隧道圍巖分級(jí)影響因素及指標(biāo)講義

隧道圍巖分級(jí)三、分級(jí)(類)的因素指標(biāo)及其選擇一、概述二、影響圍巖穩(wěn)定性的主要因素四、國(guó)內(nèi)主要地下工程圍巖分級(jí)(類)標(biāo)準(zhǔn)五、國(guó)外主要圍巖分類系統(tǒng)簡(jiǎn)介一、概述圍巖的概念圍巖是指隧道開(kāi)挖后其周圍產(chǎn)生應(yīng)力重分布范圍內(nèi)的巖體，或指隧道開(kāi)挖后對(duì)其穩(wěn)定性產(chǎn)生影響的那部分巖體(這里所指的巖體是土體與巖體的總稱)。

在不同的巖體中開(kāi)挖隧道后巖體所表現(xiàn)出的性態(tài)是不同的，可歸納為充分穩(wěn)定、基本穩(wěn)定、暫時(shí)穩(wěn)定和不穩(wěn)定四種。圍巖分級(jí)的概念各種圍巖的物理性質(zhì)之間存在一定的內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律，依照這些聯(lián)系和規(guī)律，可將圍巖劃分為若干級(jí)，這就是圍巖分級(jí)。目前，隧道圍巖分級(jí)是設(shè)計(jì)、施工的基礎(chǔ)（工程類比法就是建立在圍巖分級(jí)的基礎(chǔ)上的）。圍巖分級(jí)的目的是：①作為選擇施工方法的依據(jù)；②進(jìn)行科學(xué)管理及正確評(píng)價(jià)經(jīng)濟(jì)效益；③確定結(jié)構(gòu)上的荷載(松散荷載)；④給出襯砌結(jié)構(gòu)的類型及其尺寸；⑤制定勞動(dòng)定額、材料消耗標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)等等。比較理想的分級(jí)方法是：①準(zhǔn)確客觀，有定量指標(biāo)，盡量減少因人而異的隨機(jī)性；②便于操作使用，適于一般勘測(cè)單位所具備的技術(shù)裝備水平；③最好在挖開(kāi)地層前得到結(jié)論。人們溜對(duì)圍陶巖的似認(rèn)識(shí)灑是不撇斷深京入的從國(guó)拆外的捷情況壤看：土石標(biāo)方工望程分駝?lì)惙?開(kāi)挖警難易范程度)巖石鉗的堅(jiān)漁固性皆來(lái)分扒類:如堅(jiān)綱固性柜系數(shù)fRQ衛(wèi)D從圍交巖穩(wěn)末定性引出發(fā)點(diǎn)分類疊來(lái)代上替多植年沿始用的者堅(jiān)固銀性為沖基礎(chǔ)接的分非類從分競(jìng)級(jí)指百標(biāo)方銅面：大多數(shù)從定性描述經(jīng)驗(yàn)判斷定量描述以隧燃道圍勵(lì)巖的得穩(wěn)定莖性為輸基礎(chǔ)擾進(jìn)行藝分級(jí)棵是隧館道圍趨巖分敬級(jí)的葬總趨亦勢(shì)。另外翼的發(fā)股展趨潤(rùn)勢(shì)：浸以巖逃體為倘對(duì)象斬、與糖地質(zhì)涌勘探銀結(jié)合岸、與蒙設(shè)計(jì)桐施工末結(jié)合握、定竊量化刮。二、釘影響結(jié)圍巖同穩(wěn)定閑性的姓主要漲因素1.地質(zhì)句因素(1兩)巖石遺的力偵學(xué)性守質(zhì)在整液體結(jié)粗構(gòu)的銜巖體吹中，沃控制過(guò)圍巖昏穩(wěn)定東性的外主要雕因素層是巖柿石的峰力學(xué)脊性質(zhì)株，尤宣其是焦巖石薯的強(qiáng)倉(cāng)度。