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)和指導(dǎo)安全施工。1國標(biāo)錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范圍巖分級(jí)1.圍1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)面特征地下水和地應(yīng)力狀況等因素綜合確定并應(yīng)符合表1.規(guī)1定。表1.1圍巖分級(jí)圍uu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)育情況和組合狀態(tài)巖石強(qiáng)度指標(biāo)巖體聲波指標(biāo)巖體強(qiáng)度應(yīng)力比單軸飽和抗壓強(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，偶有小斷層結(jié)構(gòu)面不發(fā)育，僅有23組，平均間距大于0.

2、8m，以原生和構(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)長期穩(wěn)定，無碎塊掉落II同I級(jí)圍巖結(jié)構(gòu)同I級(jí)圍巖特征30601.252.53.75.20.75毛洞跨度510m時(shí)，圍巖能較長時(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)和層間結(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,以原生和構(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)面。層間結(jié)合較好，偶有層間錯(cuò)動(dòng)和層面張開現(xiàn)象602.53.75.20.5III同I級(jí)圍巖結(jié)構(gòu)同I級(jí)圍巖特征203

3、00.851.253.04.50.752毛洞跨度510m時(shí)圍巖同II級(jí)圍巖塊狀結(jié)構(gòu)和層間結(jié)合較好的中厚層或厚層狀結(jié)構(gòu)同II級(jí)圍巖塊狀結(jié)構(gòu)和層間結(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能維持一個(gè)月以上的穩(wěn)定主要出現(xiàn)局部掉塊塌落層間結(jié)合良好的薄層和軟硬巖互層結(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硬巖互層層間結(jié)合良好少見軟弱夾層層間錯(cuò)動(dòng)和層面張開現(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

4、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602.50304.50.300.502同II級(jí)圍巖塊狀結(jié)構(gòu)和層間結(jié)合較好的中厚層或厚層狀結(jié)構(gòu)同II級(jí)圍巖塊狀結(jié)構(gòu)和層間結(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?jǐn)?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)面的起伏咼度咬合力弱構(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和軟硬巖互層結(jié)構(gòu)構(gòu)造影響嚴(yán)重結(jié)構(gòu)面

5、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0.20.4m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)化帶破碎帶父匯部位構(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2.0毛洞跨度5時(shí)圍巖穩(wěn)定

6、時(shí)間很短約數(shù)小時(shí)至數(shù)日注1圍巖按定性分級(jí)與定量指標(biāo)分級(jí)有差別時(shí)一般應(yīng)以低者為準(zhǔn)。2本表聲波指標(biāo)以孔測(cè)法測(cè)試值為準(zhǔn)如果用其他方法測(cè)試時(shí)可通過對(duì)比試驗(yàn)進(jìn)行換算3層狀巖體按單層厚度可劃分為厚層大于0.5m中厚層0.10.5m薄層小于0.1m一般條件下確定圍巖級(jí)別時(shí)應(yīng)以巖石單軸濕飽和抗壓強(qiáng)度為準(zhǔn)當(dāng)洞跨小于5m,服務(wù)年限小于10年的工程確定圍巖級(jí)別時(shí)可采用點(diǎn)荷載強(qiáng)度指標(biāo)代替巖塊單軸飽和抗壓強(qiáng)度指標(biāo)可不做巖體聲波指標(biāo)測(cè)試測(cè)定巖石強(qiáng)度做單軸抗壓強(qiáng)度測(cè)定后可不做點(diǎn)荷載強(qiáng)度測(cè)定。3公路隧道圍巖分級(jí)3.公1路隧道圍巖分級(jí)圍巖級(jí)別可根據(jù)調(diào)查、勘探、試驗(yàn)等資料、巖石隧道的圍巖定性特征、圍巖基本質(zhì)量指標(biāo)（）或修正的圍巖

