鐵路隧道圍巖分級方法

1、鐵路隧道圍巖分級方法鐵路隧道圍巖分級圍 巖 級 別圍巖主要，程地質(zhì)條件圍巖開挖后的 穩(wěn)定狀態(tài)（單線）圍巖彈性 縱波速度u p（km/s）主要，程地質(zhì)特征結(jié)構(gòu)特征 和完整狀態(tài)I極硬巖（單軸飽和抗壓強度 RC>60MPa）: 受地質(zhì)構(gòu)造影響輕微， 節(jié)理不發(fā)育，無軟弱 面（或夾層）；層狀巖層為巨厚層或厚層， 層間結(jié)合良好，巖體完整呈巨塊狀整體結(jié) 構(gòu)圍巖穩(wěn)定，無坍塌，可 能產(chǎn)生巖爆>4.5n硬質(zhì)巖（RC>30MPa）:受地質(zhì)構(gòu)造影響較 重，節(jié)理較發(fā)育，有少量軟弱面（或夾層） 和貫通微張節(jié)理但其產(chǎn)狀及組合關(guān)系不致 產(chǎn)生滑動；層狀巖層為中厚層或厚層， 層間 結(jié)合一般，很少有分離現(xiàn)象，或為

2、硬質(zhì)巖石 偶夾軟質(zhì)巖石呈巨塊或大塊狀 結(jié)構(gòu)暴露時間長，可能會出 現(xiàn)局部小坍塌；側(cè)壁穩(wěn) 定，層間結(jié)合差的平緩 巖層，頂板易塌落4.5 3.5m硬質(zhì)巖（RC>30MPa）:受地質(zhì)構(gòu)造影響嚴(yán) 重，節(jié)理發(fā)育，有層狀軟弱面（或夾層）但 其產(chǎn)狀及組合關(guān)系不致產(chǎn)生滑動；層狀巖層 為薄層或中厚層，層間結(jié)合差，多有分離現(xiàn) 象，硬質(zhì)、軟質(zhì)巖石互層呈塊（石）碎（石） 狀鑲嵌結(jié)構(gòu)拱部無支護時可能產(chǎn) 生小坍塌；側(cè)壁基本穩(wěn) 定，爆破震動過大易塌2.5 4.0較軟巖（RC=1530MPa）:受地質(zhì)構(gòu)造影 口赧重，節(jié)理較發(fā)育，層狀巖層為薄層、中 厚層、厚層，層間結(jié)合一般呈大塊狀結(jié)構(gòu)w硬質(zhì)巖（RC>30MPa）:受

3、地質(zhì)構(gòu)造影響極 嚴(yán)重，節(jié)理很發(fā)育，層狀軟弱面（或夾層） 已基本破壞呈碎石狀壓碎結(jié) 構(gòu)拱部無支護時可能產(chǎn) 生較大坍塌；側(cè)壁后時 失去穩(wěn)定1.5 3.0軟質(zhì)巖（RO 530MPa）:受地質(zhì)構(gòu)造影響 嚴(yán)重，節(jié)理發(fā)育呈塊（石）碎（石） 狀鑲嵌結(jié)構(gòu)土體：1.具壓密或成巖作用的黏性土、粉土及砂類土；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1和2呈大塊狀壓 密結(jié)構(gòu)，3呈巨塊 狀整體結(jié)構(gòu)V巖體：軟巖，巖體破碎至極破碎； 全部極軟 巖及全部極破碎巖（包括受構(gòu)造影響嚴(yán)重的 破碎帶）呈角礫碎石狀松 散結(jié)構(gòu)圍巖易坍塌，處理不當(dāng) 會出現(xiàn)大坍塌，側(cè)壁經(jīng) 常小坍塌；淺埋時易出 現(xiàn)地表卜