襲一般闊來(lái)說(shuō)執(zhí)，巖放石強(qiáng)處度越現(xiàn)高，熟洞室數(shù)越穩(wěn)冬定。(2向)巖體害結(jié)構(gòu)樸特征巖體巖的結(jié)候構(gòu)特史征可附以簡(jiǎn)疼單地達(dá)用巖傷體的鋸破碎鞭程度基或完考整性謝來(lái)表賓示，牲在某無(wú)種程避度上快它反頓映了去巖體喝受地恐質(zhì)構(gòu)芳造作股用的厚嚴(yán)重王程度。從下脹述的5個(gè)方結(jié)面來(lái)撤研究評(píng)結(jié)構(gòu)林面對(duì)芬地下螞工程臘圍巖敘穩(wěn)定謊性影潮響的胖大小芝：①結(jié)憶構(gòu)面撿的成弟因及招其發(fā)蔬展史傅；②結(jié)蠢構(gòu)面矩的平糧整、蛾光滑匯程度閉；③結(jié)紛構(gòu)面芽的物衰質(zhì)組爺成及濫其充說(shuō)填物情隙況；④結(jié)爛構(gòu)面基的規(guī)役模與住方向唱性；⑤結(jié)還構(gòu)面裹的密拐度與受組數(shù)賣(mài)。(3章)結(jié)構(gòu)彩面性定質(zhì)和安空間夕的組浩合在塊狀齒或?qū)痈G狀結(jié)狠構(gòu)的怕巖體籠中，豆控制套巖體床破壞摔的主阻要因繁素是利軟弱蕩結(jié)構(gòu)智面的晶性質(zhì)晃及它厲們?cè)诮蚩臻g播的組屆合狀伶態(tài)。(4朗)圍巖笨的初胸始應(yīng)從力場(chǎng)圍巖地的初鳴始應(yīng)撥力場(chǎng)袍是地床下工無(wú)程圍摧巖變磨形、忙破壞艷的根餃本作附用力旨，它尾直接猾影響串圍巖季的穩(wěn)斤定性允。(5豈)地下膚水狀?yuàn)^況地下涂水對(duì)燈圍巖暈的影更響主渠要表面現(xiàn)在剛：①軟像化圍拐巖；②軟話化結(jié)采構(gòu)面見(jiàn)；③承伯壓水豆作用具。2.工程男活動(dòng)氣所造屢成的辟人為爛因素(1姨)地下旦洞室區(qū)尺寸醫(yī)和形壓狀在同賽一級(jí)(類)圍巖奪中，只洞室嚴(yán)跨度蕉愈大介，圍徑巖的其穩(wěn)定券性就咸愈差牲；地下蔑洞室著的形尤狀主下要影幫響開(kāi)生挖后炒圍巖筍的應(yīng)靈力狀高態(tài)。(2逆)施工訓(xùn)中采糟用的何開(kāi)挖鵝方法開(kāi)挖攔方法橫對(duì)地掉下工獄程圍殃巖穩(wěn)炸定性珠的影帽響較趣為明厲顯，揭在分訂級(jí)(類)中必船須予余以考使慮。三、趴分級(jí)(類)的因匙素指刊標(biāo)及將其選歪擇1.單一秤的巖緒性指詞標(biāo)包括倉(cāng)巖石范的抗龍壓和組抗拉化強(qiáng)度材、巖飯石堅(jiān)贊固性籃系數(shù)f、彈后性模畜量等綱物理趣力學(xué)悠參數(shù)賊，以費(fèi)及如膚抗鉆隔性、捆抗爆絞性等闖工程枕指標(biāo)棵。2.單一吵的綜女合巖胡性指永標(biāo)它表址明指房誠(chéng)標(biāo)是祥單一帶的，壓但反喬映的丟因素拔卻是欣綜合融的。“巖石濁質(zhì)量午指標(biāo)政”(R牌QD農(nóng)—R斤oc千k佩Qu厘al漁it償y電De猾si儲(chǔ)gn陣at脆io覽n)也是閉反映自巖體貝破碎您程度銳和巖爭(zhēng)石強(qiáng)匯度的痕綜合撓指標(biāo)敢。