隧道圍巖類別劃分與判定

隧道圍巖分級就是評定圍巖性質(zhì)、判斷隧道圍巖穩(wěn)定性，作為選擇隧道位置、支護類型的依據(jù)國內(nèi)外現(xiàn)在的圍巖分級方法有定性、定量、定性與定量相結(jié)合3種方法，且多以前兩種方法為主。定性分級的做法是，在現(xiàn)場對影響巖體質(zhì)量的諸因素進行定性描述、鑒別、判斷，或?qū)χ饕蛩刈鞒鲈u判、打分,有的還引入分量化指標進行綜合分級。以定性為主的分級方法，如現(xiàn)行的公路、MRMDreeRQD存條件十分復雜，分級時僅用少數(shù)參數(shù)和某個數(shù)學公式難以全面準確地概括所有情況,而且參數(shù)測試數(shù)量有限，數(shù)據(jù)的代表性和抽樣的代表性均存在一定的局限，實施時難度較大.性質(zhì)和構(gòu)造發(fā)育情況是獨立于各種工作類型的，反映出了巖體的基本特性，在巖體的各項物理力學性質(zhì)中，對穩(wěn)定性關(guān)系最大的是巖石堅硬程度，巖體的構(gòu)造發(fā)育狀態(tài)、巖體的不連續(xù)性、節(jié)理化程度所反映的巖體完整性是地質(zhì)體的又一基本屬性。國內(nèi)外多數(shù)圍巖分級都將巖石堅硬程度和巖體的完整程度作為巖體基本質(zhì)量分級的兩個基本因素.圍巖級別的劃分應(yīng)根據(jù)巖石堅硬性巖體完整性結(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。1規(guī)定。主要工程地質(zhì)特征巖體聲波指標巖體強巖體縱波巖體完整度應(yīng)力速度性指標比〉5>0。75毛洞跨度5~10m時長期掉落良好，一般不出現(xiàn)不穩(wěn)定塊體3.7~>0.75毛洞跨度30~601.25~2。55.25~10m時，圍構(gòu)造影響輕微,偶有小斷層結(jié)構(gòu)面不發(fā)育,僅有2~3組，平均間距大于0。巖石強度指標單軸飽和抗點荷載強度壓強度(MPa)(MPa)>60〉2.5構(gòu)造影響程度，結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況和組合狀態(tài)整體狀及層間結(jié)合層狀結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)圍巖級別毛洞穩(wěn)定情巖體結(jié)構(gòu)塊狀結(jié)構(gòu)和層間結(jié)合較好的厚層狀結(jié)構(gòu)Ⅲ結(jié)構(gòu)巖塊狀結(jié)構(gòu)和層間結(jié)合較好的中厚層或厚層狀構(gòu)層間結(jié)合層和軟硬巖互層結(jié)構(gòu)碎裂鑲嵌構(gòu)Ⅳ巖塊狀結(jié)構(gòu)和層間結(jié)合較好的中厚層或厚層狀構(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0.4~0。8m，以泥質(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，偶有層間錯動和層面張開現(xiàn)象的中厚層或厚層狀結(jié)構(gòu)特征構(gòu)造影響較重結(jié)構(gòu)面發(fā)育一般為3組平均間距02~04m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動和層面張開現(xiàn)象構(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02~04m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的中厚層或厚層狀結(jié)構(gòu)特征>6020~3030~60巖>20)>2.50.85~1.2550>250042~1253。