21浅谈广州地铁隧道围岩分级

1、浅谈广州地铁隧道围岩分级张华(广州市地下铁道设计研究院广州510010)摘要：本文主要介绍地铁隧道围岩分级的思路和方法，捉出在勘察阶段地铁隧道围岩分级的 建议关键词：工程岩体；岩体基本质量；围岩分级；地铁隧道elemenetary introduction to rock mass basic quality of guangzhou metro tunnelzhang hua(design institute of guangzhou metro corporation , guangzhou 510010) abstract: the article introduce the way t

2、o rock mass basic quality of metro tunnel,and putforward the suggestion of rock mass basic quality of metro tunnel of the investigation course key words： engineering rock mass； rock mass basic quality； surrounding rock classification； metro tunnel1、刖旨国标地铁设计规范(gb50157-2003)已于2005年8月1 h开始实施。该 规范的第10.1

3、.2条明确规定：“喑挖结构的围岩分级按现行铁路隧道设计规范 确定”。而现行的铁路隧道设计规范(tb10003-2005)已于2005年4月25 f1 发布实施，其屮的“圉岩分类”已改为“围岩分级”，两者之间有较大的差别。现 行的地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范(gb50307j999)中的围岩分类方 法引自原铁路隧道设计规范(tb100032001)。围岩分级是根据工程岩体分 级标准，结合工程经验得来的。勘察是为设计服务的，所以在地铁工程勘察中， 如果还利用地铁勘察规范进行围岩分类，易给设计带來不便。2、工程岩体分级思路国标工程岩体分级标准(gb50218-94)总则中第10.3条明确规定“

4、工程 岩体分级、应釆用定性与定量相结合的方法，并分两步进行，先确定岩体基本质 量，再结合具体工程的特点确定岩体级别”。岩体基本质量是由岩右坚硕程度和岩体完整程度两个因素确定。岩石坚硕程 度可根据定性鉴定或岩石单轴饱和炕压强度分为坚硬岩、较坚硬岩、较软岩、软 岩、极软岩五个级别；岩体完整程度町根据结构面发育程度、结合程度或岩体完 整性指数（kv）分为完整、较完整、较破碎、破碎、极破碎五个级别。岩体基本质量根据岩体基本质量的定性特征和岩体基本质量指标（bq）,由 好至坏分i级至v级，如表1。表1岩体基本质量分级基本 质量分 级岩体基本质量的定性特征岩体基本质 量指标（bq）i坚硬岩，岩体完整>

5、;550ii坚硕岩，岩体较完整； 较坚硬岩，岩体完整550451m坚硬岩，岩体较破碎；较坚硬岩或软硬岩互层，岩体较完整； 较软岩，岩体完整450351iv坚硬岩，岩体破碎；较坚硬岩，岩休较破碎破碎；较软岩或软硬岩互层，且以软岩为主，岩体较完整 较破碎；软岩，岩体完整较完整350-251v较软岩，岩体破碎； 软岩，岩体较破碎破碎； 全部极软岩及全部极破碎岩w250注：bq=90+3rc+250kv式中：rc 岩石单轴饱和抗压强度（mpa）kv 岩体完整性指数（岩体弹性纵波速度与岩石弹性纵波速度z比 的平方）对地下工程岩体详细定级吋，应在岩体基木质量分级的基础上，考虑地下水状 态、初始应力状态、工

6、程轴线或趋向线的方法与主要结构而状的组合关系，对岩体 基本质量指标bq进行修正，并以修正后的值按表1确定岩体级别。修正方法详见 工程岩体分级标准附录1）。3、隧道围岩分级新的铁路隧道设计规范中的围岩分级方法基木执行工程岩体、分级标 准的方法和思路。首先根据岩（土）体特征和围岩弹性纵波速度进行国岩基木分级，见表2。表2围岩基本分级级 别并体特征土体特征围岩弹性纵 波速度 （km/s）i极硬岩，岩体完整>4.5ii极硬岩，岩体较完整； 硬岩，岩体完整3.5-4.54iii极硬岩，岩体较破碎； 皱岩或软换岩互层，岩体 较完籍.较软岩:岩体完整2.54.0iv极硬岩，岩体破碎； 硬岩，岩体较破碎

