隧道圍巖分級講義

內容安排圍巖分級隧道施工方法隧道爆破施工技術隧道圍巖分級第一部分地下工程系劉勇第一節(jié)隧道工程地質調查與勘測隧道工程的調查和勘測，應遵照基本建設工作程序分階段依次進行。一般可分為施工前的調查勘測階段(相當于初測和定測階段)和施工時的調查階段。階段期限目的和要求方法范圍施工前的調查勘測初測研究、必選隧道線路方案期間掌握區(qū)域工程地質和水文地質情況及其與隧道的關系，了解經濟、國防、農業(yè)、環(huán)保等方面的要求，為隧道線路方案比選、初步設計及下一階段的調查工作提供基礎資料搜集和調查有關資料、法規(guī)；重點測繪包括比較線路在內的范圍定測決定隧道線路后到施工前詳細查明隧道所在地區(qū)的地貌、地形、工程地質和水文地質條件，農業(yè)、環(huán)保要求，材料、勞動力、設備等供應情況，以及棄土、施工場地、拆遷賠償?shù)纫?，為評定隧道所穿越地段的地質特征，確定圍巖級別及預測施工中可能遇到的問題，進行技術設計、施工計劃、編制預算提供完整而準確的資料詳細測繪和調查；必要的地質勘探(包括鉆探、坑探、物探、觸探)及試驗工作；航測、遙感圖片解釋與隧道有關的地點及周圍地區(qū)施工前的調查技術設計后至完工前技術設計有待補充的資料；預測和確認施工中產生的問題，獲取變更設計和施工管理所需的資料同技術設計；洞內地質素描；量測以洞周變形和支護應力為主；地面沉陷觀測；超前鉆孔、輔助導坑、試驗坑道隧道影響范圍和隧道內一、自然概況調查以地形地貌特征為主。二、圍巖條件調查圍巖條件調查以隧道及其周圍的圍巖穩(wěn)定性和有無不良地質現(xiàn)象為主要內容。圍巖條件調查應根據當?shù)氐匦魏偷刭|條件，采用適當方法進行綜合勘探，相互補充，以期得出正確的結論。三、環(huán)境調查環(huán)境調查以生態(tài)環(huán)境、社會環(huán)境、生活環(huán)境和施工用水、用電、用地、交通運輸條件等為主要內容。四、盈調查士成果說明給書：敘述娃調查每、勘記測工王作的蓄概況拿、內爽容及松相應傳的結秀論，毒對隧么道圍瞇巖進掀行評槳價。圖紙揉：包括努隧道牧所在舞地區(qū)片的地丑形、末地質銜圖(如地況質條夕件復保雜，良地質必平面輸圖應得單獨跑繪制)，隧尤道沿彩線的煤地形擁縱斷庫面圖(并逐岡段填兵繪地主質及蕉較大隆地質章構造熟線、都水文開地質歡條件斥，注趴明圍舟巖類下別，遍探點耀位置)，洞捎口放給大的瞞平面儀、縱返斷面頌和橫洗斷面棕的地沙形地展質圖期。四、甩調查閉成果試驗餡資料招匯總沖表。環(huán)境許條件梢、施研工組房誠織及直預算循定額捷等調繩查資唯料。與有先關部網門和碼單位車的協(xié)屬議。嚴重掃影響遭隧道緣瑞工程肚的地宮質、艙環(huán)境樹等的瘡專項丈資料究。五、揀隧道奏施工明中的焰危險耕地質惹現(xiàn)象與重槽力作犯用有助關的獨地質幅現(xiàn)象包括粗：拱克頂?shù)牟卤缆浞恕⑺碇档肋厖柧墡r衫體的喜坍塌仇、坑津道泥剝質底銅板中砌巖體第的基判礎。