
隧道围岩级别划分与判定.doc
11页隧道围岩级别划分与判定隧道围岩分级就是评定围岩性质、判断隧道围岩稳定性,作为选择隧道位置、支护类型的依据和指导安全施工1国标《锚杆喷射混凝土支护技术规范》围岩分级1.1围岩分级围岩级别的划分应根据岩石坚硬性岩体完整性结构面特征地下水和地应力状况等因素综合确定并应符合表1.1规定表1.1围岩分级围tU岩级别主要工程地质特征毛洞稳定情况岩体结构构造影响程度,结构面发育情况和组合状态岩石强度指标岩体声波指标岩体强度应力比单轴饱和抗压强度(MPa)点荷载强度(MPa)岩体纵波速度(km/s)岩体完整性指标I整体状及层间结合良好的厚层状结构构造影响轻微,偶有小断层结构面不发育,仅有2~3组,平均间距大于0.8m,以原生和构造节理为主,多数闭合,无泥质充填,不贯通层间结合良好,一般不出现不稳定块体>60>2.5>5>0.75毛洞跨度5~10m时长期稳定,无碎块掉落II琢岩构同围结同I级围岩特征30~601.25~2.53.7~5.2>0.75毛洞跨度5~10m时,围岩能较长时间(数月至数年)维持稳定,仅出现局部小块掉落块状结构和层间结合较好的中厚层或厚层状结构构造影响较重,有少量断层,结构面发育,一般为3组,平均间距0.4~0.8m,以原生和构造节理为主,多数闭合,偶有泥质充填,贯通性较差,有少量软弱结构面。
层间结合较好,偶有层间错动和层面张开现象>60>2.53.7〜5.2>0.5mm岩构同围结同I级围岩特征20~300.85〜1.253.0〜4.5>0.75>2毛洞跨度5~10m时围岩能维持一个月以上的稳定主要出现局部掉块塌落同u级围岩块状结构和层间结合较好的中厚层或厚层状结构同U级围岩块状结构和层间结合较好的中厚层或厚层状结构特征30~601.25~2.503.0〜4.50.5~0.75>2层间结合良好的薄层和软硬岩互层结构构造影响较重结构面发育一般为3组平均间距0.2〜0.4m以构造节理为主节理面多数闭合少有泥质充填岩层为薄层或以硬岩为主的软硬岩互层层间结合良好少见软弱夹层层间错动和层面张开现象>60(软岩>20)>2.503.0〜4.50.30~0.50>2碎裂镶嵌结构构造影响较重结构面发育一般为3组以上平均间距0.2~0.4m以构造节理为主节理面多数闭合少数有泥质充填块体间牢固咬合>60>2.5030~4.50.30~0.50>2IV同u级围岩块状结构和层间结合较好的中厚层或厚层状结构同U级围岩块状结构和层间结合较好的中厚层或厚层状结构特征10~300.42~1.252.0〜3.50.50〜0.75>1毛洞跨度5m时围岩能维持数日到一个月的稳定主要失稳形式为冒落或片帮散块状结构构造影响严重一般为风化卸荷带结构面发育一般为3组平均间距0.4〜0.8m以构造节理卸荷风化裂隙为主贯通性好多数张开夹泥夹泥厚度一般大于结构面的起伏高度咬合力弱构成较多的不稳定块体>30>1.25>2.0>0.15>1层间结合不良的薄层中厚层和软硬岩互层结构构造影响严重结构面发育一般为3组以上平均间距0.2〜0.4m以构造风化节理为主大部分微张(0.5〜1.0mm)部分张开(1.0mm)有泥质充填层间结合不良多数夹泥层间错动明显>30(软岩>10)>1.252.0〜3.50.20~0.40>1碎裂状结构构造影响严重多数为断层影响带或强风化带结构面发育一般为3组以上平均间距0.2〜0.4m大部分微张(0.5~1.0mm)部分张开(1.0mm)有泥质充填形成许多碎块体>30>1.252.0~3.50.20~0.40>1V散体状结构构造影响很严重多数为破碎带全强风化带破碎带交汇部位构造及风化节理密集节理面及其组合杂乱形成大量碎块体<2.0毛洞跨度5时围岩稳定时间很块体间多数为泥质充填甚至呈石夹土状或土夹石状短约数小时至数日注1围岩按定性分级与定量指标分级有差别时一般应以低者为准。