所群謂巖崇石質(zhì)慨量指稍標(biāo)是巧指鉆批探時(shí)嘗巖芯僵復(fù)原木率，蜻或稱盾巖芯牙采取瘋率。洞室肉圍巖閱自穩(wěn)治的時(shí)蛋間ts式中屆，L——坑道壺未支蔽護(hù)地?fù)矶蔚奶介L(zhǎng)度隱；α——視圍勤巖情嶼況在0~警1之間博變化簽，好竿的巖夢(mèng)體可坑取α＝0，極喇差的α＝1.睡0；C——視圍駝巖條獲件而彩定的敬系數(shù)傲。3.復(fù)合丹指標(biāo)(1量)巴頓(N手.B運(yùn)ar轟to宗n)等人棋所提擇出的敞“巖體持質(zhì)量Q”，Q與6個(gè)表懼明巖腐體質(zhì)叛量的歇地質(zhì)鼠參數(shù)肥有關(guān)溝，表絨示為式中奸，RQ草D為巖育石質(zhì)球量指狀標(biāo)；Jn為節(jié)礦理組體數(shù)目譯；Jr為節(jié)鳥(niǎo)理粗蝕糙度?。籎a為節(jié)福理蝕解變值商；Jw為節(jié)竊理含鄰水折艙減系舌數(shù)；SR設(shè)F為初越始應(yīng)升力折擱減系渡數(shù)。(2駛)我國(guó)歸總參削工程碌兵坑勾道工場(chǎng)程圍磁巖分粗類中靜所采勸用的巖體舉質(zhì)量童指標(biāo)Rm和應(yīng)力拌比S。式中匹，Rc——巖石越單軸播飽和宣極限弦抗壓它強(qiáng)度隔；Kv——巖體病完整致性系杰數(shù)，鄙巖體軍愈完照整，生取值底愈大棍，變餡化范英圍為1.泡0~恐0.恨08，由雙實(shí)測(cè)狗確定混；Kw——地下蘆水影斑響減逆折系戚數(shù)，蘿變化億范圍扒為1.疾0~汽0.蓬4，無(wú)已水時(shí)約取1.劈燕0，視船具體模情況會(huì)由經(jīng)搜驗(yàn)確著定；KJ——巖層詢面產(chǎn)塞狀要禾素影滲響折拌減系那數(shù)，櫻變化懼范圍本為1.慮0~虹0.岡5。式中旬，σm——最大龍的垂碑直地插應(yīng)力沾。(3匙)《水工笨隧洞耐設(shè)計(jì)答規(guī)范)(與SL端27陜9-蜜20暮02勺)圍巖半工程扁地質(zhì)棍分類蜓和國(guó)孝標(biāo)《錨桿績(jī)噴射作混凝罷土支羊護(hù)技問(wèn)術(shù)規(guī)慘范》(萬(wàn)GB惑50油08痕6－20窗01滴)所采紀(jì)用的圍巖/巖體軌強(qiáng)度旨應(yīng)力世比S，S綜合配考慮吊了巖欣石強(qiáng)膏度、鮮巖體斯完整榴性和臥地應(yīng)破力的汽因素煎。式中淚，Rc——巖石始飽和逮單軸悶抗壓錫強(qiáng)度味；Kv——巖體滲完整俘性系困數(shù)；σm——圍巖陵的最饒大主蘿應(yīng)力嚇；σ1——垂直寨洞軸沒(méi)線的去較大鑼主應(yīng)面力。(4混)國(guó)標(biāo)《工程刮巖體廣分級(jí)括標(biāo)準(zhǔn)》(泳GB名5堅(jiān)02之18－94墨)也采塌用了善兩個(gè)頭復(fù)合漢指標(biāo)——巖體辮基本謙質(zhì)量趁指標(biāo)BQ和修頁(yè)正的記巖體朱基本添質(zhì)量君指標(biāo)[B削Q]．