崩落與巖駝體裂擁隙擴姿展而賊發(fā)生劍的瞬輛間脆肉性破殲碎有律關與巖魔體風膝化有培關與以逼“塑選性變芬形”苦為表掘現(xiàn)形蓬式的揚巖體熔的緩音慢塑艱化有慢關五、謊隧道騎施工叨中的馳危險涉地質惡現(xiàn)象與地蛙球內圾力有孤關的懂地質扁現(xiàn)象包括瞎：地妹震和筑動力庫現(xiàn)象(巖爆兩、震議動等)。與地露下地兵上水洋活動液有關狗的地掌質現(xiàn)鉆象包括薦：水役動力丑現(xiàn)象(如流薪砂、光液化縮慧巖向只山體母坑道穴突然棒沖擊凳等)、突畫水現(xiàn)央象、希潛蝕械、喀詠斯特周及其圾他滲扁透現(xiàn)胞象而嬸帶來表的施毅工困末難。五、戚隧道驗施工眨中的茶危險鏈地質博現(xiàn)象與地獲下氣鎖體活限動有妥關的斜地質狼現(xiàn)象在隧疏道和叮其他泛地下旦坑道裳的掘選進過母程中命，常疫會遇嫌到易槳爆及饒有毒遠的天扛然氣齡體。巖石師含氣白量、絡氣體連壓力恒數(shù)值急、含堡氣巖版石厚扇度等絞巖石晨的物元理狀芽態(tài)(包括基應力悄狀態(tài))及屬棒性，荷以及據隧道賞掘進幣過程賴中它績們所透承受躁的作弟用的屠強度政都可匠以決序定是話否可喇能孕尤育出凳一些旬危險詳?shù)牡貭T質現(xiàn)災象，悼如氣臣體、洪巖石額突然鴿噴出寫，地抓下瓦瞧斯爆番炸、今起火甚等。五、撿隧道臟施工疼中的耕危險禮地質武現(xiàn)象與地能球熱澇流作遞用有摸關的終地質在現(xiàn)象來自臺于地吼球深地處的弄熱流憶作用慈于巖耗石，寺會使榨它們遙變熱恰而溫氏度升木高。在坑券道里前的高兼氣溫往下，楊泥質屯巖石渣和水型泥襯脈砌都時有可繭能出斥現(xiàn)收膽縮而錯形成買裂隙沃，還咬會出恐現(xiàn)大脾大加凡快地興下風遙化作素用進奸程和杏其他桑的伴紙生地撿質現(xiàn)亂象。五、爺隧道阻施工粘中的報危險江地質頌現(xiàn)象與地艘球熱甘流作鬼用有積關的肉地質飼現(xiàn)象隧道絹埋深嘗加大崇時溫銹度的拳增高烈有著落非常木復雜勁的特株點，筐它取甚決于軋巖石級成層辰的結堅構構敵造條內件和兩它的鋸導熱呆性，肥取決核于它爪的含輝水性緩和滲視透性齡，取餓決于得巖石雀中的用水花擱過程信和距沈離年桌輕火確山源賠的遠敘近等跑。五、嚼隧道崇施工扣中的雁危險唱地質徐現(xiàn)象與巖塞石內傘力作習用有臭關的音地質饑現(xiàn)象與風顏化作領用有衡關的祥地質刪現(xiàn)象與巖姥石的偶凍結尸和融麻化有目關的殼地質扇現(xiàn)象第二墨節(jié)莊巖下體的貪基本齒工程猾性質回顧彩：隧尚道的雷特點纖？地層巖石擦？巖體是在種一定慈工程珍規(guī)模禽范圍鐵內現(xiàn)窮實存研在的虛自然練地質蒜體。估是由經被分想割的結構淺體和卻眾多補結構芝面組成頑的。巖石是由愛礦物攝或巖扶屑在載地質殺作用叼下按座一定唉規(guī)律喝聚集趟形成裳的自呢然體趙。巖體？明確兩個概編念結構伶面：巖體利中具胡有一拜定方蹲向、房誠力學鑒強度擊相對聞較低織的地奇質界展面(帶)。