2 本表声波指标以孔测法测试值为准如果用其他方法测试时可通过对比试验进行换算3 层状岩体按单层厚度可划分为厚层大于0.5m中厚层0.1~0.5m4 薄层小于0.1m一般条件下确定围岩级别时应以岩石单轴湿饱和抗压强度为准当洞跨小于5m,服务年限小于10年的工程确定围岩级别时可采用点荷载强度指标代替岩块单轴饱和抗压强度指标可不做岩体声波指标测试5 测定岩石强度做单轴抗压强度测定后可不做点荷载强度测定3公路隧道围岩分级3.1公路隧道围岩分级围岩级别可根据调查、勘探、试验等资料、岩石隧道的围岩定性特征、围岩基本质量指标(BQ)或修正的围岩质量指标[BQ]值、土体隧道中的土体类型、密实状态等定性特征,按表3.1确定当根据岩体基本质量定性划分与(BQ)值确定的级别不一致时,应重新审查定性特征和定量指标计算参数的可靠性,并对它们重新观察、测试在工程可行性研究和初勘阶段,可采用定性划分的方法或工程类比方法进行围岩级别划分表3.1公路隧道围岩分级围山岩级别围岩或土体主要定性特征围岩基本质量指标(BQ)或修正的围岩基本质量指标[BQ]I坚硬岩,岩体完整,巨整体状或巨厚层状结构>550n坚硬岩,岩体较完整,块状或厚层状结构较坚硬岩,岩体完整,块状整体结构550~451m坚硬岩,岩体较破碎,巨块(石)碎(石)状镶嵌结构较坚硬岩或较软硬岩层,岩体较完整,块状体或中厚层结构450~351IV坚硬岩,岩体破碎,碎裂结构较坚硬岩,岩体较破碎~破碎,镶嵌碎裂结构较软岩或软硬岩互层,且以软岩为主,岩体较完整〜较破碎,中薄层状结构350~251土体:i.压密或成岩作用的粘性土及砂性土2•黄土(Qi、Q2)3.—般钙质、铁质胶结的碎石土、卵石土、大块石土V较软岩,岩体破碎;软岩,岩体较破碎〜破碎;极破碎各类岩体。
碎、裂状、松散结构<250一般第四系的半干硬至硬塑的黏性土及稍湿至潮湿的碎石土,卵石土、圆砾、角砾土及黄土(Q3、Q4)非粘性土呈松散结构、黏性土及黄土呈松软结构软塑状粘性土及潮湿、饱和粉细砂层、软土等注:本表不适用于特殊条件的围岩分级,如膨胀性围岩、多年冻土等3.2围岩分级的主要因素公路隧道围岩分级的综合评判方法采用两步分级,并按以下顺序进行:(1)根据岩石的坚硬程度和岩体完整程度两个基本因素的定性特征和定量的岩体基本质量指标(BQ),综合进行初步分级2)对围岩进行详细定级时,应在岩体基本质量分级基础上,考虑修正因素的影响修正岩体基本质量指标值⑶按修正后的岩体基本质量指标[BQ],结合岩体的定性特征综合评判,确定围岩的详细分级3.2.1岩石坚硬程度1 