根據(jù)雹以上加對(duì)分示級(jí)(類)指標(biāo)鹽的分絮析，矩可以插得到勵(lì)如下機(jī)的結(jié)潔論：①應(yīng)始選擇心對(duì)圍文巖穩(wěn)煌定性(主要癢表現(xiàn)頁(yè)在變母形破要壞特沙性上)有重濃大影盛響的按主要壁因素炊；②選踢擇測(cè)孟試設(shè)毅備比渠較簡(jiǎn)皇單、膏人為陰性小被、科膚學(xué)性迫較強(qiáng)扮的定剖量指曾標(biāo)；③主賭要分載級(jí)(類)指標(biāo)脹要有彎一定討的綜醬合性吩，最烏好采蠻用復(fù)墾合指催標(biāo)，躺以便德全面抱、充且分地粗反映叼圍巖肆的工渠程性絡(luò)質(zhì)，嘆并應(yīng)碧有足戶夠的滲實(shí)測(cè)瞎資料槳為基年礎(chǔ)。目前草鐵路令隧道膨圍巖制分級(jí)貝采用柔兩種種方法蒸，即以圍舉巖穩(wěn)苦定為廟基礎(chǔ)揚(yáng)的分脈級(jí)方吃法和按彈挪性波(縱波)速度埋的分地級(jí)方單法。四、勇國(guó)內(nèi)暗主要層地下治工程僻圍巖鳥(niǎo)分級(jí)(類)標(biāo)準(zhǔn)(一)《鐵路牢隧道永設(shè)計(jì)演規(guī)范》的圍岔巖分捷級(jí)1.圍巖泄分級(jí)籠的基丹本因勺素(1逝)巖石滋堅(jiān)硬五程度根據(jù)作單軸象飽和允極限定抗壓遵強(qiáng)度Rc分為5級(jí)，屢即極旺硬巖片、硬降質(zhì)巖愉、較的軟巖疼、軟最巖、氣極軟讓巖。巖石辱堅(jiān)硬軌程度嗓的劃鬼分(2逝)巖體熟的完遍整程分度主要幕是指揀圍巖兔被各涂種結(jié)益構(gòu)面還切割憤成單唯元體纏的特繳征及餓其被槳切割漫后的德塊度炮大小免。它唱是評(píng)侄價(jià)圍侮巖穩(wěn)濟(jì)定程督度最毒直接追、最漁重要膛的指說(shuō)標(biāo)。為了淡衡量趁圍巖皆的完毅整程難度要廈考慮學(xué)的因丈素：按照咸軟弱杯面的頃產(chǎn)狀濃、貫懸通性巴以及恢充填刃物的范情況命，可購(gòu)將圍諒巖分駝為：早完整昨、較薄完整健、較廊破碎較、破亂碎、棗極破吐碎。按照草圍巖申受地?cái)n質(zhì)構(gòu)蘇造影殿響的性程度鞭，可刺將圍院巖分葉為：擔(dān)構(gòu)造澡變動(dòng)的輕微辟、較愁重、穩(wěn)嚴(yán)重井、很慎嚴(yán)重偉。按照船節(jié)理(裂隙)發(fā)育視程度犬的不暑同又淋分為立：節(jié)圾理不誓發(fā)育聚、節(jié)凳理較定發(fā)育岡、節(jié)功理發(fā)博育及住節(jié)理旦很發(fā)屋育。按照蒼巖體瓦風(fēng)化落程度母的不斯同將豈圍巖教分為抬：風(fēng)男化輕概微、袍較重唇、嚴(yán)零重、陜極嚴(yán)穩(wěn)重四抵級(jí)。巖體掛完整虎程度僵劃分2.圍巖確基本葉分級(jí)民及其賽修正(1逢)基本銷分級(jí)《鐵路買(mǎi)隧道志設(shè)計(jì)薯規(guī)范》將單喪、雙襪線鐵灰路隧渡道的最圍巖蜂劃分甚為六賺級(jí)。(2歷)隧道謹(jǐn)級(jí)別柔的修王正地下贈(zèng)水影均響的留修正根據(jù)吊單位控時(shí)間鏟的滲考水量黨可將留地下茅水狀剛態(tài)分曠為3級(jí)。鐵路涼隧道齡圍巖郊分級(jí)地下喜水狀給態(tài)的貼分級(jí)根據(jù)迷地下舉水狀芬態(tài)對(duì)灣圍巖爺級(jí)別俯進(jìn)行晌修正爛。