第二荒節(jié)梅巖滾體的撥基本取工程罷性質一、料巖體皇處于弄一定熊的天哨然應市力作跪用之米下巖體錫在天處然狀負態(tài)下象所具記有的繭內在妻應力療，稱搖之為黑巖體孫的初桶始應受力，領也有很人叫項它為喝地應躺力。巖體斯的初踐始應輔力，艘主要鑰是由呼于巖丙體的覺自重量和地宣質構最造作控用和濾地質討地溫亮作用好引起廉的。假定肺巖體蜘是均抹一連帽續(xù)介肯質1.重力沙應力體場zyyxσxσzσyλ為側果壓力茶系數(shù)由于地質凍構造烈運動的作傳用，惱使得桂巖體錘內積錦存了激一定畜的應粱力，卵稱它晴為構服造應魄力。2.構造道應力倍場構造聽應力梳一般怕采取奶現(xiàn)場躺應力列量測隊的方章法來道得到裙。相同將的天旗然巖餓體其瓜物理影力學覆性質乏隨在貢巖體幼中所至測點脈的空候間位注置不露同而聯(lián)有差圓異，鋤呈現(xiàn)捏出巖儉體的墳不均冬勻性木。二、赴巖體煩的物選理力云學性援質的肺不均胳勻性所謂胳結構琴面是拜指巖啊體中游具有妄一定眉方向撕、力卸學強蟻度相腐對較踩低的礦地質猴界面(或帶)。三、慨巖體偏是由斑結構若面分麗割的擦多裂鳥隙體(1爆)原生鑰結構迫面：指油巖體灰形成肝過程博中形亞成的例結構腥面和忠構造逆面。(2予)構造蕉結構努面：巖泛體形委成后喝，由排于地眨殼構兔造運渡動在面巖體影中產但生的駝各種倍斷裂畝面。(3魔)次生訓結構姑面：指莫在外猶營力忌作用端下產藍生的渴風化婚裂隙罩面及庭卸荷決裂隙推面等損。巖體頓中由蠶于巖稻石的胸結構礙、構冰造具血有方那向性生，使枕巖體牲強度殺、變務形，續(xù)甚至青滲透廚等性萄質在好不同甜方向吃上顯門示出膽差異飾，稱出為巖嘩體的扮各向恨異性領。四、尤巖體速具有臥各向么異性風化饅巖石政按風癢化劇伍烈的樹程度倦分成踢若干賓級(或帶)：風腥化極嫩嚴重振、風熟化嚴受重、肯風化廟頗重延、風償化輕戀微和同未經訓風化騎五級沉。五、主巖體煤具有陰可變狼性(風化告、遇言水軟工化)用軟向化系住數(shù)來稀表示懲巖石脆的軟沫化性嫩：一般芒規(guī)定靜軟化而系數(shù)臨小于0.砍75的巖饑石，素叫軟情化巖召石。一、辣概述圍巖腥定義熔：隧道井開挖憶后其哨周圍廢產生還應力墊重分船布范每圍內牙的巖貨體，衡或指欺隧道腸開挖插后對淋其穩(wěn)軌定性野產生柜影響慰的那悉部分煩巖體吳。第三濕節(jié)急圍董巖分香級圍巖臣分級認的概印念各種繳圍巖探的物證理性還質之梳間存昏在一貴定的站內在維聯(lián)系彈和規(guī)搞律，驕依照鋸這些拖聯(lián)系鹽和規(guī)剖律，汁可將督圍巖潔劃分香為若研干級邁，這騰就是芹圍巖躍分級往。目前茄，隧豬道圍孟巖分問級是調設計途、施哪工的基礎（工犯程類益比法卡就是努建立若在圍胳巖分快級的寄基礎忘上的種）。圍巖查分級構的目小的①作姿為選嶺擇施源工方叉法的備依據屢；②進現(xiàn)行科澤學管棚理及你正確書評價扔經濟搬效益幅；③確鵲定結竿構上釀的荷姜載(松散矛荷載)；④給出麻襯砌扎結構海的類督型及城其尺涌寸；⑤制內定勞察動定害額、圍材料殺消耗債標準夠的基近礎等惰等。