4、沉（陷）或塌 至地表1.5 3.0土體：一般第四系堅硬、 硬塑黏性土，稍密 及以上、稍濕或潮濕的碎石土、 卵石土、圓 礫土、角礫土、粉土及黃土（ Q3、Q4）非黏性土呈松散 結(jié)構(gòu)，黏性土及黃 土呈松軟結(jié)構(gòu)VI巖體：受構(gòu)造影響嚴(yán)重呈破碎、角礫及粉末、 泥土狀的斷層帶黏性土呈易蠕動 的松軟結(jié)構(gòu)，砂性 土呈潮濕松散結(jié) 構(gòu)圍巖極易易坍塌變形， 有水時土砂常與水一 起涌出；淺埋時易塌至 地表或塌至地表V 1.0（飽和狀態(tài)的土 V1.5）土體：軟塑狀黏性土，飽和的粉土、砂類土 等注：1表中 圍巖級別”和 圍巖主要工程地質(zhì)條件”欄，不包括膨脹性圍巖、多年凍土等特殊;2關(guān)于隧道圍巖分級的基本因素和圍巖基本分級

5、及其修正，可按本規(guī)范附錄A的方法確定。附錄A鐵路隧道圍巖基本分級A.1圍巖基本分級A.1.1分級因素及其確定方法應(yīng)符合下列規(guī)定：1圍巖基本分級應(yīng)由巖石堅硬程度和巖體完整程度兩個因素確定；2巖石堅硬程度和巖體完整程度，應(yīng)采用定性劃分和定量指標(biāo)兩種方法綜合確定。A.1.2巖石堅硬程度可按表 A.1.2劃分。表A.1.2巖石堅硬程度的劃分圍巖 類別單軸飽和抗壓強度Rc (MPab)定性鑒定代表性巖石硬 質(zhì)巖極 硬 巖Rc>60錘出聲清脆，錘擊有回彈， 震手，難擊碎，浸水后大多 無吸水反應(yīng)未風(fēng)化或微風(fēng)化的花茴巖、片麻巖、閃長巖、石 央石、硅質(zhì) 灰?guī)r、硅質(zhì)膠結(jié)的砂巖或礫石等硬 巖30 V Rc&l

6、t; 60錘出聲較清脆，錘擊有輕微 的回彈，稍震手，較難擊碎， 浸水后有輕微的吸水反應(yīng)弱風(fēng)化的極硬巖；未風(fēng)化或微風(fēng)化的溶結(jié)凝灰 巖、大理巖、板巖、白云巖、灰?guī)r、鈣質(zhì)膠結(jié) 的砂巖、結(jié)晶顆粒較粗的巖漿巖等軟 質(zhì) 巖較 軟 巖15 V Rc< 30錘擊聲不清脆，錘擊無回 彈，較易擊碎，吸水明顯， 浸水后指甲可劃出痕跡強風(fēng)化的極硬巖；弱風(fēng)化的硬巖；未風(fēng)化或微 風(fēng)化的千枚巖、云母片巖、砂質(zhì)泥巖、鈣泥質(zhì) 膠結(jié)的粉砂巖和礫巖、泥灰?guī)r、頁巖、凝灰?guī)r 等軟 巖5<Rc< 15錘擊聲啞，錘擊無回彈，有 凹痕，易擊碎，浸水后手可 掰開強風(fēng)化的極硬巖；弱風(fēng)化強風(fēng)化的硬巖； 弱風(fēng)化的較軟巖和未風(fēng)化或微

7、風(fēng)化的泥質(zhì)巖類： 泥巖、煤、泥質(zhì)膠結(jié)的砂巖和礫巖等極 軟 巖Rc<5錘擊聲啞，錘擊無回彈，有 較深的凹痕，手可掰開，浸 水后可捏成團或捻碎全風(fēng)化的各類巖石和成巖作用差的巖石A.1.3巖體完整程度可按表A.1.3劃分。A.1.4巖體基本分級可按表A.1.4確定。表A.1.3巖體完整程度的劃分完整 程度結(jié)構(gòu)面特征結(jié)構(gòu)類型巖體完整性指數(shù)Kv完整結(jié)構(gòu)面有12組，以構(gòu)造型節(jié)理或?qū)用鏋橹?，呈密閉 型巨塊狀整體結(jié) 構(gòu)Kv>0.75較完整結(jié)構(gòu)面有23組，以構(gòu)造型節(jié)理、層面為主，裂隙多 為密閉型，部分微張開，少有填充物塊狀結(jié)構(gòu)0.75 >Kv> 0.55較破碎結(jié)構(gòu)面一般為3組，不規(guī)則，以