7~5.23.0~4.530~4530~4.520~35>0.5>0.5年)維持穩(wěn)定，僅出現(xiàn)局部小塊掉落10m時圍巖能維持一個月>2>25部掉塊塌落030~0>250050~0毛洞跨度5m>175時圍巖能維持數(shù)日到一個月的穩(wěn)定主要失穩(wěn)形式為冒落或片幫散散塊狀結(jié)構(gòu)層間結(jié)合不良的薄層中厚層和軟硬巖互層結(jié)構(gòu)碎裂狀結(jié)構(gòu)構(gòu)造影響嚴重一般為風化卸荷帶結(jié)構(gòu)面發(fā)育一般為3組平均間距04~08m以構(gòu)造節(jié)理卸荷風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)定塊體構(gòu)造影響嚴重結(jié)構(gòu)面發(fā)育一般為3組以上平均間距02~04m以構(gòu)造風化節(jié)理為主大部分微張(05~10mm)部分張開(10mm)有泥質(zhì)充填層間結(jié)合不良多數(shù)夾泥層間錯動明顯構(gòu)造影響嚴重多數(shù)為斷層影響帶或強風化帶結(jié)構(gòu)面發(fā)育一般為3組以上平均間距02~04m大部分微張(05~1mmmm質(zhì)充〉01520~35巖>10)020~040>1散體狀結(jié)Ⅴ構(gòu)填形成許多碎塊體構(gòu)造影響很嚴重多數(shù)為破碎帶全強風化帶破碎帶交匯部位構(gòu)造及風化節(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<20小時至數(shù)日4020~35020~0>125>20>30注1圍巖按定性分級與定量指標分級有差別時一般應(yīng)以低者為準。2本表聲波指標以孔測法測試值為準如果用其他方法測試時可通過對比試驗進行換算。3層狀巖體按單層厚度可劃分為厚層大于05m中厚層01~05m薄層小于01m4一般條件下確定圍巖級別時應(yīng)以巖石單軸濕飽和抗壓強度為準當洞跨小于5m，服務(wù)年限小于10年的工程確定圍巖級別時可采用點荷載強度指標代替巖塊單軸飽和抗壓強度指標可不做巖體聲波指標測試5測定巖石強度做單軸抗壓強度測定后可不做點荷載強度測定。1。2.1體完整性指標vvvv(1。2-1)Kv=(V/V)(1。2-1)pmpr式中：V——巖體彈性縱波速度(km/s)pmV——巖石彈性縱波速度(km/s)prvv當無條件進行聲波實測時也可用巖體體積節(jié)理數(shù)Jvv表1。2J與K對照表vvv10~200.55~0。3520~350。35~0。153~100。75~0。Jv(條/m3)15〈35551。2。2巖體強度應(yīng)力比巖體強度應(yīng)力比的計算應(yīng)符合下列規(guī)定：1當有地應(yīng)力實測數(shù)據(jù)時mm (1.2-2)rvf-—巖石單軸飽和抗壓強度(MParvσ——垂直洞軸線的較大主應(yīng)力(kN/m).12當無地應(yīng)力實測數(shù)據(jù)時1H—-隧洞頂覆蓋層厚度(m)。1.2.3地下水對Ⅲ、Ⅳ級圍巖當?shù)叵滤l(fā)育時應(yīng)根據(jù)地下水類型水量大小軟弱結(jié)構(gòu)面多少及其危害程度適當1。2。4斷層帶對Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級圍巖當洞軸線與主要斷層或軟弱夾層的夾角小于30時應(yīng)降一級。2鐵路隧道圍巖分級圍巖彈性縱波速度測定值確定圍巖級別。本分級適用于一般地質(zhì)情況的隧道，對特殊地質(zhì)條件的圍巖，如膨脹巖、鹽巖、多年凍土等需另行考慮。