（一）相对均质区结构面概化
前已述及的相对均质区结构面的基本特性，说明了把相对均质区的有限深度（一次灌浆或排水深度）内的同组结构面概化成连续的或是产状不变的情况，是与相对均质区结构面发育的实际情况相符的。
（二）优选岩体加固三维方向的基本原理
在优选岩体加固三维方向时，需要建立包括6个要素之间的关系式。
利用6个要素之间的关系，找出h1 与h2 的比值，即找出从比值大小来优选岩体加固的三维方向。也就是说在相对均质区内，要搜索h2 最小的方向，即沿这个方向可以穿越较多的裂隙。
在相对均质区内，任选一个调查点，从调查点辐射出去，可以有360个方向（如果每1°为一个单位）；在调查点的剖面上，沿每度辐射可以有90个方位（倾向）的变化。这样就可以组合成32400个不同方位和倾角的三维辐射线（方向）。这32400 个三维方向，是我们优选岩体加固方向的基础。
根据实际需要，可以30′、1°或10°作为计算单位的进行分割。在一般情况，根据大量的计算结果分析，以10°为分割单位的计算精度就足够了。
在实际工作中，设计者所需要的岩体加固仰倾角在±15°、0°、±30°直到±80°范围内变化；所需要的岩体加固范围，可以说是在全方位内变化的。
在最大需要的情况下，可以按10°为一个计算单位，即岩体加固方向从0°～360°，岩体加固倾角从0°～90°进行计算。计算成果是324 个岩体加固三维方向上的效益系数。我们可以从这324 个效益系数选择较优的三维方向进行岩体加固。
（三）在地下洞室内加固钻孔的定位
在（一）、（二）部分内，论述了从形似伞型孔中选择较优的加固孔产状。而在地下洞室内，加固孔的整体似从球心向外辐射的辐射孔，从大量的辐射孔中选择岩壁的加固孔。这个问题的解决，首先应解决加固孔的定位问题。
第一步是把球形孔群化解为一系列与围岩直交或稍有仰倾角的伞形加固孔；第二步是确定标准斜面，找出一系列加固孔面与围岩交线的产状；第三步是确定加固孔面的产状；第四步确定分布在各个加固孔面上的加固孔产状；最后一步用伞形孔计算程序选择较优的加固孔产状。
（四）GJMZ 软件说明
水利水电工程斜孔灌浆、排水与岩体加固实用工程软件，简称GJMZ软件，为水利部黄委会勘测规划设计研究院独家研制的一套具有全新理论与内容的实用工程软件。它是在分析岩体结构面的空间分布规律的基础上，研制出的如何选择钻孔产状才能与结构面产状成为最佳结合，进而获得最佳的灌浆、排水与岩体加固效果的。GJMZ已应用或部分应用于小浪底等工程的GIN灌浆试验、渗控工程，导流洞、进水口塔基、消力塘排水洞等地段的灌浆、排水与岩体加固斜孔产状设计，取得了良好的效果。该软件由马国彦教授推导一系列公式后编制而成，名之为GJMZ 软件包。
1.GJMZ 软件说明
（1）声明。GJMZ软件为我们独家研制的软件。
（2）硬件支持与软件环境。GJMZ 的硬件支持为586 以上微机，应配有相应的输出及绘图设备，在Windows环境下运行。
（3）软件安装。GJMZ 含有一个简单的安装程序（共2 张软盘），安装GJMZ 软件包时，将软盘插入A驱动器中，在资源管理器中双击A：\setup.exe文件即可。
安装完毕后，将自动显示安装成功提示。
（4）GJMZ模块。第一张屏幕是标题屏幕，它具备操作简单的人机对话框形式，其主要模块如下：
1）主模块Main Module。这是GJ MZ的总控制模块，将数据的输入、计算处理、成果图绘制及输出联为一体，构成一个系统的软件包。
2）读文件Read File。该项功能主要是数据的输入，包括斜孔和结构面数据文件以及隙宽、迹长的控制变量等。
3）计算模块Compute GJMZ. EXE。该模块的主要功能是负责计算各种斜孔设计产状和地质结构面组合情况下的效益系数值，包括斜孔灌浆、斜孔排水斜孔加固岩体3 种工况下的效益系数值。
4）绘图模块Plot。该模块的主要功能是绘制成果图，为有关人员提供分析图件。包括：裂隙极点图、效益系数图、等球面积投影图和GIN 灌浆强度值限制曲线图。
（5）GJMZ文件及数组、变量说明。GJMZ应用了两个文件：
1）斜孔数据文件HOLE.DAT；
2）节理、裂隙数据文件FISSURE.DAT。
（6）GJMZ 的数组有：
1）XHOLE（I，J），表示斜孔的倾向、倾角；
2）XFISSURE（I，J），表示节理或裂隙的倾向、倾角。
（7）GJMZ应用的变量有：
1）MM控制变量，MM=0不考虑隙宽；
2）N控制变量，设计斜孔的个数。
3）NI控制变量，输入节理、裂隙的条数。
4）DW1控制变量，隙宽标准值。
5）DW2控制变量，迹长标准值。
2.运行GJMZ
GJMZ安装完毕后，进入Windows环境，用鼠标器连击GJMZ图标，即可进入GJMZ系统。
GJMZ呈现给用户的第一张屏幕是标题屏幕。见图10-9。屏幕下方给出了5 个可选按钮。
图10-9 GJMZ 标题屏幕
图10-10 GJMMZ 软件说明界面
若选择“斜孔灌浆”图标，则下拉出图10-11 菜单。