8、節(jié)理及風(fēng)化裂隙為主， 在斷層附近受構(gòu)造影響較大，裂隙以微張開和張開型為 主，多后填充物層狀結(jié)構(gòu)，塊 石、碎石結(jié)構(gòu)0.55 > Kv0.35破碎結(jié)構(gòu)面多于3組，多以風(fēng)化型裂隙為主，在斷層附近受 構(gòu)造作用影響大，裂隙以張開型為主，多有填充物碎石角礫狀結(jié) 構(gòu)0.35 > Kv0.15極破碎結(jié)構(gòu)面雜亂無序，在斷層附近受構(gòu)造作用影響較大，寬 張裂隙全為泥質(zhì)或泥夾巖屑充填，充填物厚度大散體狀結(jié)構(gòu)Kv< 0.15表A.1.4圍巖基本分級級別巖體特征土體特征圍巖彈性縱波速度 u p（km/s）I極硬巖，巖體完整>4.5n極硬巖，巖體較元整； 硬巖，巖體完整3.54.5m極硬巖，巖體較破

9、碎；硬巖或軟硬巖互層，巖體較完整； 較軟巖，巖體完整2.54.0w極硬巖，巖體破碎；硬巖，巖體較破碎或破碎；較軟巖或軟硬巖互層， 且以軟巖為主，巖體較元整或較破碎； 軟巖，巖體完整或較完整具壓密或成巖作用的黏性土、粉土及砂 類土，一般鈣質(zhì)、鐵質(zhì)膠結(jié)的粗角礫土、 粗圓礫土、碎石土、卵石土、大塊石土、 黃土（ Q1、Q2）1.53.0V軟巖，巖體破碎至極破碎； 全部極 軟巖及全部極破碎巖（包括受構(gòu)造 影響嚴(yán)重的破碎帶）一般第四系堅硬、硬塑黏性土，稍密及 以上、稍濕、潮濕的碎石土、卵石土、 粗圓礫土、細(xì)圓礫土、粗角礫土、細(xì)角 礫土、粉土及黃土（ Q3、Q4）1.02.0VI受構(gòu)造影響很嚴(yán)重呈碎石、角

10、礫及 粉末、泥土狀的斷層帶軟塑狀黏性土，飽和的粉土、砂類土等<1.0 （飽和狀態(tài)的土 v 1.5）以上各表中的標(biāo)準(zhǔn)或等級的劃分或確定可參照以下說明表。說明表A.1層狀巖層的層厚劃分名稱巨厚層厚層中厚層薄層層厚h (m)h>1.01.0 W.50.5 >40.1h<0.1說明表A.2結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度分級名稱結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度結(jié)構(gòu)面組數(shù)及平均間距主要結(jié)構(gòu)面的類型巖體結(jié)構(gòu)類型不發(fā)育1組2組，平均間距超過 1.0m規(guī)則，為構(gòu)造型，密閉巨塊狀結(jié)構(gòu)較發(fā)育2組3組，平均間距超過 0.4m呈X形，較規(guī)則，以構(gòu)造型為主，多數(shù)密 閉，部分微張，少有填允大塊狀結(jié)構(gòu)發(fā)育3組以上，平均間距不超過0.4

11、m不規(guī)則，呈X形或米字形，以構(gòu)造型或風(fēng) 化型為主，大部分張開，部分有填充物碎石狀結(jié)構(gòu)極發(fā)育3組以上，雜亂，平均間距不超過0.2m以構(gòu)造型或風(fēng)化型為主，均有填充物碎石狀說明表A.3巖體受地質(zhì)構(gòu)造影響的分級受地質(zhì)構(gòu)造影響程度地質(zhì)構(gòu)造作用特征輕微P地質(zhì)構(gòu)造變動小，結(jié)構(gòu)面不發(fā)育較重地質(zhì)構(gòu)造變動大，位于斷裂（層）或褶曲軸的臨近地段，可有小斷層，結(jié)構(gòu) 面發(fā)育嚴(yán)重地質(zhì)構(gòu)造變動強烈， 位于褶曲部或斷裂影響帶內(nèi)， 軟巖多見扭曲及拖拉現(xiàn)象， 結(jié)構(gòu)面發(fā)育極嚴(yán)重位于斷裂破碎帶內(nèi)，巖體破碎呈塊石、碎石、角礫狀，有的甚至呈粉末泥土 狀，結(jié)構(gòu)面極發(fā)育說明表A.4結(jié)構(gòu)面結(jié)合程度的劃分名稱結(jié)構(gòu)面特征結(jié)合好張開度小于1mm,無填