關(guān)于隧道圍巖分級的基本因素和圍巖基本分級及其極硬巖(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，圍巖穩(wěn)定,無坍塌,可能產(chǎn)生巖爆暴露時間長，可能會出現(xiàn)局部小呈巨塊狀整體結(jié)構(gòu)呈巨塊或大塊狀結(jié)構(gòu)v(km/s)p3.5~4.5很少有分離現(xiàn)象,或為硬質(zhì)巖石偶夾軟質(zhì)巖石Ⅲ硬質(zhì)巖(Rc〉30MPa)：受地質(zhì)構(gòu)造影響嚴重，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)系尚不致產(chǎn)生滑動;有分離現(xiàn)象；硬、較軟巖(Rc≈15~30MPa)：受地質(zhì)構(gòu)造影響較重,節(jié)理較發(fā)育；呈塊(石)碎 (石)狀鑲嵌結(jié)構(gòu)呈大塊狀結(jié)構(gòu)層狀巖層為薄層、中厚層或厚層，層間一般Ⅳ硬質(zhì)巖(Rc>30MPa)：受地質(zhì)構(gòu)造影響極嚴重,節(jié)理很發(fā)育;層狀軟弱面(或夾層)已基本破壞2。黃土(Q1、Q2)3。一般鈣質(zhì)、鐵質(zhì)膠結(jié)的碎石土、卵石土、大塊石土呈碎石狀壓碎結(jié)構(gòu)(石)狀鑲嵌結(jié)構(gòu)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呈角礫碎石狀(包括受構(gòu)造影響嚴重的破碎帶)松散結(jié)構(gòu)Q4)及黃土呈松軟結(jié)構(gòu)帶黏性土呈易壖動的松軟結(jié)構(gòu)，砂性土呈潮濕松散結(jié)構(gòu)層間結(jié)合差的平緩巖層，頂板易拱部無支護時可2。5~4.0產(chǎn)生小坍塌，側(cè)壁基本穩(wěn)定，爆破震動過大易坍拱部無支護時，1.5~3。0可產(chǎn)生較大的坍塌，側(cè)壁有時失去穩(wěn)定圍巖易坍塌,處理不當會出現(xiàn)大坍塌，側(cè)壁經(jīng)常易出現(xiàn)地表下沉(陷)或塌至地表易坍塌變形，有水時土砂淺埋時易塌至地表巖層的層厚劃分：中厚層：厚度大于0。1m，且小于等于0.5m；厚層：厚度大于0.5m，且小于等于1.0m；薄層:厚度小于或等于0。1m。各級圍巖的物理力學指標標準值應(yīng)按試驗資料確定，無試驗資料時可按表2.2選用。表2.2各級圍巖的物理力學指標C(kN/m3)(GPa)φ(o)(MPa)φ(o)Ⅰ26~28〈0.2>2.1Ⅱ25~271200~180020~33.2~0。25~601.5~2.1Ⅲ23~25500~12006~200。25~0.31.560~70Ⅳ200~5000。3~0.350。2~0。750~60Ⅴ17~20100~2001~2.450。05~0。240~50Ⅵ15~17〈100<10.4~0。5〈22<0。130~402。選用計算摩擦角時，不再計內(nèi)摩擦角和黏聚力。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；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兩種方法綜合確定。巖石堅硬程表2.3。1-1巖石堅硬程度劃分膠結(jié)的砂巖或礫巖等強風化的極硬巖；弱風化至強風化的硬巖;弱風化的較軟巖和未全風化的各類巖石和成巖作用差的巖石ccRc≤15巖硬質(zhì)巖.3.1-2巖體完整程度組,以構(gòu)造型節(jié)理或?qū)用鏋橹?密閉型塊狀結(jié)構(gòu)巖體完整性指數(shù)(Kv)0.75≥Kv>0。55≥Kv〉0.35碎石狀結(jié)構(gòu)礫狀結(jié)構(gòu)0。35≥Kv〉0.15大，充填物厚度大散體狀結(jié)構(gòu)Kv≤0。15硬巖,巖體完整較軟巖，巖體完整較軟巖或軟硬巖互層，且以軟巖為軟巖,巖體完整或較完整巖及全部極破碎巖(包括受構(gòu)造影受構(gòu)造影響很嚴重呈碎石、角礫及粉末、泥土狀的斷層帶-———-—具壓密或成巖作用的黏性土、粉土及土、粗圓礫土、碎石土、卵石土、大塊石土、黃土(Q1、Q2)以上、稍濕、潮濕的碎(卵)石土、粗圓礫土、細圓礫土、粗角礫土、細角礫土、粉土、及黃土(Q3、Q4)軟塑狀黏性土、飽和的粉土、砂類土等圍巖彈性縱波速度(km/s)3.5~4.52。