岩石坚硬程度可按表定性划分表3.2.1-1岩石坚硬程度的定性划分名称定性鉴定代表性岩石硬质山岩坚硬山岩锤击声清脆,有回弹,震手,难击碎;浸水后,大多无吸水反应未风化〜微风化的花岗岩、正长岩、闪长岩、辉绿岩、玄武岩、安山岩、片麻岩、石英片岩、硅质板岩、石英岩、硅质胶结的砾岩、石英砂岩、硅质石灰岩等较坚硬岩锤击声较清脆,有轻微回弹,稍震手,较难击碎;浸水后,有轻微吸水反应1弱风化的坚硬岩;2未风化〜微风化的熔结凝灰岩、大理岩、板岩、白云岩、石灰岩、钙质胶结的砂页岩等软质山岩较软山岩锤击声不清脆,无回弹,较易击碎;浸水后,指甲可刻出印痕1强风化的坚硬岩;2弱风化的较坚硬岩;3未风化〜微风化的凝灰岩、千枚岩、砂质泥岩、泥灰岩、泥质砂岩、粉砂岩、页岩等软岩锤击声哑,无回弹,有凹痕,易击碎;浸水后,手可掰开1强风化的坚硬岩;2弱风化〜强风化的较坚硬岩;3弱风化的较软岩;4未风化的泥岩等极软山岩锤击声哑,无回弹,有较深凹痕,手可捏碎;浸水后,可捏成团1全风化的各种岩石;2各种半成岩2岩石坚硬程度定量指标用岩石单轴饱和抗压强度(Rc)表达。
Rc—般采用实测值,若无实测值时,可采用实测的岩石点荷载强度指数Is的换算值,即按式(321)计算:(50)Rc=Is0.75(3.2.1)(50)3Rc与岩石坚硬程度定性划分的关系,可按表确定表与岩石坚硬程度定性划分的关系Rc(MPa)>6060〜3030〜1515〜5<5坚硬程度坚硬岩较坚硬岩较软岩软岩极软岩3.2.2岩体完整程度1岩石完整程度可按表定性划分表3.2.2-1岩体完整程度的定性划分名称结构面发育程度主要结构面的结合程度主要结构面类型相应结构类型组数平均间距(m)完整1〜2>1.0好或一般节理、裂隙、层面整体状或巨厚层结构较完整1〜2>1.0差节理、裂隙、层面块状或厚层状结构2〜31.0〜0.4好或一般块状结构较破碎2〜31.0〜0.4差节理、裂隙、层面、小断层裂隙块状或中厚层结构>30.4〜0.2好镶嵌碎裂结构一般中、薄层状结构破碎>30.4〜0.2差各种类型结构面裂隙块状结构<0.2一般或差碎裂状结构极破碎无序很差散体状结构注:平均间距指主要结构面(1〜2组)间距的平均值2岩体完整程度的定量指标用岩体完整性系数(Kv)表达Kv—般用弹性波探测值,若无探测值时,可用岩体体积节理数(Jv)按表确定对应的Kv值。
表322-2Jv与Kv对照表Jv(条/m3)<33〜1010〜2020〜35>35Kv>0.750.75〜0.550.55〜0.350.35〜0.15<0.153Kv与定性划分的岩体完整程度的对应关系,可按表确定表322-3Kv与定性划分的岩体完整程度的对应关系Kv>0.750.75〜0.550.55〜0.350.35〜0.15<0.15完整程度完整较完整较破碎破碎极破碎4岩体完整程度的定量指标Kv、Jv的测试和计算方法岩体完整性指标Kv,应针对不同的工程地质岩组或岩性段,选择有体表性的点、段,测试岩体弹性纵波速度,度应在同一岩体取样测定岩石纵波速度按下式计算:Kv=(V/V)2pmpr式中:V——岩体弹性纵波速度(km/s)pmV——岩石弹性纵波速度(km/s)pr岩体体积节理数Jv(条/m3),应针对不同的工程地质岩组或岩性段,选择有代表性的露头或开挖壁面进行节理(结构面)统计除成组节理外,对延伸长度大于1m的分散节理亦应予以统计已为硅质、铁质、钙质充填再胶结的节理不予统计每一测点的统计面积不应小于2mX5m岩体值Jv应根据节理统计结果按下式计算Jv=S1+s2++Sn+Sk式中:Sn——第n组节理每米长测线上的条数;Sk每立方米岩体非成组节理条数(条/m3)。
围岩基本质量指标(BQ)应根据分级因素的定量指标Rc值和Kv值,按式(323)计算:BQ=90+3Rc+250Kv(3.2.3)使用式(3.2.3)时,应遵守下列限制条件:1 当Rc>90。












