隧道圍巖級(jí)別劃分與判定

1、隧道圍巖級(jí)別劃分與判定隧道圍巖分級(jí)就就是評(píng)定圍巖性質(zhì)、判斷隧道圍巖穩(wěn)定性，作為選擇隧道位置、支護(hù)類型的依據(jù)與指導(dǎo)安全施工。1國(guó)標(biāo)錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范圍巖分級(jí)1、1圍巖分級(jí)圍巖級(jí)別的劃分應(yīng)根據(jù)巖石堅(jiān)硬性巖體完整性結(jié)構(gòu)面特征地下水與地應(yīng)力狀況等因素 綜合確定并應(yīng)符合表1、1規(guī)定。表1、1圍巖分級(jí)圍 巖 級(jí) 別主要工程地質(zhì)特征毛洞穩(wěn)定 情況巖體 結(jié)構(gòu)構(gòu)造影響程度，結(jié)構(gòu)面發(fā) 育情況與組合狀態(tài)巖石強(qiáng)度指標(biāo)巖體聲波指標(biāo)巖體 強(qiáng)度 應(yīng)力 比單軸飽 與抗壓 強(qiáng)度(MPa)點(diǎn)何載 強(qiáng)度(MPa)巖體縱 波速度(km/s )巖體完 整性指 標(biāo)I整體 狀及 層間 結(jié)合 良好 的厚 層狀 結(jié)構(gòu)構(gòu)造影響輕微，偶有

2、小斷 層結(jié)構(gòu)面不發(fā)育，僅有 23組,平均間距大于 0、8m ,以原生與構(gòu)造節(jié) 理為主，多數(shù)閉合，無泥質(zhì) 充填,不貫通。層間結(jié)合 良好，一般不出現(xiàn)不穩(wěn)定 塊體602、550、75毛洞跨度510m時(shí)長(zhǎng)期穩(wěn) 定無碎 塊掉落n同 I級(jí) 圍巖 結(jié)構(gòu)同1級(jí)圍巖特征30601 、252、53、75、20、75毛洞跨度510m時(shí)，圍巖 能較長(zhǎng)時(shí) 間(數(shù)月 至數(shù)年) 維持穩(wěn) 定僅出 現(xiàn)局部小 塊掉落塊狀 結(jié)構(gòu) 與層 間結(jié) 合較 好的 中厚 層或 厚層 狀結(jié) 構(gòu)構(gòu)造影響較重，有少量斷 層，結(jié)構(gòu)面發(fā)育，一般 為3組，平均間距0、40、8m，以原生與構(gòu) 造節(jié)理為主多數(shù)閉合，偶 有泥質(zhì)充填，貫通性較差， 有少量軟弱結(jié)構(gòu)

3、面。層間 結(jié)合較好，偶有層間錯(cuò)動(dòng) 與層面張開現(xiàn)象602、53、75、20、5出同 I級(jí) 圍巖 結(jié)構(gòu)同1級(jí)圍巖特征20300、851、253、04、50、752毛洞跨度510m時(shí)圍巖能同n 級(jí)圍 巖塊 狀結(jié) 構(gòu)與 層間 結(jié)合 較好 的中 厚層 或厚 層狀 結(jié)構(gòu)同n級(jí)圍巖塊狀結(jié)構(gòu)與 層間結(jié)合較好的中厚層 或厚層狀結(jié)構(gòu)特征30601、252、503、04、50、50、752維持一個(gè) 月以上的 穩(wěn)定主要 出現(xiàn)局部 掉塊塌落層間 結(jié)合 良好 的薄 層與 軟硬 巖互 層結(jié) 構(gòu)構(gòu)造影響較重結(jié)構(gòu)面發(fā) 育一般為3組平均間距0、20、4m 以構(gòu)造 節(jié)理為主節(jié)理面多數(shù)閉 合少有泥質(zhì)充填巖層為 薄層或以硬巖為主的軟