5~4。01。0~2。02.3。2隧道圍巖分級修正隧道圍巖級別應(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。巖級別的修正，宜按表2.3.2-2進行。表2。3。2-1地下水狀態(tài)的分級滲滲水量[L/(min.10n)]10~2525~125有滲水ⅠⅡⅢ3.2-2地下水影響的修正ⅠⅡⅥ———-—-—-2.3。2。2圍巖初始地應(yīng)力狀態(tài)，當無實測資料的，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2.3.2-3評估。。表2。3。2—3初始地應(yīng)力場評估基準洞性差位移極為顯著,甚至發(fā)生大位移，持續(xù)時間長,不易成洞1.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，成洞性差評估基準(Rc/σ)max4~7maxmax初始地應(yīng)力影響的修正ⅠⅡⅢⅣⅠⅡⅤⅠⅡⅢ②圍巖巖體為有些地方的極硬巖、較破碎及破碎的硬巖時定為Ⅳ級；圍攻巖巖體為完整及較完整軟巖、較完整及較破碎的較軟巖時定為Ⅴ級.修正.當圍巖為風化層時,表2.3。2—5施工階段圍巖級別判定卡位位置巖石類型(名稱)單軸飽和抗壓強度Rc=MPa變形模量E=GPa天然重度γ=kN/m3距洞口距離(m)輕微較重嚴重1。5~0。6~0。0.2~0.620.06差中等好粗糙平整光滑波紋狀有擦痕〈0。06延伸性粗糙度張開性(mm)<0。1化程度0.1~0。55~1.0>1。0充填輕微風化頗重風化嚴重風化極嚴重風化[L/(min.10m)]Ⅰ25~125經(jīng)常滲水Ⅳ復核者硬巖軟巖土Ⅵ態(tài)備注〈1010~25地質(zhì)結(jié)構(gòu)面1。5圍巖級別可根據(jù)調(diào)查、勘探、試驗等資料、巖石隧道的圍巖定性特征、圍巖基本質(zhì)量指標(BQ)BQ查定性特征和定量指標計算參段，可采用定性劃分的方法或工程類比方法進行圍巖級別劃分。圍圍巖基本質(zhì)量指標(BQ)或修正的圍巖基本質(zhì)量指標[BQ]圍巖或土體主要定性特征級別堅堅硬巖，巖體完整，巨整體狀或巨厚層狀結(jié)構(gòu)堅硬巖,巖體較完整，塊狀或厚層狀結(jié)構(gòu)較堅硬巖，巖體完整,塊狀整體結(jié)構(gòu)堅硬巖，巖體較破碎,巨塊(石)碎(石)狀鑲嵌結(jié)構(gòu)較堅硬巖或較軟硬巖層，巖體較完整,塊狀體或中厚層結(jié)構(gòu)堅硬巖,巖體破碎,碎裂結(jié)構(gòu)較堅硬巖,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：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(Q3、Q4)。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、飽和粉細砂層、軟土等550~451450~351350~251≤250注：本表不適用于特殊條件的圍巖分級，如膨脹性圍巖、多年凍土等。公路隧道圍巖分級的綜合評判方法采用兩步分級，并按以下順序進行：(1)根據(jù)巖石的堅硬程度和巖體完整程度兩個基本因素的定性特征和定量的巖體基本質(zhì)量指標(BQ),綜合進行初步分級. (2)對圍巖進行詳細定級時，應(yīng)在巖體基本質(zhì)量分級基礎(chǔ)上,考慮修正因素的影響修正巖體基本質(zhì)量指標值。(3)按修正后的巖體基本質(zhì)量指標[BQ]，結(jié)合巖體的定性特征綜合評判,確定圍巖的詳細分級.表3.2。