7、質(zhì)量指標(biāo)值、土體隧道中的土體類型、密實(shí)狀態(tài)等定性特征，按表確定。當(dāng)根據(jù)巖體基本質(zhì)量定性劃分與（）值確定的級(jí)別不一致時(shí)，應(yīng)重新審查定性特征和定量指標(biāo)計(jì)算參數(shù)的可靠性，并對(duì)它們重新觀察、測(cè)試。在工程可行性研究和初勘階段，可采用定性劃分的方法或工程類比方法進(jìn)行圍巖級(jí)別劃分。表公路隧道圍巖分級(jí)圍uu巖級(jí)別圍巖或土體主要定性特征圍巖基本質(zhì)量指標(biāo)（、或修正的圍巖基本質(zhì)量指標(biāo)I堅(jiān)硬巖，巖體完整，巨整體狀或巨厚層狀結(jié)構(gòu)II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)III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)IV堅(jiān)硬巖巖體破

8、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)較軟巖或軟硬巖互層且以軟巖為主巖體較完整較破碎中薄層狀結(jié)構(gòu)土體：壓密或成巖作用的粘性土及砂性土黃土、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)一般第四系的半干硬至硬塑的黏性土及稍濕至潮濕的碎石土，卵石土、圓礫、角礫土及黃土（、）。非粘性土呈松散結(jié)構(gòu)、黏性土及黃土呈松軟結(jié)構(gòu)軟塑狀粘性土及潮濕、飽和粉細(xì)砂層、軟土等注：本表不適用于特殊條件的圍巖分級(jí)，如膨脹性圍巖、多年凍土等。3.圍2巖分級(jí)的主要因素公路隧道圍巖分級(jí)的綜合評(píng)判方法采用兩步分級(jí)，并按以下順序進(jìn)行：（根1據(jù)）巖石的堅(jiān)

9、硬程度和巖體完整程度兩個(gè)基本因素的定性特征和定量的巖體基本質(zhì)量指標(biāo)（），綜合進(jìn)行初步分級(jí)。（2對(duì)）圍巖進(jìn)行詳細(xì)定級(jí)時(shí)，應(yīng)在巖體基本質(zhì)量分級(jí)基礎(chǔ)上，考慮修正因素的影響修正巖體基本質(zhì)量指標(biāo)值。按修正后的巖體基本質(zhì)量指標(biāo)，結(jié)合巖體的定性特征綜合評(píng)判，確定圍巖的詳細(xì)分級(jí)。3.2巖.石1堅(jiān)硬程度）計(jì)1算：）巖石堅(jiān)硬程度可按表3.2.定1性-劃1分。表巖石堅(jiān)硬程度的定性劃分名稱定性鑒定代表性巖石硬質(zhì)巖堅(jiān)硬巖錘擊聲清脆，有回彈，震手，難擊碎；浸水后，大多無吸水反應(yīng)未風(fēng)化微風(fēng)化的花崗巖、正長巖、閃長巖、輝綠巖、玄武巖、安山巖、片麻巖、石英片巖、硅質(zhì)板巖、石央巖、硅質(zhì)膠結(jié)的礫巖、石英砂巖、硅質(zhì)石灰?guī)r等較堅(jiān)硬巖錘

10、擊聲較清脆，有輕微回彈，稍震手，較難擊碎；浸水后，有輕微吸水反應(yīng)弱風(fēng)化的堅(jiān)硬巖；未風(fēng)化微風(fēng)化的熔結(jié)凝灰?guī)r、大理巖、板巖、白云巖、石灰?guī)r、鈣質(zhì)膠結(jié)的砂頁巖等軟質(zhì)巖較軟巖錘擊聲不清脆，無回彈，較易擊碎；浸水后，指甲可刻出印痕強(qiáng)風(fēng)化的堅(jiān)硬巖；弱風(fēng)化的較堅(jiān)硬巖；未風(fēng)化微風(fēng)化的凝灰?guī)r、千枚巖、砂質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r、泥質(zhì)砂巖、粉砂巖、頁巖等軟巖錘擊聲啞，無回彈，有凹痕，易擊碎；浸水后，手可掰開強(qiáng)風(fēng)化的堅(jiān)硬巖；弱風(fēng)化強(qiáng)風(fēng)化的較堅(jiān)硬巖；弱風(fēng)化的較軟巖；未風(fēng)化的泥巖等極軟巖錘擊聲啞，無回彈，有較深凹痕，手可捏碎；浸水后，可捏成團(tuán)全風(fēng)化的各種巖石；各種半成巖巖石堅(jiān)硬程度定量指標(biāo)用巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度（）表達(dá)。一般米用

