隧道围岩分级及其应用

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1、052105汤武丰20101003938一、我国公路隧道围岩分级经过长期的隧道工程实践，我国公路隧道以铁路隧道围岩分级的标准为基础，参考了国内外有关围岩分级的成果，提出了适合我国公路隧道实情的围岩分级标准，下面介绍围岩分级的出发点和依据。1.公路隧道围岩分级的出发点主要考虑了以下几点：(1)强调岩体的地质特征的完整性和稳定性，避免单一的岩石强度指标分级的方法；(2)分级指标应采用定性和定量指标相结合的方式；(3)明确工程目的和内容，并提出相应的措施；(4)分级应简明，便于使用；(4)应考虑吸收其它围岩分级的优点，并尽量和我国其它工程分级一致。2.分

2、级需考虑的指标和因素主要考虑了以下几类影响围岩稳定性的指标和因素。(1)岩体的结构特征与完整性岩体结构的完整状态是影响围岩稳定性的主要因素，目前主要是根据表4-6进行划分的，当风化作用使岩体结构发生变化，松散、破碎、软硬不一时，应结合因风化作用造成的各种状况，综合考虑确定围岩的结构完整状态；地质构造影响程度按表4-7确定。表4-6岩体完整程度的定性划分名称结构面发育程度主要结构面的结合程度主要结构面（节理）的类型相应结构类型组数平均间距（m）完整1~2>1.0好或一般节理、裂隙、层面为原生型或构造型密闭整体状或巨厚层结构较完整1~2>1.0差节理、

3、裂隙、层面呈X形，较规则，以构造型为主，多数为密闭部分微张，少有充填物块状或厚层状结构2~31.0~0.4好或一般块状结构较破碎2~31.0~0.4差节理、裂隙、层面、小断层不规则，呈X形或米字形；以构造型或风化型为主，大部分张开，部分有充填物裂隙块状或中厚层结构>30.4~0.2好镶嵌碎裂结构一般中、薄层状结构破碎>30.4~0.2差各种类型结构面以风化型和构造型为主，微张或张开，均有充填物裂隙块状结构<0.2一般或差破碎状结构极破碎无序很差散体状结构表4-7围岩受地质构造影响程度等级划分等级地质构造作用特征轻微围岩地质构造变动小，无断裂(层)；

4、层状岩一般呈单斜构造；节理不发育较重围岩地质构造变动较大，位于断裂(层)或褶曲轴的邻近地段，可有小断层，节理较发育严重围岩地质构造变动强烈，位于褶曲轴部或断裂影响带内；软岩多见扭曲及拖拉现象；节理发育很严重位于断裂破碎带内，节理很发育；岩体破碎呈碎石、角砾状，有的甚至呈粉末、土状(2)岩石强度将岩浆岩、沉积岩、变质岩按岩性、物理力学参数、耐风化能力和作为建筑材料的要求划分为硬质岩石及软质岩石二级，依饱和抗压极限强度Rc与工程的关系分为四种，其标准及代表性岩石见表4-8；当风化作用使岩石成分改变、强度降低时，应按风化后之强度确定岩石等级。表4-8岩石

5、等级划分岩石等级饱和抗压极限强度Rc(MPa)耐风化能力代表性岩石程度现象硬质岩石坚硬岩＞60强暴露后1、2年尚不易风化1．花岗岩、闪长岩、玄武岩等岩浆岩类2．硅质、铁质胶结的砾岩及砂岩、石灰岩、白云岩等沉积岩类3．片麻岩、石英岩、大理岩、板岩、片岩等变质岩类较坚硬岩60~30软质岩石较软岩30~15弱暴露后数日至数月即出现风化壳1．凝灰岩等喷出岩类2．泥砾岩、泥质砂岩、泥质页岩、灰质页岩、泥灰岩、泥岩、劣煤等沉积岩类3．云母片岩和干枚岩等变质岩类软岩15~5极软岩<5(3)围岩基本质量指标BQ根据上述岩石坚硬程度和岩体完整程度两个基本因素的定性、

6、定量特征，根据公式（4-12）确定围岩基本质量指标BQ，并由此对围岩进行初步分级。其中，岩体完整程度的定量指标用岩体完整系数Kv表达。Kv一般用弹性波探测之，如无探测值时，可用岩体体积节理数Jv按表4-9确定对应的Kv。此外，Kv与定性划分岩体完整程度的对应关系可按表4-10确定。表4-9Jv与Kv对照表Jv（条/m3）<33~1010~2020~35＞35Kv＞0.750.75~0.550.55~0.350.35~0.15<0.15表4-10Kv与定性划分岩体完整程度的对应关系Kv＞0.750.75~0.550.55~0.350.35~0.15<

7、0.15完整程度完整较完整较破碎破碎极破碎(4)地下水等影响因素在早期的围岩分级中，主要考虑地下水因素对围岩分级的影响。遇有地下水时，根据围岩等级，一般采用降级处理的方法。比如，在I级围岩或属于II级的硬质岩石中，可不考虑降低；在I级围岩或属于II级的软质岩石，应根据地下水的性质、水量大小和危害程度调整围岩级别，当地下水影响围岩稳定产生局部坍塌或软化软弱面时，可酌情降低l级；IV级、V级围岩已成碎石状松散结构，裂隙中有粘性土充填物，地下水对围岩稳定性影响较大，可根据地下水的性质、水量大小、渗流条件、动水和静水压力等情况，判断其对围岩的危害程度，可变

8、差1～2级；在VI级围岩中，分级中已考虑了一般含水地质情况的影响，在特殊含水地层，需另作处理。《公路隧道设计规范》（JTG