4、硬巖互層層間結(jié)合良好 少見軟弱夾層層間錯(cuò)動(dòng) 與層面張開現(xiàn)象60（軟 巖 20）2、503、04、50、300 、502碎裂 鑲嵌 結(jié)構(gòu)構(gòu)造影響較重結(jié)構(gòu)面發(fā) 育一般為3組以上平均 間距0、20、4m以構(gòu)造節(jié)理為主節(jié)理面多數(shù)閉合少數(shù)有泥質(zhì)充填塊 體間牢固咬合602、503 04、50、300 、502IV同n 級(jí)圍 巖塊 狀結(jié) 構(gòu)與 層間 結(jié)合 較好 的中 厚層 或厚 層狀 結(jié)構(gòu)同n級(jí)圍巖塊狀結(jié)構(gòu)與 層間結(jié)合較好的中厚層 或厚層狀結(jié)構(gòu)特征10300、421、252、03、50、500、751毛洞跨度 5m時(shí)圍 巖能維持 數(shù)日到一 個(gè)月的穩(wěn) 定主要失 穩(wěn)形式為 冒落或片 幫散塊 狀結(jié) 構(gòu)構(gòu)造影響嚴(yán)重

5、一般為風(fēng) 化卸荷帶結(jié)構(gòu)面發(fā)育一 般為3組平均間距0、40、8m以構(gòu)造節(jié)理卸荷風(fēng)化裂隙為主貫通 性好多數(shù)張開夾泥夾泥 厚度一般大于結(jié)構(gòu)面的 起伏高度咬合力弱構(gòu)成 較多的不穩(wěn)定塊體301 、252、 00、151層間 結(jié)合 不良 的薄 層中 厚層 與軟 硬巖 互層 結(jié)構(gòu)構(gòu)造影響嚴(yán)重結(jié)構(gòu)面發(fā) 育一般為3組以上平均 間距0、20、4m以構(gòu)造風(fēng)化節(jié)理為主大部 分微張（0、51、0mm） 部分張開（1、0mm）有泥質(zhì)充填層間結(jié)合不良 多數(shù)夾泥層間錯(cuò)動(dòng)明顯30（軟 巖 10）1 、252、03、50、200、401碎裂 狀結(jié) 構(gòu)構(gòu)造影響嚴(yán)重多數(shù)為斷 層影響帶或強(qiáng)風(fēng)化帶結(jié) 構(gòu)面發(fā)育一般為3組以 上平均間距0、

6、20、 4m大部分微張（0、 51、0mm）部分張開（1、0mm）有泥質(zhì)充填 形成許多碎塊體301、252、03、50、200 、401V散體 狀結(jié) 構(gòu)構(gòu)造影響很嚴(yán)重多數(shù)為 破碎帶全強(qiáng)風(fēng)化帶破碎 帶交匯部位構(gòu)造及風(fēng)化 節(jié)理密集節(jié)理面及其組 合雜亂形成大量碎塊體 塊體間多數(shù)為泥質(zhì)充填 甚至呈石夾土狀或土夾 石狀550n堅(jiān)硬巖，巖體較完整，塊狀或厚層狀結(jié)構(gòu) 較堅(jiān)硬巖，巖體完整，塊狀整體結(jié)構(gòu)550 451m堅(jiān)硬巖，巖體較破碎，巨塊（石）碎（石）狀鑲嵌結(jié)構(gòu)較堅(jiān)硬巖或較軟硬巖層，巖體較完整，塊狀體或中厚層結(jié)構(gòu)450 351IV堅(jiān)硬巖，巖體破碎，碎裂結(jié)構(gòu)較堅(jiān)硬巖，巖體較破碎破碎，鑲嵌碎裂結(jié)構(gòu)較軟巖或軟硬巖

7、互層，且以軟巖為主，巖體較完整較破碎，中薄層狀結(jié)構(gòu)350 251土體：1、壓密或成巖作用的粘性土及砂性土2、黃土 （Q1、Q2）3、一般鈣質(zhì)、鐵質(zhì)膠結(jié)的碎石土、卵石土、大塊石土V較軟巖，巖體破碎；軟巖，巖體較破碎破碎；極破碎各類巖體。碎、裂狀、松散 結(jié)構(gòu)6060 3030 151551、0好或一般節(jié)理、裂隙、層面整體狀或巨厚層結(jié) 構(gòu)較完整121、0差節(jié)理、裂隙、層面塊狀或厚層狀結(jié)構(gòu)231、0 0、4好或一般塊狀結(jié)構(gòu)較破碎231、0 0、4差節(jié)理、裂隙、層面、小斷層裂隙塊狀或中厚層結(jié)構(gòu)30、4 0、2好鑲嵌碎裂結(jié)構(gòu)一般中、薄層狀結(jié)構(gòu)破碎30、4 0、2差各種類型結(jié)構(gòu)面裂隙塊狀結(jié)構(gòu)0、2般或差碎裂