11、實(shí)測(cè)值，若無實(shí)測(cè)值時(shí)，可采用實(shí)測(cè)的巖石點(diǎn)荷載強(qiáng)度指數(shù)（0的換算值，即按式（50）與巖石堅(jiān)硬程度定性劃分的關(guān)系，可按表確定。巖體完整程度巖石完整程度可按表定2性-劃1分。表與巖石堅(jiān)硬程度定性劃分的關(guān)系堅(jiān)硬程度堅(jiān)硬巖較堅(jiān)硬巖較軟巖軟巖極軟巖表3.2.2巖-體1完整程度的定性劃分名稱結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度主要結(jié)構(gòu)面的結(jié)合程度主要結(jié)構(gòu)面類型相應(yīng)結(jié)構(gòu)類型組數(shù)平均間距（）完整好或一般節(jié)理、裂隙、層面整體狀或巨厚層結(jié)構(gòu)較完整差節(jié)理、裂隙、層面塊狀或厚層狀結(jié)構(gòu)好或一般塊狀結(jié)構(gòu)較破碎差節(jié)理、裂隙、層面、小斷層裂隙塊狀或中厚層結(jié)構(gòu)好鑲嵌碎裂結(jié)構(gòu)一般中、薄層狀結(jié)構(gòu)破碎差各種類型結(jié)構(gòu)面裂隙塊狀結(jié)構(gòu)一般或差碎裂狀結(jié)構(gòu)極破碎無序

12、很差散體狀結(jié)構(gòu)注：平均間距指主要結(jié)構(gòu)面（組）間距的平均值。巖體完整程度的定量指標(biāo)用巖體完整性系數(shù)表達(dá)。一般用彈性波探測(cè)值，若無探測(cè)值時(shí)，可用巖體體積節(jié)理數(shù)（）按表確定對(duì)應(yīng)的值。表與對(duì)照表?xiàng)lV與定性劃分的巖體完整程度的對(duì)應(yīng)j表與定性劃分總系，可按表確定。的巖體完整程度的對(duì)應(yīng)關(guān)系完整程度完整較完整較破碎破碎極破碎巖體完整程度的定量指標(biāo)、的測(cè)試和計(jì)算方法巖體完整性指標(biāo)，應(yīng)針對(duì)不同的工程地質(zhì)巖組或巖性段，選擇有體表性的點(diǎn)、段,測(cè)試巖體彈性縱波速度，度應(yīng)在同一巖體取樣測(cè)定巖石縱波速度。按下式計(jì)算：式中：一一巖體彈性縱波速度（/巖石彈性縱波速度（/巖體體積節(jié)理數(shù)（條），應(yīng)針對(duì)不同的工程地質(zhì)巖組或巖性段，選

13、擇有代表性的露頭或開挖壁面進(jìn)行節(jié)理（結(jié)構(gòu)面）統(tǒng)計(jì)。除成組節(jié)理外，對(duì)延伸長度大于的分散節(jié)理亦應(yīng)予以統(tǒng)計(jì)。已為硅質(zhì)、鐵質(zhì)、鈣質(zhì)充填再膠結(jié)的節(jié)理不予統(tǒng)計(jì)。每一測(cè)點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)面積不應(yīng)小于X。巖體值應(yīng)根據(jù)節(jié)理統(tǒng)計(jì)結(jié)果按下式計(jì)算式中：第組節(jié)理每米長測(cè)線上的條數(shù)；每立方米巖體非成組節(jié)理?xiàng)l數(shù)（條）。）.計(jì)3算：圍巖基本質(zhì)量指標(biāo)（）應(yīng)根據(jù)分級(jí)因素的定量指標(biāo)值和值，按式（使用式（）時(shí)，應(yīng)遵守下列限制條件：當(dāng)時(shí)，應(yīng)以和代入計(jì)算值。當(dāng)時(shí)，應(yīng)以和代入計(jì)算值。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)（）進(jìn)行修正：有地下水；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；存在高初始應(yīng)力。圍巖基本質(zhì)量指標(biāo)修正值，可