12、充物；張開度在13mm之間，為硅質(zhì)或鐵質(zhì)膠結(jié)； 張開度大于3mm,結(jié)構(gòu)面粗糙，為硅質(zhì)膠結(jié)絡(luò)合 股張開度在13mm之間，為鈣質(zhì)或泥質(zhì)膠結(jié)；張開度大于3mm,結(jié)構(gòu)面粗糙，為鐵質(zhì)或鈣質(zhì)膠結(jié)結(jié)合差張開度在13mm之間，結(jié)構(gòu)面平直，為泥質(zhì)或鈣質(zhì)和泥質(zhì)膠結(jié)； 張開度大于3mm,多為泥質(zhì)和巖屑充填結(jié)合很差泥質(zhì)充填或泥加巖屑充填，充填物的厚度大于結(jié)構(gòu)面的起伏差說明表A.5巖體按節(jié)理寬度分級名稱節(jié)理寬度b （mm）密閉節(jié)埋bv 1微張節(jié)理1<b< 3張開節(jié)埋3<b< 5寬張節(jié)理b>5說明表A.6巖體完整性指數(shù)與定性劃分的巖體完整程度的對應(yīng)關(guān)系Jv （條/m3）<331010

13、2020 35>35Kv>0.750.75 0.550.55 0.350.35 0.15<0.15完整程度完整較完整較破碎破碎極破碎說明表A.7巖體結(jié)構(gòu)與塊度尺寸的關(guān)系巖體結(jié)構(gòu)類型塊度尺寸（以結(jié)構(gòu)面平均間距表示，m）國標(biāo)錨噴圍巖分級鐵路隧道圍巖分級整塊狀>0.8>1.0塊狀0.4 0.80.41.0 （大塊狀）層狀0.2 0.40.2 0.4碎裂狀0.2 0.4（塊石碎石狀）散體狀<0.2< 0.2 （碎石狀）風(fēng)化 程度 分帶野外鑒定特征風(fēng)化程度參數(shù)指標(biāo)巖石礦 物顏色結(jié)構(gòu)破碎程度堅硬程度風(fēng)化系數(shù)kf波速比kp縱波速度Vp(m/s)未風(fēng) 化巖石、礦物 及

14、其膠結(jié)物 顏色新鮮， 保持原有顏 色保持巖體 原有結(jié)構(gòu)除構(gòu)造裂隙 外肉眼見不 到其他裂 隙，整體性 好除泥質(zhì)巖可用 大錘擊碎外， 其余巖類不易 擊開，放炮才 能掘進kf>0.9kp >0.9硬質(zhì)巖Vp>5000軟質(zhì)巖Vp>4000微風(fēng) 化巖石、礦物 顏色較暗 淡，節(jié)理面 附近后部分 礦物變色巖體結(jié)構(gòu) 未破壞， 僅沿節(jié)理 面有風(fēng)化 現(xiàn)象或有 水銹有少量風(fēng)化 裂隙，裂隙 間距多數(shù)大 于0.4m,整 體性仍較好要用大錘和楔 子才能剖開， 泥質(zhì)言用大錘 可以擊碎，放 炮才能掘進硬質(zhì)巖0.8v kf< 0.9 軟質(zhì)巖0.8v kf< 0.9硬質(zhì)巖0.8 vkp <