8、狀結(jié)構(gòu)極破碎無序很差散體狀結(jié)構(gòu)注:平均間距指主要結(jié)構(gòu)面（12組）間距的平均值。2巖體完整程度的定量指標(biāo)用巖體完整性系數(shù)（Kv）表達(dá)。Kv般用彈性波探測(cè)值，若無探測(cè)值時(shí)，可用巖體體積節(jié)理數(shù)（Jv）按表3、2、2-2確定對(duì)應(yīng)的Kv值。表3、2、2-2 Jv與Kv對(duì)照表Jv（條 /m3） 35Kv 0、750、75 0、550、55 0、350、35 0、15V 0、153 Kv與定性劃分的巖體完整程度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可按表3、2、2-3確定。表3、2、2-3 Kv與定性劃分的巖體完整程度的對(duì)應(yīng)關(guān)系Kv0、750、75 0、550、 550、 350、35 0、1590Kv+30時(shí)應(yīng)以Rc=90Kv+3

9、0與Kv代入計(jì)算 BQ值。2 當(dāng) Kv0、04RC+0、4 時(shí)應(yīng)以 Kv=0、04Rc+0、4 與 Rc代入計(jì)算 BQ 值。圍巖詳細(xì)定級(jí)時(shí)，如遇下列情況之一，應(yīng)對(duì)巖體基本質(zhì)量指標(biāo)（BQ）進(jìn)行修正：1 有地下水；2圍巖穩(wěn)定性受軟弱結(jié)構(gòu)面影響，且由一組起控制作用；3 存在咼初始應(yīng)力。圍巖基本質(zhì)量指標(biāo)修正值BQ,可按式（3、2、4）計(jì)算：BQ=BQ-100（K1+K2+K3）（3、2、4）式中:BQ圍巖基本質(zhì)量指標(biāo)修正值；BQ圍巖基本質(zhì)量指標(biāo)；K1地下水影響修正系數(shù)；K2主要軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀影響修正系數(shù)；K3初始應(yīng)力狀態(tài)影響修正系數(shù)。K1、K2、K3值，可分別按表 3、2、3-1、表3、2、3-2、表

10、3、2、3-3確定。無表中所 示情況時(shí)，修正系數(shù)取零。表3、2、3-1地下水影響修正系數(shù)K1BQ地下水出水狀態(tài)-7450450351350251250潮濕或點(diǎn)滴狀出水00、10、2 0、30、4 0、6淋雨?duì)罨蛴苛鳡畛鏊?，?壓0、1Mpa或單位出水 量 0、1Mpa或單位出水 量 10L/min ?m0、20、4 0、60、7 0、91、0表3、2、3-2主要軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀影響修正系數(shù)K2結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀及其與洞軸線的組合關(guān)系結(jié)構(gòu)面走向與洞軸線夾 角60 ,結(jié)構(gòu)面傾角 75 其它組合K20、4 0、60 0、20、2 0、4表3、2、3-3初始應(yīng)力狀態(tài)影響系數(shù)K3BQ初始應(yīng)力狀態(tài) 75505504

11、51450351350251250極高應(yīng)力區(qū)1、01、01、0 1、51、 01、51、0高應(yīng)力區(qū)0、50、50、50、 51、00、5 1、0圍巖極高及高初始應(yīng)力狀態(tài)的評(píng)估，可按表3、2、3-4規(guī)定進(jìn)行。表3、2、3-4高初始應(yīng)力地區(qū)圍巖在開挖過程中出現(xiàn)的主要現(xiàn)象應(yīng)力情況主要現(xiàn)象RC/ (jnax極高應(yīng)力1、 硬質(zhì)巖：開挖過程中時(shí)有巖爆發(fā)生，有巖塊彈出，洞 壁巖體發(fā)生剝離，新生裂縫多，成洞性差2、軟質(zhì)巖：巖芯常有餅化現(xiàn)象，開挖過程中洞壁巖體有 剝離，位移極為顯著，甚至發(fā)生大位移，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，不 易成洞370、222堅(jiān)硬較堅(jiān)硬巖，結(jié)核一般；較軟巖，結(jié)合好37 290、22 0、123堅(jiān)硬較堅(jiān)硬