14、按式（）計(jì)算：（K1+K）2+BKQ，=BQ-100（，.2）.4式中：圍巖基本質(zhì)量指標(biāo)修正值；圍巖基本質(zhì)量指標(biāo)；地下水影響修正系數(shù)；主要軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀影響修正系數(shù)；初始應(yīng)力狀態(tài)影響修正系數(shù)。12值，可分別按表、表、表確定。無表中所示情況時(shí)，修正系數(shù)取零。表地下水影響修正系數(shù)地下水出水狀態(tài)潮濕或點(diǎn)滴狀出水淋雨?duì)罨蛴苛鳡畛鏊畨夯騿挝怀鏊苛苡隊(duì)罨蛴苛鳡畛鏊畨夯騿挝怀鏊勘恚?、，-2主要軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀影響修正系數(shù)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結(jié)構(gòu)面傾角OO結(jié)構(gòu)面走向與洞軸線鄉(xiāng)角結(jié)構(gòu)面傾角7壬其它組合表初始應(yīng)力狀態(tài)影響系數(shù)初始應(yīng)力狀態(tài)、一、極咼應(yīng)力區(qū)咼應(yīng)力區(qū)圍巖極高及

15、高初始應(yīng)力狀態(tài)的評(píng)估，可按表3.2.規(guī)3定-進(jìn)4行。表3.2.高3初-始4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/極高應(yīng)力硬質(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，不易成洞max4咼應(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2軟質(zhì)巖：巖芯時(shí)有餅化現(xiàn)象，開挖過程中洞壁巖體位移顯著，持續(xù)時(shí)間較長，成洞性差4注為垂直洞軸線方向的最大初始應(yīng)力。max3.2各.級(jí)4圍巖的物理力學(xué)參數(shù)宜通過室內(nèi)或現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)獲取

16、，無試驗(yàn)數(shù)據(jù)和初步分級(jí)時(shí)，可按表2.選2用（同鐵路隧道）巖體結(jié)構(gòu)面抗剪斷峰值強(qiáng)度參數(shù)，可按表3.2選.用4。表3.2巖.體4結(jié)構(gòu)面抗剪斷峰值強(qiáng)度序號(hào)兩側(cè)巖體的堅(jiān)硬程度及結(jié)構(gòu)面的結(jié)合程度內(nèi)摩擦角（）粘聚力C（MPa）堅(jiān)硬巖結(jié)合好堅(jiān)硬較堅(jiān)硬巖結(jié)核一般較軟巖結(jié)合好堅(jiān)硬較堅(jiān)硬巖結(jié)核差較軟巖軟巖結(jié)合一般較堅(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2各.級(jí)5圍巖的自穩(wěn)能力宜根據(jù)圍巖變形量測(cè)和理論計(jì)算分析來評(píng)定，也可按表3.2作.出5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跨度可長期穩(wěn)定偶有掉塊無塌方II跨度跨度可基本穩(wěn)定局部可發(fā)生掉

17、塊或小塌方可長期穩(wěn)定偶有掉塊III跨度跨度跨度可穩(wěn)定數(shù)日個(gè)月可發(fā)生小中塌方可穩(wěn)定數(shù)月可發(fā)生局部塊體位移及小中塌方可基本穩(wěn)定W跨度一般無自穩(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)變形和擠壓破壞；跨度小于可穩(wěn)定數(shù)日個(gè)月V無自穩(wěn)能力，跨度或更小時(shí)，可穩(wěn)定數(shù)日無自穩(wěn)能力注：小塌方：塌方高度3或塌方體積中塌方：塌方高度，或塌方體積大塌方：塌方高度，或塌方體積52Q系統(tǒng)簡(jiǎn)要用法介紹Q分類法主要考察圍巖結(jié)構(gòu)、完整性和應(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，為了更具有代

18、表性，Q值可以是一個(gè)范圍。但Q分類法中參數(shù)取值也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還沒有得到有效和推廣應(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，它可以作為我國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。qRQDJr4JnJaSRF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)。式中，第一個(gè)商數(shù)（RQD）表示巖體的完整性；第二個(gè)商數(shù)（J）表示結(jié)構(gòu)面形態(tài),JnJa充填物特征及次生變化程度；第三個(gè)商數(shù)(Jw)表示水與應(yīng)力存在時(shí)對(duì)巖體質(zhì)量的影響。SRF下