圍巖等級(jí)劃分-圖文

圍巖等級(jí)劃分-圖文3-1-1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。國(guó)內(nèi)外現(xiàn)在的圍巖分級(jí)方法有定性、定量、定性與定量相結(jié)合31～2國(guó)外N.BartonQZ.T.Bieniawk（MRM）Dree的RQD大。影響圍巖穩(wěn)定的因素多種多樣，主要是巖石的物理力學(xué)性質(zhì)、構(gòu)造發(fā)育情況、承受的荷載（工程荷載和初始應(yīng)力）、應(yīng)力變形狀態(tài)、幾何邊界條件、水的賦存狀態(tài)等。這些因素中，巖體的物理力學(xué)性質(zhì)和構(gòu)造發(fā)育情況是獨(dú)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(xiàng)物理力學(xué)性質(zhì)中，對(duì)穩(wěn)定性關(guān)系最大的是巖石堅(jiān)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(guó)內(nèi)外多數(shù)圍巖分級(jí)都將巖石堅(jiān)硬程度和巖體的完整程度作為巖體基本質(zhì)量分級(jí)的兩個(gè)基本因素。國(guó)標(biāo)《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》圍巖分級(jí)圍巖分級(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1.1規(guī)定。1.1面發(fā)育情況和組合狀態(tài)巖石強(qiáng)度指標(biāo)單軸飽和抗壓強(qiáng)度(MPa)II2~30.8m，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I30~601.25~2.53.7~5.2>0.755~10m時(shí)，>60(MPa)>2.5(km/)>5>0.755~10m1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30.4~0.8m，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>60>2.53.7~5.2>0.5——圍巖能II20~300.85~1.253.0~4.5>0.75>25~10m30~601.25~2.503.0~4.50.5~0.75>23象>60(軟巖>20)>25030~45030~050>2302~04m數(shù)有泥質(zhì)充填塊體間牢固咬合>60>25030~4.5030~050>2Ⅳ10~30042~12520~35050~075>15m2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304~08m體>30>125>20>015>1302~04m(05~10mm(10mm)有泥質(zhì)充填層間結(jié)合>30(>10)>12520~35020~040>13大部分微張(05~10mm(10mm)有泥質(zhì)充填形成許多碎塊體>30>12520~35020~040>1Ⅴ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)<2051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)。305m01m45m，105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。圍巖分級(jí)的主要影響因素體完整性指標(biāo)用巖體完整性系數(shù)Kv表示，Kv可按下式計(jì)算:Kv=(Vpm/Vpr)（1.2-1）式中：Vpm——巖體彈性縱波速度（km/）Vpr——巖石彈性縱波速度（km/）當(dāng)無條件進(jìn)行聲波實(shí)測(cè)時(shí)也可用巖體體積節(jié)理數(shù)Jv1.2Kv1.2JvKv32Jv(條/m)<333～1010～2020～35＞35＜0.15Kv＞0.750.75～0.550.55～0.350.35～0.151.2.2巖體強(qiáng)度應(yīng)力比Sm=Kvfr/σ式中：Sm--巖體強(qiáng)度應(yīng)力比；fr--巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度(MPa)；Kv--巖體完整性系數(shù)；1（1.2-2）σ1--垂直洞軸線的較大主應(yīng)力(kN/m)。22當(dāng)無地應(yīng)力實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)σ1=γH3(3.2-3)式中：γ--巖體重力密度(kN/m)；H--隧洞頂覆蓋層厚度(m)。地下水對(duì)Ⅲ、Ⅳ級(jí)圍巖當(dāng)?shù)叵滤l(fā)育時(shí)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(dāng)降級(jí)。斷層帶對(duì)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級(jí)圍巖當(dāng)洞軸線與主要斷層或軟弱夾層的夾角小于30時(shí)應(yīng)降一級(jí)。鐵路隧道圍巖分級(jí)鐵路隧道圍巖分級(jí)及其適用條件2.12.32.1（單軸飽和抗壓強(qiáng)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Ⅱ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）3.5～4.54關(guān)系不致產(chǎn)生滑動(dòng)；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?yàn)橛操|(zhì)巖石偶夾軟質(zhì)巖石坍塌；側(cè)壁穩(wěn)定；層間結(jié)合差的平緩巖層，頂板易塌落Ⅲ硬質(zhì)巖（Rc>30MPa）：受地質(zhì)構(gòu)造影響嚴(yán)重，節(jié)理發(fā)育，有呈塊（石）碎拱部無支護(hù)時(shí)可產(chǎn)生小坍塌，側(cè)壁基本穩(wěn)定，爆破震動(dòng)過大易坍2.5～4.0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(dòng)；（石）狀鑲嵌結(jié)層狀巖層為薄層或中層，層間結(jié)合