12、巖，結(jié)核差；較軟巖軟巖，結(jié)合一般29 190、12 0、084較堅(jiān)硬較軟巖，結(jié)核差結(jié)合很差；軟巖,結(jié)合差；軟質(zhì)巖的泥化面19 130、08 0、055較堅(jiān)硬巖及全部軟質(zhì)巖，結(jié)合很差；軟質(zhì)巖泥化層本身130、053、 2、 5各級(jí)圍巖的自穩(wěn)能力宜根據(jù)圍巖變形量測(cè)與理論計(jì)算分析來評(píng)定，也可按表3、2、5作出大致的評(píng)判。表3、2、5隧道各級(jí)圍巖自穩(wěn)能力判斷圍巖級(jí) 別自穩(wěn)能力I跨度20m,可長(zhǎng)期穩(wěn)定，偶有掉塊，無塌方n跨度10m20m,可基本穩(wěn)定，局部可發(fā)生掉塊或小塌方 跨度10m，可長(zhǎng)期穩(wěn)定，偶有掉塊出跨度10m20m,可穩(wěn)定數(shù)日1個(gè)月，可發(fā)生小中塌方跨度5m20m,可穩(wěn)定數(shù)月，可發(fā)生局部塊體位移及

13、小中塌方 跨度5m,可基本穩(wěn)定IV跨度5m,一般無自穩(wěn)能力，數(shù)日數(shù)月內(nèi)可發(fā)生松動(dòng)變形位移、小塌方，進(jìn)而發(fā)展為及中大塌方埋深小時(shí)，以拱部松動(dòng)破壞為主，埋深大時(shí)，有明顯塑性流動(dòng)變形與擠壓 破壞；跨度小于5m,可穩(wěn)定數(shù)日1個(gè)月V無自穩(wěn)能力，跨度5m或更小時(shí)，可穩(wěn)定數(shù)日無自穩(wěn)能力3 注:小塌方：塌方高度3m,或塌方體積30m。一一一3 中塌方：塌方高度36m,或塌方體積30100m。3 大塌方：塌方高度6m,或塌方體積100m。5、2Q系統(tǒng)簡(jiǎn)要用法介紹Q分類法主要考察圍巖結(jié)構(gòu)、 完整性與應(yīng)力情況及其對(duì)應(yīng)的 6個(gè)參數(shù)，通過公式（5、2-1） 計(jì)算得到Q值,每一個(gè)Q值都反映所在掌子面處的圍巖情況 ，為了更

14、具有代表性,Q值可以就 是一個(gè)范圍。但Q分類法中參數(shù)取值也就是通過給定性描述賦權(quán)值的方法進(jìn)行，所以在實(shí)施中也難免帶有人為因素，同時(shí)Q系統(tǒng)建議的比較經(jīng)濟(jì)的隧道支護(hù)方法，由于種種原因在我國(guó)還沒有得到，它可以作為我有效與推廣應(yīng)用。盡管如此，Q系統(tǒng)的分類方法能給圍巖的好壞賦于一個(gè)數(shù)值 國(guó)隧道分類方法的一個(gè)有益補(bǔ)充 ，使圍巖分類的結(jié)果更貼近實(shí)際地質(zhì)情況。（5、 2-1）Q RQD ? Jr ? Jw Jn Ja SRF 式中:QN、Barton巖質(zhì)評(píng)定系數(shù)；RQD巖體質(zhì)量指標(biāo)；Jn 巖體組數(shù);Jr節(jié)理粗糙度；Ja節(jié)理蝕變系數(shù)；Jw節(jié)理折減系數(shù)；SRF應(yīng)力折減系數(shù)。RQDJr式中，第一個(gè)商數(shù)（）表示巖體的完整性；第二個(gè)商數(shù)（一）表示結(jié)構(gòu)面形態(tài)，充填物特JnJa征及次生變化程度；第三個(gè)商數(shù)（亠W）表示水與應(yīng)力存在時(shí)對(duì)巖體質(zhì)量的影響。SRF下面簡(jiǎn)述各個(gè)系數(shù)所代表的意義與取值方法。（1）RQD值，巖體質(zhì)量指標(biāo)。RQD就是Deree推薦了一種在鉆進(jìn)時(shí)統(tǒng)計(jì)巖體質(zhì)量指標(biāo)（RockQuality Designati