1-1巖石堅硬程度的定性劃分名稱名稱定性鑒定代表性巖石硬質(zhì)巖堅硬巖錘擊聲清脆，有回彈，震手，難擊碎；浸水后，大多無吸水反應(yīng)石、硅質(zhì)膠結(jié)的礫巖、石英砂巖、硅質(zhì)石灰?guī)r等較堅硬巖錘擊聲較清脆，有輕微回彈,稍震手，較難擊碎；浸水后，有輕微吸水反應(yīng)2未風化~微風化的熔結(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1強風化的堅硬巖;化的較堅硬巖；3未風化~微風化的凝灰?guī)r、千枚巖、砂質(zhì)泥巖、泥水后,可捏成團2水后,可捏成團2各種半成巖堅硬程度堅硬巖較堅硬巖較軟巖軟巖極軟巖Kv＞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錘錘擊聲啞，無回彈，有凹痕，易擊碎；浸水后，手可掰開錘擊聲啞，無回彈,有較深凹痕，手可捏碎；浸1強風化的堅硬巖;2弱風化~強風化的較堅硬巖；4未風化的泥巖等軟巖極軟巖c時，可采用實測的巖石點荷載強度指數(shù)Is的換算值,即按式(3。2.1)計算： (50)Rc=Is0.75(3.2.1)(50)cRc性劃分的關(guān)系RcRc(MPa)60~3030~1515~5<5表3.2.2-1巖體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(m)度完整1~2>1.0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1~2〉1。0差節(jié)理、裂隙、層面塊狀或厚層狀結(jié)構(gòu)2~31。0~0。4好或一般塊狀結(jié)構(gòu)較破碎2~31。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。2一般或差碎裂狀結(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(1~2組)間距的平均值。可用巖體體積節(jié)理數(shù)(Jv)按表3。2。2-2確定對應(yīng)的Kv值。JvJv(條/m3)20~353~100<3表3。2。2—3Kv與定性劃分的巖體完整程度的對應(yīng)關(guān)系00。35~0。150。55~0.3575~0.55〈0.15v巖體完整性指標Kv，應(yīng)針對不同的工程地質(zhì)巖組或巖性段,選擇有體表性的點、段,測試巖體彈性縱波速度，度應(yīng)在同一巖體取樣測定巖石縱波速度。按下式計算：Kv=(V/V)2pmpr式中：V——巖體彈性縱波速度(km/s)pmV--巖石彈性縱波速度(km/s)pr巖體體積節(jié)理數(shù)Jv(條/m3)，應(yīng)針對不同的工程地質(zhì)巖組或巖性段，選擇有代表性的露頭或開挖壁面進行節(jié)理(結(jié)構(gòu)面)統(tǒng)計。除成組節(jié)理外，對延伸長度大于1m的分散節(jié)理亦應(yīng)予以統(tǒng)計。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。Jv=S1+s2+……+Sn+SkSk—-每立方米巖體非成組節(jié)理條數(shù)(條/m3)。3。2。3圍巖基本質(zhì)量指標(BQ)應(yīng)根據(jù)分級因素的定量指標Rc值和Kv值，按式(3.2.3)計算:BQ=90+3Rc+250Kv(3.2。3)使用式(3.2.3)時，應(yīng)遵守下列限制條件：圍巖詳細定級時,如遇下列情況之一,應(yīng)對巖體基本質(zhì)量指標(BQ)進行修正: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存在高初始應(yīng)力。圍巖基本質(zhì)量指標修正值[BQ]，可按式(3.2.4)計算：(3.2。4)[BQ]=BQ—100(K1+K2+K(3.2。