地下襲水影抱響的畏修正圍巖肌初始切地應(yīng)堵力狀助態(tài)修圖正初始臨地應(yīng)君力狀亞態(tài)評(píng)辟估初始吧地應(yīng)悔力影損響的來(lái)修正風(fēng)化糾作用耐的影介響隧道風(fēng)洞深滴埋深妻較淺辨，應(yīng)犁根據(jù)立圍巖吸受地朋表的鄰影響孕情況傭進(jìn)行名圍巖視級(jí)別頸修正如。當(dāng)影圍巖撫為風(fēng)基化層豪時(shí)應(yīng)雷按風(fēng)皆化層袍的圍睡巖基日本分晚級(jí)考遣慮。碼圍巖鼓僅受困地表繡影響伶時(shí)，悟應(yīng)較懼相應(yīng)鳳圍巖姨降低1~魚(yú)2級(jí)。采取夸兩步默走的認(rèn)方法遺：先預(yù)確定歉巖體池基本休質(zhì)量味；再明結(jié)合碧具體鼻工程遍的特階點(diǎn)確凡定巖公體級(jí)否別。(二)國(guó)標(biāo)《工程懲巖體支分級(jí)努標(biāo)準(zhǔn)》(島GB稿5但02污18古-9淡4)1.分級(jí)吃因素間及其帥確定腹方法本分嫁級(jí)標(biāo)奇準(zhǔn)認(rèn)劇為巖肺體基構(gòu)本質(zhì)擴(kuò)量應(yīng)葛由巖朋石堅(jiān)饒硬程索度和朋巖體崇完整躲程度廁兩個(gè)章因素急確定上。巖體蛙完整冒程度泰可分四為：祥完整礦、較賊完整瓶、較繭破碎墊、破摟碎、軋極破營(yíng)碎。亂巖體交完整粘程度霜?jiǎng)澐皱e(cuò)的定剪量指寧標(biāo)采亦用巖銅體完能整性悟指數(shù)Kv。Kv與定回性劃勇分的性巖體觀完整扭程度各的對(duì)志應(yīng)關(guān)恰系2.巖體沫基本疑質(zhì)量萍分級(jí)巖體送基本亮質(zhì)量全分級(jí)筆可根匪據(jù)上難述的不分級(jí)出因素槐結(jié)合舒巖體資基本檔質(zhì)量索指標(biāo)BQ進(jìn)行幟。巖體呢基本蘭質(zhì)量褲指標(biāo)BQ應(yīng)根傭據(jù)Rc的兆帝帕數(shù)溫值和Kv值計(jì)勺算而差得。BQ=9迫0+眼3Rc+2峰50Kv當(dāng)Rc＞90Kv+3葵0時(shí)，踩應(yīng)以Rc=9鞋0Kv+3攝0和Kv代入勉式計(jì)會(huì)算BQ值；當(dāng)Kv＞0.嗎04Rc+0研.4時(shí)，期應(yīng)以Kv=0仆.0疾4Rc+0適.4和Rc代入溝式計(jì)貿(mào)算BQ值。巖體形基本咳質(zhì)量雖分級(jí)3.工程陜巖體狂級(jí)別膀的確扒定修正角的巖博體基纖本質(zhì)秩量指榆標(biāo)[BQ][BQ]=BQ－10貿(mào)0(K1十K2十K3)式中將，[BQ]—文—巖體愛(ài)基本瓣質(zhì)量助指標(biāo)左修正盯值；BQ——巖體美基本慮質(zhì)量芒指標(biāo)麥；K1——地下望水影負(fù)響修拋正系介數(shù)；K2——軟弱求結(jié)構(gòu)齡面產(chǎn)昌狀影股響修龍正系飄數(shù)；K3——初始匠應(yīng)力祥狀態(tài)呀影響泛修正田系數(shù)安。地下姓水影禍響修非正系腹數(shù)K1主要遷軟弱濾結(jié)構(gòu)攀面產(chǎn)柄狀影霧響系揀數(shù)K2初始炎應(yīng)力鞏狀態(tài)劍影響綁修正助系數(shù)K34.地下榴工程杯巖體繭自穩(wěn)胳能力根據(jù)[BQ]值可危重新練確定國(guó)工程錢(qián)巖體構(gòu)的質(zhì)解量級(jí)燥別。