比較增理想為的分運級方家法①準飽確客閉觀，遣有定駛量指銳標，亞盡量糊減少略因人傳而異宮的隨捉機性擠；②便讀于操磁作使愁用，繳適于浩一般貞勘測算單位呈所具槽備的黑技術紅裝備家水平亦；③最妹好在窮挖開者地層蛾前得效到結灶論。圍巖雀分級桃的發(fā)粱展趨劃勢要有點明確衣的工鉤程對私象和絮工程徐目的以巖堂體為結對象與地鞏質勘者探結籠合與設海計施徹工結梢合定量砌化二、所分級(類)的指岔標1.單一醫(yī)的巖朗性指匆標包括乎巖石腎的抗零壓和戒抗拉懲強度汁、巖咬石堅臭固性兩系數(shù)f、彈遮性模羽量等巴物理次力學貿參數(shù)方，以缺及如電抗鉆獅性、只抗爆慨性等課工程宿指標僅。2.單一匯的綜繳合巖好性指贈標它表診明指圈標是卡單一朽的，捎但反懇映的害因素浴卻是世綜合昆的?！皫r石禿質量貨指標段”(R魄QD朝)也是舍反映元巖體騎破碎連程度概和巖乏石強粉度的騎綜合頑指標樹。所謂謀巖石蒸質量看指標煮是指蔥鉆探圈時巖楊芯復秧原率兵，或放稱巖芯采取洞率。3.復合洽指標巴頓(N款.B壁ar酬to關n)等人游所提夜出的么“巖體景質量Q”式中斥，RQ航D為巖熄石質雁量指濤標；Jn為節(jié)班理組妄數(shù)目企；Jr為節(jié)抓理粗缺糙度哥（0-毒20）；Ja為節(jié)臭理蝕非變值埋（0.條75喂-2絨0）；Jw為節(jié)蠟理含勻水折淹減系幅數(shù)；SR機F為初退始應話力折管減系柱數(shù)。目前前鐵路招隧道街圍巖對分級則采用施兩種恰方法夠，即以圍晴巖穩(wěn)柏定為塞基礎名的分棄級方盲法和按彈詳性波(縱波)速度再的分喇級方燈法。三、買國內慢主要銳地下音工程繳圍巖蠶分級(類)標準(一)《鐵路壞隧道輛設計辟規(guī)范》的圍嚴巖分例級圍巖欄基本醬分級基本分級的修正施工階段圍巖級別的最終確定影響迅圍巖嚼穩(wěn)定仔性的廟主要獅因素(1川)巖體熟結構菊特征(關鍵)可簡初單用有巖體債的破摸碎程歡度或盛完整重性表該示。(2辜)結構今面性喬質和從空間夾的組險合(塊狀溉或層蜘狀巖逢層)(3桌)巖石柳的力傍學性富質(整體過結構)(4溝)圍巖局的初孔始應開力場(5案)地下眨水狀輸況1.地質管因素2.人為凝因素(1梨)地下皆洞室晨尺寸隨和形粉狀(2萬)施工繁中采擁用的職施工臣方法巖石匯堅硬礎程度維的劃慌分1.圍巖推分級脾的基掃本因尸素(1氏)巖石鍛堅硬跌程度根據元單軸野飽和偵極限撿抗壓灰強度Rc分為5級，礦即極壘硬巖穗、硬戚質巖棵、較售軟巖苗、軟趴巖、音極軟毫巖。(2辱)巖體疊的完芝整程繭度主要好是指譯圍巖筋被各爆種結淺構面絞切割菊成單令元體槳的特陽征及腰其被芒切割膀后的英塊度集大小投。它縣是評昌價圍優(yōu)巖穩(wěn)帥定程秋度最殼直接察、最稍重要拆的指勒標。為了騙衡量旱圍巖閣的完列整程慰度要遙考慮波的因過素：按照繪軟弱收面的熊產狀卻、貫暢通性商以及絕充填冶物的棕情況購，可輝將圍評巖分忍為：完整磁、較違完整汗、較泥破碎械、破輕碎、慎極破慘碎。按照停圍巖滴受地秩質構偶造影睛響的嘆程度老，可獎將圍溜巖分政為：構造悔變動推輕微避、較風重、娛嚴重病、很釘嚴重。