4)BQ--圍巖基本質(zhì)量指標;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)。KKK修正系數(shù)取零。KBQ地下水出水狀態(tài)潮濕或點滴狀出水淋雨狀或涌流狀出水，水壓<0。1Mpa或單位出水量<10L/min?m淋雨狀或涌流狀出水,水壓>0.1Mpa00。10。2450~351〈2503450~351〈2500.10.2~0.30。4~0.60.4~0.60.7~0.90.4~0.60.7~0.90。7~0。91。00。7~0。91。0K2K20.4~0。60~0。20。2~0.4高應(yīng)力區(qū)0.50。50。50。5~1。00。5~1。0或或單位出水量>10L/min?m2.3-2主要軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀影響修正系數(shù)K2結(jié)構(gòu)面走向與洞軸線夾角〉結(jié)構(gòu)面走向與洞軸線夾角〉60°,結(jié)構(gòu)面傾角>75°結(jié)構(gòu)面走向與洞軸線夾角<30°，結(jié)構(gòu)面傾角30°~75°結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀及其與洞軸線的組合關(guān)系其它組合BQBQ初始應(yīng)力狀態(tài)極高應(yīng)力區(qū)350~2511。0~1。5450~3511.0~1.5550~4511。0〈2501。0>5501。0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)象主主要現(xiàn)象新生裂縫多,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)時間長，不易成洞1。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,成洞性差應(yīng)力情況極高應(yīng)力<44~7max3。2。4各級圍巖的物理力學參數(shù)度較軟巖，結(jié)合好堅硬~較堅硬巖，結(jié)核差；軟巖~軟巖,結(jié)合一般較堅硬~較軟巖，結(jié)核差~結(jié)合很差；硬巖及全部軟質(zhì)巖，結(jié)合很差；力析來評定,也可按表3.2。5作出大致的評判。a>37〉0。2237~290。22~0。1229~190。12~0。0819~130。08~0.05〈13<0。0512453表3。2。5隧道各級圍巖自穩(wěn)能力判斷跨度20m，可長期穩(wěn)定,偶有掉塊,無塌方跨度10m~20m,可基本穩(wěn)定,局部可發(fā)生掉塊或小塌方跨度10m,可長期穩(wěn)定，偶有掉塊跨度10m~20m，可穩(wěn)定數(shù)日~1個月,可發(fā)生小~中塌方跨度5m~20m,可穩(wěn)定數(shù)月，可發(fā)生局部塊體位移及小~中塌方跨度5m，一般無自穩(wěn)能力，數(shù)日~數(shù)月內(nèi)可發(fā)生松動變形位移、小塌方，進而發(fā)展為及中~大塌方埋深小時，以拱部松動破壞為主，埋深大時,有明顯塑性流動變形和擠壓破壞；跨度小于5m,可穩(wěn)定數(shù)日~1個月m日無自穩(wěn)能力ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ注：①小塌方：塌方高度〈3m，或塌方體積〈30m3。②中塌方：塌方高度3~6m，或塌方體積30~100m3。m體積>100m3。圍巖可長期穩(wěn)定，一般無不穩(wěn)定塊體基本穩(wěn)定.圍巖整體穩(wěn)定,不會產(chǎn)生塑性變形，局部可能產(chǎn)生掉塊圍巖強度不足局部會產(chǎn)生塑性變形,不支護可能產(chǎn)生塌方和變形破壞。