《隧道與地下工程施工》課件-模塊二 隧道勘察與總體設(shè)計(jì)-單元2-隧道圍巖分級(jí)

《隧道與地下工程施工》模塊二

隧道勘察與總體設(shè)計(jì)

單元2圍巖分級(jí)

《隧道與地下工程施工》本講主要內(nèi)容圍巖分級(jí)概念101圍巖分級(jí)方法2隧道勘察與總體設(shè)計(jì)——圍巖分級(jí)01LOGO圍巖定義：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，或指隧道周圍一定范圍內(nèi)，對(duì)其穩(wěn)定性產(chǎn)生影響的巖體。?不同圍巖在修建隧道時(shí)會(huì)有不同地質(zhì)現(xiàn)象，產(chǎn)生不同地質(zhì)問(wèn)題，如變形、坍塌、巖爆等。?為滿足隧道設(shè)計(jì)、施工需要，針對(duì)各種不同工程項(xiàng)目要求，需要研究圍巖特性，進(jìn)而進(jìn)行隧道圍巖分級(jí)。一、圍巖分級(jí)概念隧道勘察與總體設(shè)計(jì)——圍巖分級(jí)01LOGO一、圍巖分級(jí)概念軟弱破碎圍巖隧道勘察與總體設(shè)計(jì)——圍巖分級(jí)01LOGO?影響圍巖性質(zhì)的主要因素

(1)

巖石的物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造/巖石風(fēng)化程度

(2)

巖體結(jié)構(gòu)狀態(tài)：破碎性、完整性

(3)

巖石的工程性質(zhì)：強(qiáng)度、物理性質(zhì)（4）地下水（5）支護(hù)方式一、圍巖分級(jí)概念“水簾洞”、“豆腐渣”圍巖隧道勘察與總體設(shè)計(jì)——圍巖分級(jí)01LOGO?

圍巖分級(jí)定義：隧道穩(wěn)定性與各種圍巖的物理、力學(xué)性質(zhì)之間存在一定的內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律，按照這些聯(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)。?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。隧道圍巖分級(jí)是設(shè)計(jì)、施工的基礎(chǔ)或依據(jù)。?

較完整的圍巖和較破碎的圍巖，兩種不同的圍巖在在進(jìn)行隧道設(shè)計(jì)、施工以及施工方案選擇時(shí)顯然是不同的，這就體現(xiàn)出了圍巖分級(jí)的重要性。一、圍巖分級(jí)概念隧道勘察與總體設(shè)計(jì)——圍巖分級(jí)01LOGO?隧道圍巖分級(jí)的目的：

①作為選擇施工方法的依據(jù)；比如選擇全斷面法開(kāi)挖還是臺(tái)階法或其他方法開(kāi)挖②進(jìn)行科學(xué)管理及正確評(píng)價(jià)經(jīng)濟(jì)效益的依據(jù)；

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)的依據(jù)等。一、圍巖分級(jí)概念隧道勘察與總體設(shè)計(jì)——圍巖分級(jí)01LOGO?隧道圍巖分級(jí)的目的：一、圍巖分級(jí)概念全斷面開(kāi)挖臺(tái)階法開(kāi)挖隧道勘察與總體設(shè)計(jì)——圍巖分級(jí)01LOGO?以鐵路為例，介紹我國(guó)鐵路隧道圍巖分級(jí)方法

圍巖分級(jí)的3要素：?

分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)?

分級(jí)指標(biāo)?