差，多有分離現(xiàn)象；硬、軟質(zhì)巖石互層較軟巖（Rc≈15～30MPa）：受地質(zhì)構(gòu)造影響較重，節(jié)理較發(fā)育；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(yán)重，節(jié)理很發(fā)育；呈碎石狀壓碎層狀軟弱面（或夾層）已基本破壞結(jié)構(gòu)呈大塊狀結(jié)構(gòu)構(gòu)拱部無支護(hù)時(shí)，可產(chǎn)生較大的坍塌，側(cè)壁有時(shí)失去穩(wěn)定1.5～3.0軟質(zhì)巖（Rc≈5～30MPa）：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、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）土體：一般第四系堅(jiān)硬、硬塑黏性土，稍密及以上、稍濕或潮濕的碎石土著人、卵石土、圓礫土、角礫土、粉土及黃土Q4）呈角礫碎石狀松散結(jié)構(gòu)非黏性土呈松散結(jié)構(gòu)，黏性土及黃土呈松軟結(jié)構(gòu)圍巖易坍塌，處理不當(dāng)會(huì)出現(xiàn)大坍塌，側(cè)壁經(jīng)常小坍塌；淺埋時(shí)易出現(xiàn)地表下沉（陷）或塌至地表1.0～2.0Ⅵ巖體：受構(gòu)造影響嚴(yán)重呈碎石、角礫及粉末、泥土狀的斷層帶土體：軟塑狀黏性土、飽和的粉土、砂類土等黏性土呈易壖圍巖極易坍塌變<1.0(飽和狀態(tài)的土<1.5)動(dòng)的松軟結(jié)構(gòu)，形，有水時(shí)土砂砂性土呈潮濕松散結(jié)構(gòu)常與水一齊涌出；淺埋時(shí)易塌至地表注：層狀巖層的層厚劃分：1.0m；0.5m，1.0m；0.1m，0.5m；0.1m各級(jí)圍巖的物理力學(xué)指標(biāo)52.2γ（kN/m3）26～2825～2723～2520～2317～2015～17量E（GPa）>3320～336～201.3～61～2<1<0.20.2～0.250.25～0.30.3～0.350.35～0.450.4～0.5υ（o）>6050～6039～5027～3920～27<22（MPa）>2.11.5～2.10.7～1.50.2～0.70.05～0.2<0.1內(nèi)摩擦角φCφ（o）>7870～7860～7050～6040～5030～40本表數(shù)值不包括黃土地層；2.選用計(jì)算摩擦角時(shí)，不再計(jì)內(nèi)摩擦角和黏聚力。圍巖分級(jí)的主要因素圍巖基本分級(jí)圍巖基本分級(jí)應(yīng)由巖石堅(jiān)硬程度和巖體完整程度兩個(gè)因素確定；巖石堅(jiān)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。巖石堅(jiān)硬程2.3.1-12.3.1-22.3.1-32.3.1-1306053塊石、0.55≥Kv>0.35（Kv）Kv>0.750.75≥Kv>0.551～22～363受構(gòu)造作用影響較大，裂隙寬度以張開型為主，多有充填物極破碎寬張裂隙全為泥質(zhì)或泥夾巖屑充填，充填物厚度大結(jié)構(gòu)面雜亂無序，在斷層附近Kv≤0.152.3.1-3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）硬塑黏性土，稍密及以上、稍濕、潮濕的碎（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）Ⅵ受構(gòu)造影響很嚴(yán)重呈碎石、角礫及粉末、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<1.5)1.0～2.0石土、大塊石土、黃土（Q1、Q2）1.5～3.0——2.5～4.0——3.5～4.5圍巖彈性縱波速度（km/）>4.5隧道圍巖分級(jí)修正隧道圍巖級(jí)別應(yīng)在圍巖基本分級(jí)的基礎(chǔ)上，結(jié)合隧道工程的特點(diǎn)，考慮地下水狀態(tài)、初始地應(yīng)力狀態(tài)等必要的因素進(jìn)行修正。2.3.2-12.3.2-22.3.2-1水滲水量[L/(min10n)]<1010～2525～12572.3.2-31.硬質(zhì)2.軟質(zhì)巖：巖芯常有餅化現(xiàn)象，開挖過程中洞1.2.軟質(zhì)巖：巖芯時(shí)有餅化現(xiàn)象，開挖過程（MPa）。評(píng)估基準(zhǔn)（Rc/σma）<44～72.3.2-4巖基本分級(jí)修正級(jí)別初始地應(yīng)力狀態(tài)極高應(yīng)力高應(yīng)力ⅠⅠⅡⅡⅢ或Ⅳ級(jí)；②圍巖巖體為有些地方的極硬巖、較破碎及破碎的硬巖時(shí)定為Ⅳ級(jí)；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(shí)定為Ⅴ級(jí)。2.3.2.31～22.3.2.42.3.2-52.3.2-58Rc=MPaE=GPaγ=kN/m3(mm粗糙度極差明顯臺(tái)階狀密閉<0.1（m）>1.51.5～0.60.1～0.50.5～1.0>1.0[L/(min10m)]<102525～125H=m(m)c=MPa；φI=MPaυ=其他輕微較重嚴(yán)重極嚴(yán)重<0.060.6～0.20.2～0.06公路隧道圍巖分級(jí)公路隧道圍巖分級(jí)3.1指標(biāo)（BQ）或修正的圍巖基本質(zhì)量指標(biāo)[BQ]9ⅠⅡ堅(jiān)硬巖，巖體完整，巨整體狀或巨厚層狀結(jié)構(gòu)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)>550550～451Ⅲ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)450～351Ⅳ堅(jiān)硬巖,巖體破碎,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：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350～251Ⅴ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)≤250Ⅵ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。圍巖分級(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：(1)根據(jù)巖石的堅(jiān)硬程度和巖