素和指标,公路隧道 围岩分级将围岩分为六级;●R.Q.D、岩体弹性波(纵波)速度、岩 体完整性系数的分级法。●中国矿业大学(北京)地下工程系43 4.3 围岩分级⑶ 公路隧道围岩分级级 参数 RQD(%)Ⅰ&95Ⅱ85~75Ⅲ75~86Ⅳ50~75Ⅴ25~50Ⅵ&25BQVp(km/s) I&550&4.5550~4513.5~4.5450~3512.5~4.0 0.6~0.8350~2511.5~3.0 0.4~0.6&2501.0~2.0 0.2~0.4 &1.0 (饱和粘土) &0.20.8~1.0中国矿业大学(北京)地下工程系44 4.3 围岩分级(六)问题及研究方向1.问题指标定性的多、定量的少。如何做到准确、方便、好用?2.研究⑴发展物探手段,增加定量指标。⑵发展分析理论模糊数学~围岩分级; 隧道位移~围岩分级; 人工智能专家系统~围岩分级等。中国矿业大学(北京)地下工程系45 4.4 围岩压力的确定1、什么是围岩压力? 定义:围岩压力:是指引起地下开挖空间 周围岩体和支护变形或破坏的作用力。它包括 由地应力引起的围岩应力以及围岩变形受阻而 作用在支护结构上的作用力。从狭义上来理解, 围岩压力是指围岩作用在支护结构上的压力。 在工程中一般研究狭义的围岩压力。●中国矿业大学(北京)地下工程系46 4.4 围岩压力的确定●分类:按作用力发生形态分为:? 松散压力:? 形变压力: ? 膨胀压力:? 冲击压力:中国矿业大学(北京)地下工程系47 4.4 围岩压力的确定2、围岩松散压力的产生 开挖隧道所引起的围岩松动和破坏的范围 有大有小,对于一般裂隙岩体中的深埋隧道, 其波及范围仅局限在隧道周围一定深度,作用 在支护结构上的围岩松散压力远远小于其上覆 岩层自重所造成的压力,这可用围岩的“成拱 作用”来解释。中国矿业大学(北京)地下工程系48 4.4 围岩压力的确定围岩松动压力的形成(a) 变 形 阶 段 (c) 塌 落 阶 段(b) 松 动 阶 段(d) 成 拱 阶 段中国矿业大学(北京)地下工程系49 4.4 围岩压力的确定围岩松动压力的形成阶段: ? 变形阶段:隧道开挖 后,在围岩应力重分 布过程中,顶板开始 沉陷,并出现拉断裂 纹。变形阶段中国矿业大学(北京)地下工程系50 4.4 围岩压力的确定? 松动阶段:顶板的裂 纹继续发展并且张开, 由于结构面切割等原 因,逐渐转变为松动。松动阶段中国矿业大学(北京)地下工程系51 4.4 围岩压力的确定? 坍塌阶段:顶板岩体 视其强度的不同而逐 步坍塌。坍塌阶段中国矿业大学(北京)地下工程系52 4.4 围岩压力的确定? 成拱阶段:顶板塌落 停止,达到新的平衡, 此时其界面形成一近 似的拱形。坍塌阶段中国矿业大学(北京)地下工程系53 4.4 围岩压力的确定自然拱的范围的大小除受上述的围岩地质 条件、支护结构架设时间、刚度以及它与围 岩的接触状态外,还取决于以下诸因素:(1)隧道的形状和尺寸:隧道拱圈越平坦, 跨度越大,则自然拱越高,围岩松散压力也 越大;中国矿业大学(北京)地下工程系54 4.4 围岩压力的确定(2)隧道的埋深:实践证明,只有当隧道埋深 超过某一临界值时,才有可能形成自然拱。习惯 上称这种隧道为深埋隧道,否则为浅埋隧道。(3)施工因素:如爆破所产生的震动,常常是 引起塌方的重要原因之一,造成围岩压力过大, 又如分部开挖多次扰动围岩,也会引起围岩失稳, 加大自然拱范围。