数据录入，要求输入本次计算的数据文件。
“计算处理”按钮则下拉出下一步子菜单，只需按照图10-12的要求输入即可。击中“确定”按钮则给出本次的斜孔产状优选计算结果。
“图形绘制”图标则下拉出图10-13菜单，用户可根据需要绘制所需图形并打印。
若选择“斜孔排水”按钮，其操作过程基本同“斜孔灌浆”，用户可仿照进行（图10-14）。
图10-11 斜孔灌浆界面菜单
图10-12 数据文件输入格式界面菜单
若选择“参数计算”按钮，则可计算灌浆所需的一些基本参数，如浆液扩散半径、最大容许灌浆容量和绘制灌浆强度值限制曲线等。
（五）GJMZ 软件应用实例
本节介绍GJMZ的应用实例，供大家参考。
“软件说明”图标，给出了该软件的基本功能简介（图10-10）。
本实例为小浪底工区某一斜孔灌浆段的一部分。(www.xing528.com)
该段经地质素描，共有51条裂隙。
图10-13 GJMZ图形绘制界面菜单
图10-14 斜孔排水界面菜单
请按以下格式输入原始数据：
第一行：51 表示节理或裂隙的条数，0.5 为本段的隙宽（或迹长）。
第二行：第一个数表示裂隙的倾向，第二个数为倾角，第三个数为隙宽（或隙长）。
输入完原始数据后，进入计算处理，用户可根据不同的设计要求输入斜孔倾角。
图10-15 裂隙极点投影图
输入隙宽和迹长控制变量时请注意：
控制变量输入0，表示计算结果不考虑隙宽和迹长；
控制变量输入1，表示计算结果考虑了裂隙宽度参数；
控制变量输入2，表示计算结果考虑了裂隙长度参数。
本实例的计算成果分别在图10-15～图10-19、表10-3 和表10-4 中予以表示和说明。
图10-16 等面积投影图
图10-17 斜孔效益系数图（不考虑隙宽）
图10-18 斜孔效益系数图（考虑隙宽）
由上述计算结果分析可知，对于本地段的斜孔灌浆，在350°～30°方向之间，含有效益系数最大，灌浆效果最佳的产状，而在240°～260°方向上，含有效益系数最小，相应的灌浆效果最差的产状，工作人员可用一系列斜孔倾角进行计算，以便进行多种方案的斜孔产状的优选。
表10-3小浪底地下厂房某排水段优选斜孔方位的计算成果
工程名称：小浪底水利枢纽
斜孔方位优选计算结果：
本次计算输入的节理、裂隙数据文件名为：
a：\m2.dat
计算采用的斜孔倾角AA 和控制变量MM 分别为：
表10-3 小浪底地下厂房某排水段优选斜孔方位的计算成果（70 0）
表10-4 小浪底某灌浆段优选斜孔方位的计算成果
工程名称：小浪底水利枢纽
斜孔方位优选计算结果：
本次计算输入的节理、裂隙数据文件名为：
a：\m2.dat
计算采用的斜孔倾角AA 和控制变量MM 分别为：
表10-4 小浪底某灌浆段优选斜孔方位的计算成果（70 1）
（六）GJM 软件的应用说明
GJMZ软件包于1999年应用以来，取得了许多可喜成果，但计算比较复杂，有时需要经过四大步骤才能完成。经马国彦于2001年修改一系列计算公式后，由中国银行河南分行电脑处马瑞编制而成GJM软件包。或者可称谓针对性岩体加固GJM软件包。
1.针对性岩体加固软件特点之一
这里所谓的针对性是区别于以往的不考虑地质条件的加固方法，该计算软件的编制充分考虑了地质条件，特别是被加固岩体的透水、透浆条件。它主要适用于隧洞及地下厂房的围岩加固，同样也适用于坝基、坝肩的岩体加固。
将被加固岩体相对均质区内的透水结构面（为地下水排水计算）或透浆结构面（为灌浆而进行的计算）输入到软件中，该软件的计算结果，可以把洞周围16 个伞形比较孔群点中最大效益系数比较孔的产状表示出来（表10-5）。进而可以作出16个点的最大效益系数曲线。
表10-5 洞周各比较孔的最佳产状表
续表
图10-20 钢管段各点位最佳产状效益系数图（0+260～0+170）
30°— 16 个点位上最佳钻孔产状的效益系数曲线；—— 原设计钻孔的效益系数；→— 洞周4 孔方案各孔的效益系数；— ·→— 洞周5 孔方案各孔的效益系数；25°∠20°— 加固孔产状；619—效益系数
当隧洞的加固点确定（或拟定）下来以后，暂把钻孔点画在洞周上（该洞周上有16 个比较点），将两洞周叠置在一起，将暂定孔的洞周置于其上，并将其旋动，直到暂定孔都位于与最大和较大效益系数孔相对应的地方为止，相应的效益系数即为拟钻孔的效益系数（图10-20）。
2.针对性岩体加固软件特点之二
该软件主要适用于基岩边坡加固。
该计算程序由4 个小程序组成。它们分别针对基岩边坡倾角60°、70°、80°和90°而编制的。
首先将被加固边坡的软弱结构面的倾向、倾角和隙宽资料输入到计算机内，在所得的计算成果中，可以显示出最优加固钻孔的产状。
在计算成果中，显示出一系列不同方位、不同倾角的较优钻孔产状。对于锚杆和排水钻孔，在影响效益系数不大的情况下，为了施工方便要尽可能选用向坡外倾斜的钻孔；对于灌浆钻孔，要尽可能选用向坡内倾斜的钻孔。
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