指標(biāo)獲取方法

采用圍巖穩(wěn)定性作為圍巖分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，圍巖分級(jí)指標(biāo)采用定性與定量評(píng)價(jià)指標(biāo)。二、圍巖分級(jí)方法隧道勘察與總體設(shè)計(jì)——圍巖分級(jí)01LOGO?1、圍巖分級(jí)步驟（鐵路隧道）一般來(lái)說(shuō)，工程巖體分級(jí)可以分為：初步定級(jí)和詳細(xì)定級(jí)兩個(gè)階段。（1）初步定級(jí)：根據(jù)巖石的堅(jiān)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)BQ綜合進(jìn)行初步分級(jí)；（2）詳細(xì)定級(jí)：在巖體基本分級(jí)基礎(chǔ)上考慮修正因素的影響。二、圍巖分級(jí)方法隧道勘察與總體設(shè)計(jì)——圍巖分級(jí)01LOGO?2、圍巖基本分級(jí)圍巖基本分級(jí)因素：巖石堅(jiān)硬程度、巖體完整程度巖石堅(jiān)硬程度和巖體完整程度可采用定性劃分和定量指標(biāo)兩種方法綜合確定圍巖的基本等級(jí)。（1）劃分巖石的堅(jiān)硬程度定量指標(biāo)用巖石單軸飽和極限抗壓強(qiáng)度Rc表示，一般采用實(shí)測(cè)值，若無(wú)實(shí)測(cè)值，可采用點(diǎn)荷載強(qiáng)度換算，根據(jù)巖石堅(jiān)硬程度可分為極硬巖、硬巖、較軟巖、軟巖、極軟巖。如下表所示。二、圍巖分級(jí)方法隧道勘察與總體設(shè)計(jì)——圍巖分級(jí)01LOGO?2、圍巖基本分級(jí)（1）劃分巖石的堅(jiān)硬程度二、圍巖分級(jí)方法巖石類別單軸飽和抗壓強(qiáng)度Rc/Mpa定性鑒定硬質(zhì)巖極硬巖Rc>60錘擊聲清脆，有回彈，振手，難擊碎浸水后，大多無(wú)吸水反應(yīng)硬巖30<Rc≤60錘擊聲較清脆，有輕微回彈，稍振手，較難擊碎浸水后，有輕微吸水反應(yīng)軟質(zhì)巖較軟巖15<Rc≤30錘擊聲不清脆，無(wú)回彈，較易擊碎浸水后，指甲可刻出印痕軟巖5<Rc≤15錘擊聲啞，無(wú)回彈，有凹痕，易擊碎浸水后，手可掰開(kāi)極軟巖Rc≤5錘擊聲啞，無(wú)回彈，有較深凹痕，手可捏碎浸水后，可捏成團(tuán)隧道勘察與總體設(shè)計(jì)——圍巖分級(jí)01LOGO?2、圍巖基本分級(jí)（2）劃分巖體的完整程度用巖體完整性系數(shù)Kv表達(dá)，Kv指巖體彈性縱波速度與巖石縱波速度比值的平方。根據(jù)巖體完整程度可分為完整、較完整、較破碎、破碎、極破碎5類。二、圍巖分級(jí)方法隧道勘察與總體設(shè)計(jì)——圍巖分級(jí)01LOGO?2、圍巖基本分級(jí)（3）圍巖基本分級(jí)應(yīng)將圍巖基本質(zhì)量的定性特性和基本質(zhì)量指標(biāo)（BQ）相結(jié)合。圍巖基本質(zhì)量指標(biāo)BQ：BQ=100+3Rc+250Kv當(dāng)Rc>90Kv+30時(shí)，計(jì)算BQ時(shí)取Rc=90Kv+30當(dāng)Kv>0.04Rc+0.4時(shí)，計(jì)算BQ時(shí)取Kv>0.04Rc+0.4二、圍巖分級(jí)方法隧道勘察與總體設(shè)計(jì)——圍巖分級(jí)01LOGO二、圍巖分級(jí)方法圍巖基本分級(jí)隧道勘察與總體設(shè)計(jì)——圍巖分級(jí)01LOGO?圍巖基本質(zhì)量指標(biāo)BQ的修正當(dāng)隧道處于高地應(yīng)力、受軟弱結(jié)構(gòu)面控制、地下水作用影響時(shí)，應(yīng)對(duì)巖體基本質(zhì)量指標(biāo)BQ進(jìn)行修正。

[BQ]=BQ-100(K1+K2+K3)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)；二、圍巖分級(jí)方法隧道勘察與總體設(shè)計(jì)——圍巖分級(jí)01LOGO?公路隧道圍巖分級(jí)時(shí)，遇地下水，一般采用降級(jí)方法①

整體硬質(zhì)巖石中，一般地下水對(duì)其穩(wěn)定性影響不大，不考慮降級(jí)；②

塊狀硬質(zhì)巖和整體軟質(zhì)巖中，地下水將影響其穩(wěn)定性，產(chǎn)生局部坍塌，或軟化軟弱結(jié)構(gòu)面，圍巖分級(jí)時(shí)一般可酌情降