按照割節(jié)理(裂隙)發(fā)育射程度岔的不隔同又淘分為幻玉：節(jié)理龍不發(fā)皆育、云節(jié)理惡較發(fā)徒育、竭節(jié)理個發(fā)育必及節(jié)卻理很祖發(fā)育。按照歪巖體緊風化置程度滅的不稅同將澇圍巖稱分為仰：風化擺輕微酷、較苗重、叫嚴重臉、極財嚴重四級演。巖體鐮完整巾程度海劃分2.圍巖旬基本奔分級簽及其侍修正(1綱)基本鼓分級《鐵路防隧道奮設計寫規(guī)范》將隧構道的芹圍巖獎劃分虜為六濃級。鐵路核隧道付圍巖惹分級地下玩水狀痰態(tài)的趁分級(2月)隧道僻級別黎的修音正地下鼓水影廉響的防修正根據窮單位濱時間碌的滲宿水量膜可將銷地下洪水狀未態(tài)分蠶為3級。根據膽地下貓水狀可態(tài)對拉圍巖尊級別狼進行述修正彼。地下抖水影機響的熟修正圍巖投初始堆地應刪力狀葛態(tài)修田正初始造地應很力狀使態(tài)評慣估初始階地應在力影冷響的踐修正風化給作用液的影疏響隧道見洞深攝埋深割較淺勒，應組根據林圍巖求受地渡表的披影響而情況泊進行陜圍巖按級別宵修正謠。當嗚圍巖銹為風勢化層犬時應糞按風怖化層棄的圍設巖基爹本分譜級考久慮。頌圍巖糊僅受喉地表組影響擇時，防應較厲相應松圍巖送降低1~追2級。在施幻玉工中跨，根艦據對蹦隧道醉圍巖泳的直銅接觀貨察、柄量測零和試銷驗結鈴果，晃可進隱一步對核定瓣巖層坐構造情、巖盞性及豆地下栗水等獻情況謙，從卵而可挪以判田斷圍祖巖的飾穩(wěn)定釣程度日并填南寫施漂工階傍段圍巖樓級別來判定量卡。當廚發(fā)現(xiàn)唇設計卻與實嘉際情掙況不怨符時易，應縣及時較修改椒圍巖搖級別疼，并殿變更朱支護減設計送。(3卡)施工邊階段昏圍巖徐級別膽的最鹿終確川定（二授）公裳路隧漲道圍坊巖分慨級標旗準采取縱兩步推走的動方法賭：先忙確定干巖體庫基本齒質量糠；再蛙結合幻玉具體芽工程辯的特勾點確四定巖訊體級榮別。1.分級把因素復及其泊確定碧方法本分消級標假準認西為巖難體基疏本質載量應手由巖石虎堅硬燙程度和巖體龜完整闖程度兩個企因素餅確定但。巖石刃的堅真硬程潤度巖石怖的堅跡硬程辯度巖體渴完整梢程度嶺可分得為：傭完整幅、較偷完整渡、較乓破碎彎、破烈碎、階極破番碎。普巖體月完整惑程度寶劃分落的定奧量指撲標采胡用巖漠體完益整性舌指數(shù)Kv。巖石占的完更整程電度Kv與定載性劃塔分的昆巖體屠完整攜程度購的對栽應關呆系2.巖體衡基本秋質量逗分級巖體奇基本窮質量科分級區(qū)可根吊據上要述的駐分級押因素關結合菠巖體嫂基本打質量慮指標BQ進行畝。巖體營基本顯質量窮指標BQ應根熱據Rc的兆志帕數(shù)紡值和Kv值計萄算而著得。BQ=9濃0+懼3Rc+2茫50Kv當Rc＞90Kv+3獅0時，陪應以Rc=9姿0Kv+3姻0和Kv代入帖式計青算BQ值；當Kv＞0.槽04Rc+0土.4時，卻應以Kv=0爽.0飽4Rc+0區(qū).4和Rc代入細式計靈算BQ值。巖體減基本橋質量郵分級3.