15、;0.9軟質(zhì)巖0.8 vkp <0.9硬質(zhì)巖 4000 V Vp 工 5000 軟質(zhì)巖 3000 v Vp 0 4000弱風(fēng) 化巖石、礦物 失去光澤， 顏色暗淡， 部分易風(fēng)化 礦物已經(jīng)變 色，黑云母 失去彈性巖體結(jié)構(gòu) 已部分破 壞，裂隙 可能出現(xiàn) 風(fēng)化夾 層，一般 呈塊狀或 球狀結(jié)構(gòu)風(fēng)化裂隙發(fā) 育，裂隙間 距多數(shù)為0.2 0.4m, 整體性差可用大錘擊 碎，用手錘不 勿擊碎，大郃 分需放炮掘 進，巖心鉆方 可鉆進硬質(zhì)巖0.4v kf < 0.8 軟質(zhì)巖0.3v kf< 0.8硬質(zhì)巖0.6 vkp <0.8軟質(zhì)巖0.5 vkp <0.8硬質(zhì)巖 2000 v Vp 0

16、 4000軟質(zhì)巖1500 v Vp <3000強風(fēng) 化巖石及大部 分礦物變 色，形成次 生礦物巖體結(jié)構(gòu) 已大部分 破壞，形 成碎塊狀 或球狀結(jié) 構(gòu)風(fēng)化裂隙很 發(fā)育，巖體 破碎，風(fēng)化 物呈碎石狀 或碎石含砂 狀，裂隙間 距小于 0.2m,完整 性很差用手錘可擊 碎，用鎬可以 掘進，用鍬則 很困難，干鉆 方可鉆進硬質(zhì)巖kf0 0.4 軟質(zhì)巖kf< 0.3硬質(zhì)巖0.4 vkp <0.6軟質(zhì)巖0.3 vkp <0.5硬質(zhì)巖 1000 v Vp < 2000 軟質(zhì)巖 700 V Vp 工 1500全風(fēng) 化巖石、礦物 已完全變 色，大部分 發(fā)生變異， 除石英外大 部風(fēng)風(fēng)化成

17、土狀巖體結(jié)構(gòu) 已完全破 壞，僅外 觀保持原 巖特征， 礦物晶體 失去連 接，石英 松散呈粒 狀風(fēng)化破碎呈 碎屑狀、土 狀或砂狀用手可捏碎， 用鍬就可掘 進，干鉆輕易 鉆進硬質(zhì)巖kp< 0.4軟質(zhì)巖 kp <0.3硬質(zhì)巖 500 v Vp 工 1000 軟質(zhì)巖 300 v Vp & 7001、kf是同一巖體中風(fēng)化巖石的單軸飽和抗壓強度與未風(fēng)化巖石的單軸飽和抗壓強度的比值;2、kp是同一巖體中風(fēng)化巖體的縱波速與未風(fēng)化巖體的縱波速的比值；界（代）系（紀(jì)）統(tǒng)（世）新生界（代）Kz第四系（紀(jì)）Q全新統(tǒng)（世）Q4或Qh更新統(tǒng)（世）Qp上（晚）更新統(tǒng)（世）Q3中更新統(tǒng)（世）Q2下（早）更

18、新統(tǒng)（世） Q1 1第三系（紀(jì)）R上（晚）第三系（紀(jì)） N上新統(tǒng)（世）N2中新統(tǒng)（世）N1下（早）第三系（紀(jì)） E漸新統(tǒng)（世）E3始新統(tǒng)（世）E2古新統(tǒng)（世）E1中生界（代）Mz白堊系（紀(jì)）K上（晚）白堊統(tǒng)（世）K2下（早）白堊統(tǒng)（世） K1侏羅系（紀(jì)）J上（晚）侏羅統(tǒng)（世）J3中侏羅統(tǒng)（世）J2下（早）侏羅統(tǒng)（世） J1三疊系（紀(jì)） T上（晚）三疊統(tǒng)（世）T3中三疊統(tǒng)（世） T2下（早）三疊統(tǒng)（世）T1古生 界（代）Pz上古 生界（晚 古生 代）Pz2二疊系（紀(jì)）P上（晚）二疊統(tǒng)（世）P2下（早）二疊統(tǒng)（世）P1石炭系（紀(jì)）Z上（晚）石炭統(tǒng)（世）Z3中石炭統(tǒng)（世）Z2下（早）石炭統(tǒng)（世）Z1