中国矿业大学(北京)地下工程系55 4.4 围岩压力的确定中国矿业大学(北京)地下工程系56 4.4 围岩压力的确定中国矿业大学(北京)地下工程系57 4.4 围岩压力的确定地层负温度中国矿业大学(北京)地下工程系58 4.4 围岩压力的确定3、围岩压力的确定方法围岩压力的确定目前常用有下列三种方法:● 直接量测法 ● 经验法或工程类比法 ● 理论估算法中国矿业大学(北京)地下工程系59 4.4 围岩压力的确定● 直接量测法: 是一种切合实际的方法,对隧道工程而言,也是研究发展的方向;但 由于受量测设备和技术水平的制约,目前还 不能普遍常用。中国矿业大学(北京)地下工程系60 4.4 围岩压力的确定● 经验法或工程类比法: 是根据大量以前工程的实际资料的统计和总结,按不同围岩分级提 出围岩压力的经验数值,作为后建隧道工程确 定围岩压力的依据的方法。是目前使用较多的 方法。中国矿业大学(北京)地下工程系61 4.4 围岩压力的确定● 理论估算法:是在实践的基础上从理论上研究围岩压力的方法。由于地质条件的不确 定性,影响围岩压力的因素多,企图建立一 种完善的和适合各种实际情况的通用围岩压 力理论及计算方法是困难的。中国矿业大学(北京)地下工程系62 4.4 围岩压力的确定⑶ 围岩压力的现场量测现场实测围岩压力的方法很多,可归纳 为两类:直接量测 间接量测中国矿业大学(北京)地下工程系63 4.4 围岩压力的确定●直接量测:主要采用仪器为压力盒、压力传感器等设备。压力盒按工作原理分为以下三类:①机械作用式②电测式③液压式目前使用较多的是钢弦式压力盒。中国矿业大学(北京)地下工程系64 4.4 围岩压力的确定钢弦式测试技术属于“非电量电测法”的范畴,测试 工作系统一般由钢弦式传感器和钢弦频率测定仪组成。 测试系统如图:中国矿业大学(北京)地下工程系65 4.4 围岩压力的确定●钢弦式传感器的基本原理由钢弦内应力的变化转化为钢弦振动频率的 变化。钢弦应力和振动频率的关系如下:1 ? f ? 2L ?式中:为钢弦振动频率 f 为钢弦的长度 L? 为钢弦的密度? 为钢弦所受的张拉应力中国矿业大学(北京)地下工程系66 4.4 围岩压力的确定中国矿业大学(北京)地下工程系67 4.4 围岩压力的确定中国矿业大学(北京)地下工程系68 4.4 围岩压力的确定中国矿业大学(北京)地下工程系69 4.4 围岩压力的确定中国矿业大学(北京)地下工程系70 4.4 围岩压力的确定中国矿业大学(北京)地下工程系71 4.4 围岩压力的确定中国矿业大学(北京)地下工程系72 4.4 围岩压力的确定中国矿业大学(北京)地下工程系73 4.4 围岩压力的确定中国矿业大学(北京)地下工程系74 4.4 围岩压力的确定中国矿业大学(北京)地下工程系75 4.4 围岩压力的确定中国矿业大学(北京)地下工程系76 4.4 围岩压力的确定间接量测:利用量测隧道衬砌的应变、变形 来推算作用在其上的围岩压力的方法,即间接 量测法。如电阻应变片、钢筋应变计、遥测应 变计、混凝土应变砖等。