工程追巖體劇級別失的確去定修正源的巖尋體基嚇本質千量指凝標[BQ][BQ]=BQ－10梅0(K1十K2十K3)式中肯，[BQ]—受—巖體月基本副質量禍指標旅修正違值；BQ——巖體誘基本儲質量燒指標屆；K1——地下混水影誰響修棉正系儉數(shù)；K2——軟弱符結構澤面產攏狀影核響修漆正系奶數(shù)；K3——初始免應力耐狀態(tài)乓影響足修正丈系數(shù)滑。地下鑒水影策響修擱正系翠數(shù)K1主要魄軟弱照結構桶面產園狀影搖響系來數(shù)K2初始盆應力忽狀態(tài)阿影響劈燕修正躺系數(shù)K34.地下闊工程四巖體舌自穩(wěn)忽能力根據[BQ]值可卻重新擾確定他工程鼻巖體溝的質欠量級吊別。地下鴉工程馬巖體墨自穩(wěn)效能力公路渣隧道聯(lián)圍巖路分級(三)國外見主要專圍巖晃分類網系統(tǒng)校簡介1.挪威Q系統(tǒng)(四)國外廣主要草圍巖湖分類水系統(tǒng)奴簡介1.挪威Q系統(tǒng)Q系統(tǒng)葬主要皮以Q值來酸評價抱巖體鎖質量犬的優(yōu)舌劣。送根據盤不同騎的Q值，獲將巖寫體質辦量評飯為9等。(四)國外良主要瓣圍巖謙分類速系統(tǒng)鮮簡介(1德)R紐奉QD取值(四)國外縣主要罪圍巖凍分類買系統(tǒng)濾簡介(2魂)J辦n取值(四)國外距主要承圍巖吐分類碰系統(tǒng)宏簡介(3掏)J先r，節(jié)埋理粗病糙度滋。用邪來表駕示節(jié)引理壁皂的粗掏糙度店，一陽般能侍通過略手指鉛就可攀以觸辭摸，頸結合攔描述喊表就殃可確哈定(四)國外剛主要伏圍巖優(yōu)分類豆系統(tǒng)理簡介(4筐)J濾a，節(jié)朗理的薯蝕變相程度陸。與Jr相比栗，節(jié)棵理的尊蝕變順程度遍是進羊一步還來確態(tài)定節(jié)杯理填硬充物晝對節(jié)由理穩(wěn)肅定性脅的作怖用，納一般笛通過犬填充查物的圣厚度罪和成舉分，旦特別燈是在舍填充硬物中籍含有韻粘土紐奉成分鋤時應殃給予炊足夠答的重運視。(四)國外鳳主要滅圍巖儀分類盤系統(tǒng)協(xié)簡介(5越)J隊w，節(jié)默理水維折減侮系數(shù)腔。節(jié)叢理水招可能翅會軟烏化節(jié)夫理的然填充焦物從漸而降乎低節(jié)么理間畢摩擦喚力，頑較大失的節(jié)山理水沉會沖打出填倉充物楊，使鄭巖體捧穩(wěn)定拘性大讀大降扮低。(四)國外兼主要倚圍巖拴分類變系統(tǒng)刷簡介(6攝)S投RF，一爛般來發(fā)說，SR甩F是表絨述應病力與初圍巖嶺強度爺關系廚的一貝個參慕數(shù)，泛在隧唇道工色程施艦工之碧前可餐以通遺過早五期的講地質干調查虛大致衫上確晉定該齒地區(qū)撫的SR求F值；厚隧道食掘進血開始有后，代可以陳通過薯現(xiàn)場籍的應宇力測不量和秤圍巖捧穩(wěn)定努性的僑觀測哈來修靠正SR撐F值；2．南非RM天R系統(tǒng)RM簡R系統(tǒng)搖以RM罷R(加Ro艙ck斜M繩as忘s籍Ra折ti票ng趴)值來叢代表炒巖體類的質熟量或序稱穩(wěn)向定性悠，主育要