完整的較軟巖，可能暫時穩(wěn)定圍巖自穩(wěn)時間很短，規(guī)模較大的各種變形和破壞都可能極不穩(wěn)定.圍巖不能自穩(wěn)，變形破壞嚴重TT＞8585≥T＞6565≥T＞4545≥T＞25T≤25ⅠⅡⅢⅣⅤ結(jié)構(gòu)面狀態(tài)平直光滑起伏粗糙起結(jié)構(gòu)面狀態(tài)平直光滑起伏粗糙起伏光滑或平直粗糙起伏粗糙平直光滑平直光滑起伏粗糙起伏光滑或平直粗糙平直光滑起伏粗糙4.2圍巖工程地質(zhì)分類各項因素的評分標準(1)巖石強度評分，見下表4.2—1。軟軟質(zhì)巖較軟巖30≥Rb＞1510~5≥Rb＞55~0巖質(zhì)類別硬質(zhì)巖Rb＞6030~2060≥Rb＞3020~10(2)巖體完整程度評分，見下表4。2-2)。巖體完整程度評分巖巖體完整程度巖體完整性硬質(zhì)巖評分B軟質(zhì)巖較完整0。5530~2219~140。3522~14較破碎0。159~440~3025~19破碎Kv≤0.154.當Rb≤5MPa,屬特軟巖，巖體完整程度與結(jié)構(gòu)面狀態(tài)不參加評分；(3)結(jié)構(gòu)面狀態(tài)評分，見下表4。2—3。態(tài)評分W＜0。5－W＜0。5－W(mm)W≥5。0巖屑泥質(zhì)5≤W＜5。0無充填無充填伏光滑或平直粗糙態(tài)狀27212115態(tài)狀272121151712較軟較軟巖9巖88868m(4)地下水狀態(tài)評分，見下表4.2—4。評分基T＇＞85T＇85≥T＇＞6565≥T＇＞4545≥T＇＞25地下水T＇≤25干燥、滲水、滴水00~—2-2~—6-6~—10—10~-14-2~-6-6~-10—10~-14—14~-18-18~—2025＜Q≤1250~—2-2~—6-6~-10-10~—14-14~-18(5)要結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀評分，見下表4.2—5。主要結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀評分0-2-5—10—2—5-10—12—5—10—12—12結(jié)構(gòu)面走向與洞軸線夾角90°~60°60°~30°結(jié)構(gòu)面傾角70°~45°45°~20°70°~45°45°~20°70°~45°45°~20°墻-2-5-20—5—10-2—10-12—50注：按巖體完整程度分級為完整性差、較破碎和破碎的圍巖不進行主要結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀評分的修正。5Q系統(tǒng)分類(挪威法)一種將圍巖分類與支護設(shè)計集于一體的方法.迄今為止已有3個版本的Q分類與支護建議的圖表問世，其中的第三個版本(2004版)是總結(jié)世界上2000多條隧道工程實踐并以此經(jīng)驗將1992年版本不斷完善而得到的，這種方法可以應(yīng)用于隧道工程的勘察、規(guī)劃和設(shè)計階段，也可用于隧道施工階段，它可以通過現(xiàn)場觀測，也可以通過對地質(zhì)巖芯取樣的描述計算得到對應(yīng)的Q值，借此來評價圍噴射混凝土得到大量的應(yīng)用，并基于這些工程支護的經(jīng)驗，N。Barton等人對分類與支護圖表也作圖1Q系統(tǒng)圍巖分類與支護綜合表(1992)2004年出版的《挪威隧道和地下2004年度報告》中給出了第三張分類與支護圖表(基于2000圖3Q系統(tǒng)圍巖分類與支護綜合表(2004)Q分類法主要考察圍巖結(jié)構(gòu)、完整性和應(yīng)力情況及其對應(yīng)的6個參數(shù)，通過公式(5.2-1)計算但Q分類法中參數(shù)取值也是通過給定性描述賦權(quán)值的方法進行,所以在實施中也難免帶有人為因素，同時Q系統(tǒng)建議的比較經(jīng)濟的隧道支護方法，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數(shù)值，它可以作為我國隧道分類方法的一個有益補充，使圍巖分類的結(jié)果更貼近實際地質(zhì)情況。