地下麥工程押巖體股自穩(wěn)頑能力20匠03年發(fā)認(rèn)布的《地鐵破設(shè)計(jì)塵規(guī)范》(表GB崖50桂15少7-禁20垃03統(tǒng))規(guī)定幟：暗站挖結(jié)非構(gòu)的膛圍巖浴分級(jí)欲按現(xiàn)揭行《鐵路單隧道埋設(shè)計(jì)沿規(guī)范》確定瓜。(三)《地鐵原設(shè)計(jì)騎規(guī)范》的圍柱巖分浸級(jí)(四)《公路蓄隧道殼設(shè)計(jì)遭規(guī)范》的圍迅巖分蠟級(jí)《公路汁隧道催設(shè)計(jì)魯規(guī)范)(林JT栽GD型70－20庭04悄)圍巖煉分級(jí)廣的思耗路、怎方法奪和采瓣用的竊分級(jí)阿指標(biāo)籮與國(guó)據(jù)標(biāo)《工程秤巖體紡分級(jí)靜標(biāo)準(zhǔn)》(返GB登50救21抖8－94織)完全莖相同顯，即膀采用雅了兩汽步分時(shí)級(jí)法學(xué)，只別是分賀級(jí)的戶對(duì)象如范圍務(wù)更廣甘，包抵括了烈土體鏟。公路掘隧道怕圍巖周分級(jí)根據(jù)澡單一疾巖性蹈指標(biāo)——單軸她飽和承抗壓將強(qiáng)度授和復(fù)總合指匯標(biāo)——巖體釣質(zhì)量月指標(biāo)Rm及應(yīng)睜力比S，將夢(mèng)圍巖軋分為3種5大類紙。(五)總參初工程乘兵《坑道細(xì)工程》圍巖前分類總參闖工程貌兵坑匪道工軍程圍民巖分述類規(guī)范率規(guī)定煎：水厲工隧聚洞的植圍巖峰分類仿，巖伸洞按《水利臺(tái)水電氏工程紫地質(zhì)齡勘察柱規(guī)范》(番GB舌50命28謊7-蛛99朵)的規(guī)傭定執(zhí)鞭行，矩土洞發(fā)按《土工敬試驗(yàn)拉規(guī)程》(午SL越2監(jiān)37璃-1準(zhǔn)99愉9)的規(guī)旨定執(zhí)才行。(六)《水工揀隧洞愚設(shè)計(jì)竭規(guī)范》的圍兇巖分鈴級(jí)《水利皮水電丟工程豪地質(zhì)鎖勘察糕規(guī)范》的圍盾巖工眼程地舒質(zhì)分待類以屯控制擱圍巖鐵穩(wěn)定箭的巖羽石強(qiáng)閃度、啞巖體驢完整騰程度茂、結(jié)刮構(gòu)面相狀態(tài)氣、地連下水愛(ài)和主揚(yáng)要結(jié)亭構(gòu)面猶產(chǎn)狀5項(xiàng)因弄素之村和的肚總評(píng)菊分為轎基本而判據(jù)哄，圍憑巖強(qiáng)謠度應(yīng)裝力比S為限央定判毒據(jù)。水工言隧洞銷圍巖幣工程待地質(zhì)蔑分類圍巖樹(shù)總評(píng)重分T是5項(xiàng)因侵素的瞞評(píng)分眼之和桌。巖君石強(qiáng)村度、途巖體熄完整慨程度冠、結(jié)鄭構(gòu)面沸狀態(tài)灑、地贈(zèng)下水辣狀態(tài)大、主局要結(jié)謹(jǐn)構(gòu)面渾產(chǎn)狀肉這5項(xiàng)因召素的斥評(píng)分馬都有給一定矩的評(píng)肺分標(biāo)評(píng)準(zhǔn)。規(guī)范騾規(guī)定沉：圍占巖級(jí)劃別的親劃分竄，應(yīng)擴(kuò)根據(jù)鋒巖石插堅(jiān)硬扇性、彎巖體療完整匯性、辭結(jié)構(gòu)