19、泥盆系（紀(jì)） D上（晚）泥盆統(tǒng)（世）D3中泥盆統(tǒng)（世） D2下（早）泥盆統(tǒng)（世）D1下古 生界（早 古生 代）Pz1志留系（紀(jì)）S上（晚）志留統(tǒng)（世）S3中志留統(tǒng)（世） S2下（早）志留統(tǒng)（世）S1奧陶系（紀(jì)）O上（晚）奧陶統(tǒng)（世）O3中奧陶統(tǒng)（世） O2下（早）奧陶統(tǒng)（世）O1寒武系（紀(jì)）6上（晚）寒武統(tǒng)（世）C 3中寒武統(tǒng)（世）C 2下（早）寒武統(tǒng)（世）e 1一元古# （代）Pt上元古界（晚兀古代）Pt2震旦系（紀(jì)）Ptz青白口系（紀(jì)） 薊縣系（紀(jì)） 長城系（紀(jì)）上（晚）震旦統(tǒng)（世） Z3或Zh中震旦統(tǒng)（世） Z2下（早）震旦統(tǒng)（世）Z1或ZaPtqPtjPtch下元古界（早兀古代）Pt1

20、太古界（代）Ar遠(yuǎn)古界（代）說明A.8洞軸線與主要結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀的不同夾角關(guān)系對圍巖穩(wěn)定性的影響l巖層傾角大于45。為陡立；l巖層傾角小于20。就認(rèn)為水平；l圍巖走向與隧道軸線夾角小于30。就認(rèn)為是與隧道軸線平行；l圍巖走向與隧道軸線夾角大于70。就認(rèn)為是與隧道軸線垂直；l在隧道設(shè)計中，盡量避免以上三種情況，由于地質(zhì)勘測的局限，施工時極有可能遇到以上情況。說明A.8表洞軸線與主要結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀的不同夾角關(guān)系對圍巖穩(wěn)定性的影響主要結(jié)構(gòu)面走向與 洞軸線夾角（°）70 9030 70030090主結(jié)構(gòu)面傾角（°）45 90204545 9020 4545 9020 45020洞頂部位最有

21、利有利T不利最不利邊墻部位有利不利最不利最有利掌子面最不利不利不利最有利有利有利A.2隧道圍巖分級修正A.2.1隧道圍巖級別的修正應(yīng)符合下列規(guī)定：1圍巖級別應(yīng)在圍巖基本分級的基礎(chǔ)上，結(jié)合隧道工程的特點，考慮地下水狀態(tài)、初始地應(yīng)力狀態(tài)等必要 的因素進行修正。2地下水狀態(tài)的分級宜按表A.2.1-1確定。表A.2.1-1地下水狀態(tài)的分級級別狀態(tài)滲水量L/(min 10m)I干燥或濕潤v 10n偶有滲水10 25m經(jīng)常滲水25 1253地下水對圍巖級別的修正，宜按表 A.2.1-2進行。表A.2.1-2地下水影響的修正圍巖基本分級地下水狀盛inmwVVIIinmwV-ninwVVI-mnmwVVI-4

22、圍巖初始地應(yīng)力狀態(tài)，當(dāng)無實測資料時，可根據(jù)隧道工程埋深、地貌、地形、地質(zhì)、構(gòu)造運動史、主要 構(gòu)造線與開挖過程中出現(xiàn)的巖爆、巖芯餅化等特殊地質(zhì)現(xiàn)象，按表 A.2.1-3評估。表A.2.1-3初始地應(yīng)力場評估基準(zhǔn)初始地應(yīng)力 狀態(tài)主要現(xiàn)象評估基準(zhǔn)（RC/（t maX）極高應(yīng)力1.硬質(zhì)巖：開挖過程中時有巖爆發(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<42 .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)時間長，不易成洞高應(yīng)力1.硬質(zhì)巖：開挖過程中可能出現(xiàn)巖爆，洞壁巖體有剝離和掉塊現(xiàn)象， 新生裂縫較多，成洞性較差472 .軟質(zhì)巖：巖芯時有餅化現(xiàn)象，開挖過程中洞壁巖體位移顯著，持續(xù) 時間較長，成洞性差注：RC為巖石單軸飽和抗壓強度（MPa）; b max為最大地應(yīng)力值（MPa）。5初始地應(yīng)力對圍巖級別的修正宜按表A.2.1