DJn-—巖體組數(shù)；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，第一個商數(shù)()表示巖體的完整性；第二個商數(shù)()表示結(jié)構(gòu)面形態(tài),充填物特JnJa征及次生變化程度；第三個商數(shù)()表示水與應(yīng)力存在時對巖體質(zhì)量的影響。下面簡述各個系數(shù)所代表的意義和取值方法。nationRQDNXL——鉆孔長度。在統(tǒng)計時沿巖芯中心量測，明顯在鉆進中產(chǎn)生的裂隙不計。取值如表5.2-1.2-1巖石質(zhì)量指標(RQD，%)0~~2525~5050~7575~9090~100Jn常受到節(jié)理、片理、板巖劈現(xiàn)或?qū)永淼鹊挠绊?。如果這類平行的“節(jié)理”很發(fā)育，顯然可視之為一個節(jié)理組，但如果可見的“節(jié)理”很稀疏,并沒有固定的產(chǎn)狀，可以稱之為表5。2-2節(jié)理組數(shù)(Jn)AA整體沒有或幾乎沒有節(jié)理0。5~1B一組節(jié)理2C一組節(jié)理加隨機裂隙3D二組節(jié)理4E二組節(jié)理加隨機裂隙6F三組節(jié)理9G三組節(jié)理加隨機裂隙12H四組或四組以上節(jié)理，隨機裂隙，嚴重節(jié)理化，呈糖塊狀等15I組節(jié)理擠壓破碎巖石、土狀巖石20(3)Jr,節(jié)理粗糙度。用來表示節(jié)理壁的粗糙度，一般能過手指就可以觸摸，結(jié)合描述表就可確表5。2-3節(jié)理粗糙度(Jr)a)節(jié)理面接觸A4B3C2D表面光滑，起伏1。5b)節(jié)理面在剪切E粗糙或不規(guī)則，平面1。5觸注:①以上描述適用于小規(guī)模特征和中規(guī)模特征；②剪切時節(jié)理面不接觸H節(jié)理面間含有粘土礦物厚度足以阻止節(jié)理面接觸J砂質(zhì)、礫石或破碎帶的厚度足以阻止節(jié)理面接觸②如果線理方向?qū)姸扔绊懞苄?則對有線理的平面磨光節(jié)理可取Jr=0.5。(4)Ja,節(jié)理的蝕變程度。與Jr相比，節(jié)理的蝕變程度是進一步來確定節(jié)理填充物對節(jié)理穩(wěn)定性的作用,一般通過填充物的厚度和成分,特別是在填充物中含有粘土成分時應(yīng)給予足夠的重視。如表5。2—4節(jié)理蝕為系數(shù)(Ja)AA緊密結(jié)合,堅硬,非軟化，不透水;充填物，如石英、綠簾石B有污染裂巖石等D粉砂或砂質(zhì)粘土被覆層，小部分粘土(非軟化)E軟化或低摩擦阻力粘土礦物被覆層,即高嶺石或云母,也有綠簾G高超固結(jié)非軟化粘土礦物充填物(連續(xù),但厚度<5mm)H中等或低超固結(jié)，軟化,粘土礦物充填物(連續(xù)，厚度<5mm)J膨脹粘土充填物，即蒙脫石(連續(xù)，但厚度<5mm),Ja值取決于膨脹粘土顆粒的百分率和浸水程度等K．L．M．碎裂帶或碎裂層,或破碎巖石和粘土(見G。H。J的粘土條件描述)N粉砂,或砂質(zhì)粘土帶或?qū)?小部分粘土(非軟化)描述)0。752。04。04.08。08~126,8或8~125.010,13或13~20a)節(jié)理變形10cm前仍接觸觸(o)—-25~3525~3020~258~1625~3016~2412~16——6~24(5)Jw，節(jié)理水折減系數(shù)。節(jié)理水可能會軟化節(jié)理的填充物從而降低節(jié)理間摩擦力，較大的節(jié)表5。2—5節(jié)理水的折減系數(shù)(Jw)A開挖時干燥或有微量滲水，即局部<5L/min<0。1B中等