7、或破碎； 较软岩或软侦岩互层，且 以软岩为主，岩体较完整 或较破碎；软岩，岩体完整或较完整具压密或成岩作用的粘性 土、粉土及砂类土，一般 钙质、铁质胶结的粗角砾 土、粗圆砾土、碎石土、 卵石土、大块石土，黄土（qi、q2）1.5-3.0v软岩，岩体破碎至极破碎； 全部极软岩及全部极破碎 岩（包括受构造影响严重 的破碎带一般第四系坚硬、硬塑粘 性土,稍密及以上、稍湿、 潮湿的碎（卵）石土、粗 圆砾土、细圆砾土、粗角 砾土、细角砾土、粉土及 黄土 （qi、q2）1.0 2.0vi受构造影响很严重呈碎 石、角砾及粉末、泥土状 的断层带软塑状粘性土、饱和的粉 上、砂类土等<1.0 （饱和 状态的

8、土 v1.5）隧道围岩最终级别应在围岩基木分级的基础，结合隧道工程特 点，考虑地下水状态，初始地应力状态进行修正。地下水状态分 级按表3确定。表3 地下水状态的分级表3级别状态渗水量l/ (min.lom)i干燥或湿润<10n偶有渗水10 25iii经常渗水25125地下水对围岩级别的修正，按表4进行表4地卜水形响修止基本分级地下水状态的菽iiiiiiivvviiiiiiiiivviiiiiivvviiiiiiiiiivvvi地铁隧道因埋深较浅，围岩初始应力较低，一般不会出现岩爆和岩芯饼化等 特殊地质现彖，围岩级别可不考虑初始地应力的修正。4、围岩分级和围岩分类的差别（1）名称不同：将“

9、围岩分类”改为“围岩分级”，符合国家标准，有利于 各行业的统一。（2）级（差）别顺序不同：围岩分类是由坏到好分为i到vi类，围岩分级 是由好到坏分为i到vi级。（3）围岩分级増加了弹性纵波速度指标，围岩分类没有这项指标。有了波速 指标使得围岩分级更加合理。（4）围岩分级中提出了围岩修止的概念及具体修止方法，围岩分类中只提出 “软质岩石ii、iii类围岩遇有地下水时，可根据具体情况和施工条件适当降低围岩分类。”无论是围岩分级还是围岩分类，其围岩主要工程地质条件和围岩开挖后的稳 定状态（单线）的描述基本没变。5、工程勘察对围岩分级的建议（1）地铁岩土工程勘察报告可根据岩土体基本特征和围岩弹性纵波速

10、度，只 需按表2提供围岩基本分级。对于地下水的状态和开挖后的围岩稳定状态在勘察 阶段还难以判断，所以围岩分级的修正应在施工阶段进行。（2）在暗挖区间建议多布置一些声波和电阻率测试。由于岩体弹性波速与岩 体电阻率具有同等效应的特点，均对岩性、结构面发育穆度、风化及应力情况有 灵敏的反映，只是两种参数对水与空气反映的敏感程度不同，因此，两种参数具 冇相互映正、相互补充的特征。电阻率对含水率的敏感程度比波速高，而波速对 空气的皱感程度比电阻率高。总体上围岩波速的测试精度比电阻率测试精度高。(3) 广州的“红层”分布广泛，岩性变化也很大，冇泥岩、粉砂质泥岩、泥 质粉砂岩、砂砾岩等，抗压强度从几个兆帕到几-|个兆帕，但我们在围岩分级(分 类)中多数仅考虑风化程度的影响，对岩性和抗压强度的因素重视不够，所以广 州地铁分层系统述需要改进。(4) 在围岩分级时耍估算拱顶围岩的稳定厚度。由于地铁埋深一般较浅，加 上岩面起伏变化，对于岩石隧道而言，