●中国矿业大学(北京)地下工程系77 4.4 围岩压力的确定中国矿业大学(北京)地下工程系78 4.4 围岩压力的确定中国矿业大学(北京)地下工程系79 4.4 围岩压力的确定中国矿业大学(北京)地下工程系80 4.4 围岩压力的确定中国矿业大学(北京)地下工程系81 4.4 围岩压力的确定中国矿业大学(北京)地下工程系82 4.4 围岩压力的确定中国矿业大学(北京)地下工程系83 4.4 围岩压力的确定中国矿业大学(北京)地下工程系84 4.4 围岩压力的确定中国矿业大学(北京)地下工程系85 4.4 围岩压力的确定中国矿业大学(北京)地下工程系86 4.4 围岩压力的确定中国矿业大学(北京)地下工程系87 4.4 围岩压力的确定中国矿业大学(北京)地下工程系88 4.4 围岩压力的确定中国矿业大学(北京)地下工程系89 4.4 围岩压力的确定中国矿业大学(北京)地下工程系90 4.4 围岩压力的确定中国矿业大学(北京)地下工程系91 4.4 围岩压力的确定中国矿业大学(北京)地下工程系92 4.4 围岩压力的确定中国矿业大学(北京)地下工程系93 4.4 围岩压力的确定中国矿业大学(北京)地下工程系94 4.4 围岩压力的确定中国矿业大学(北京)地下工程系95 4.4 围岩压力的确定中国矿业大学(北京)地下工程系96 4.4 围岩压力的确定中国矿业大学(北京)地下工程系97 4.4 围岩压力的确定中国矿业大学(北京)地下工程系98 4.4 围岩压力的确定中国矿业大学(北京)地下工程系99 4.4 围岩压力的确定中国矿业大学(北京)地下工程系100 4.4 围岩压力的确定中国矿业大学(北京)地下工程系101 4.4 围岩压力的确定中国矿业大学(北京)地下工程系102 谢谢!中国矿业大学(北京)地下工程系103
第四章 隧道结构构造 1、 学习目的和要求 通过本章的学习,掌握隧道衬砌的结构...第五章 隧道围岩分级与围岩压力 1、 学习目的和要求 通过本章的学习,了解隧道...(膨胀性岩土,围岩压力。 ) 9、圆形衬砌、直墙式衬砌、曲墙式衬砌各适用于...第四章 1)隧道围岩分类的意义是什么? 围岩分级:隧道设计、施工的基础。主要...围岩分级_冶金/矿山/地质_工程科技_专业资料。重庆交通大学教案第 5 章 隧道围岩分级与围岩压力隧道工程所赋存的地质环境的内涵很广,包括地层特征、地下水状况、开...第四章 围岩分类及围岩压力 第一节 隧道围岩的概念与工程性质一、隧道围岩的...从上述分析说明,围岩的松动压力是和围岩分类成反比的(和围岩 分级成正比) 。在...重点:隧道防排水设施的设计 难点:隧道防排水设施的设计思路与方法的选用 第四章:隧道围岩分级与围岩压力 6 学时 基本要求:讲述隧道围岩的概念、围岩的工程性质及...二次衬砌的承 载能力大于设计总荷载 60% 第 5 章 隧道围岩分级与围岩压力隧道工程所赋存的地质环境的内涵很广,包括地层特征、地下水状况、开挖 隧道前就存在于...围岩分级(见书本 p50) 第四章 地下结构的设计方法和计算原理 1、地下结构的受...在工程中一般研究狭义的围岩压力。 围岩压力可分为围岩垂直压力、围岩水平压力及...第四章 隧道结构构造 9.隧道衬砌类型、适用条件。 10.洞门的作用。 11.洞门...16.结构力学法的基本原理:其设计原理是按围岩分级或由实用公式确定围岩压力,围岩...这种 方法构成了以铁路隧道围岩分级为基础的确定围岩压力的基本方法。 在裂隙围岩中开挖坑道后视围岩结构面的性质而发生岩块滑动、 掉落、 松弛等现象,这是产生围岩...第四章 隧道围岩工程性质、分级与围岩压力 隧道围岩分级与围岩压力:围岩初始应力场;隧道围岩;围岩分级方法及指 标体系;BQ 指标分级;围岩分级中水的处理;围岩压力...
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