《隧道与地下工程施工》课件-模块二 隧道勘察与总体设计-单元2-隧道围岩分级

《隧道与地下工程施工》模块二

隧道勘察与总体设计

单元2围岩分级

《隧道与地下工程施工》本讲主要内容围岩分级概念101围岩分级方法2隧道勘察与总体设计——围岩分级01LOGO围岩定义：围岩是指隧道开挖后其周围产生应力重分布范围内的岩体，或指隧道周围一定范围内，对其稳定性产生影响的岩体。•不同围岩在修建隧道时会有不同地质现象，产生不同地质问题，如变形、坍塌、岩爆等。•为满足隧道设计、施工需要，针对各种不同工程项目要求，需要研究围岩特性，进而进行隧道围岩分级。一、围岩分级概念隧道勘察与总体设计——围岩分级01LOGO一、围岩分级概念软弱破碎围岩隧道勘察与总体设计——围岩分级01LOGO•影响围岩性质的主要因素

(1)

岩石的物质组成、结构与构造/岩石风化程度

(2)

岩体结构状态：破碎性、完整性

(3)

岩石的工程性质：强度、物理性质（4）地下水（5）支护方式一、围岩分级概念“水帘洞”、“豆腐渣”围岩隧道勘察与总体设计——围岩分级01LOGO•

围岩分级定义：隧道稳定性与各种围岩的物理、力学性质之间存在一定的内在联系和规律，按照这些联系和规律，可将围岩划分为若干级，这就是围岩分级。•隧道围岩分级就是评定围岩性质、判断隧道围岩稳定性，作为选择隧道位置、支护类型的依据和指导安全施工。隧道围岩分级是设计、施工的基础或依据。•

较完整的围岩和较破碎的围岩，两种不同的围岩在在进行隧道设计、施工以及施工方案选择时显然是不同的，这就体现出了围岩分级的重要性。一、围岩分级概念隧道勘察与总体设计——围岩分级01LOGO•隧道围岩分级的目的：

①作为选择施工方法的依据；比如选择全断面法开挖还是台阶法或其他方法开挖②进行科学管理及正确评价经济效益的依据；

③确定结构上的荷载(松散荷载)；④给出衬砌结构的类型及其尺寸；

⑤制定劳动定额、材料消耗标准的依据等。一、围岩分级概念隧道勘察与总体设计——围岩分级01LOGO•隧道围岩分级的目的：一、围岩分级概念全断面开挖台阶法开挖隧道勘察与总体设计——围岩分级01LOGO•以铁路为例，介绍我国铁路隧道围岩分级方法

围岩分级的3要素：•

分级标准•

分级指标•

指标获取方法

采用围岩稳定性作为围岩分级标准，围岩分级指标采用定性与定量评价指标。二、围岩分级方法隧道勘察与总体设计——围岩分级01LOGO•1、围岩分级步骤（铁路隧道）一般来说，工程岩体分级可以分为：初步定级和详细定级两个阶段。（1）初步定级：根据岩石的坚硬程度和岩体完整程度两个基本因素的定性特征和定量的岩体基本质量指标BQ综合进行初步分级；（2）详细定级：在岩体基本分级基础上考虑修正因素的影响。二、围岩分级方法隧道勘察与总体设计——围岩分级01LOGO•2、围岩基本分级围岩基本分级因素：岩石坚硬程度、岩体完整程度岩石坚硬程度和岩体完整程度可采用定性划分和定量指标两种方法综合确定围岩的基本等级。（1）划分岩石的坚硬程度定量指标用岩石单轴饱和极限抗压强度Rc表示，一般采用实测值，若无实测值，可采用点荷载强度换算，根据岩石坚硬程度可分为极硬岩、硬岩、较软岩、软岩、极软岩。如下表所示。二、围岩分级方法隧道勘察与总体设计——围岩分级01LOGO•2、围岩基本分级（1）划分岩石的坚硬程度二、围岩分级方法岩石类别单轴饱和抗压强度Rc/Mpa定性鉴定硬质岩极硬岩Rc>60锤击声清脆，有回弹，振手，难击碎浸水后，大多无吸水反应硬岩30<Rc≤60锤击声较清脆，有轻微回弹，稍振手，较难击碎浸水后，有轻微吸水反应软质岩较软岩15<Rc≤30锤击声不清脆，无回弹，较易击碎浸水后，指甲可刻出印痕软岩5<Rc≤15锤击声哑，无回弹，有凹痕，易击碎浸水后，手可掰开极软岩Rc≤5锤击声哑，无回弹，有较深凹痕，手可捏碎浸水后，可捏成团隧道勘察与总体设计——围岩分级01LOGO•2、围岩基本分级（2）划分岩体的完整程度用岩体完整性系数Kv表达，Kv指岩体弹性纵波速度与岩石纵波速度比值的平方。根据岩体完整程度可分为完整、较完整、较破碎、破碎、极破碎5类。二、围岩分级方法隧道勘察与总体设计——围岩分级01LOGO•2、围岩基本分级（3）围岩基本分级应将围岩基本质量的定性特性和基本质量指标（BQ）相结合。围岩基本质量指标BQ：BQ=100+3Rc+250Kv当Rc>90Kv+30时，计算BQ时取Rc=90Kv+30当Kv>0.04Rc+0.4时，计算BQ时取Kv>0.04Rc+0.4二、围岩分级方法隧道勘察与总体设计——围岩分级01LOGO二、围岩分级方法围岩基本分级隧道勘察与总体设计——围岩分级01LOGO•围岩基本质量指标BQ的修正当隧道处于高地应力、受软弱结构面控制、地下水作用影响时，应对岩体基本质量指标BQ进行修正。

[BQ]=BQ-100(K1+K2+K3)K1—地下水影响修正系数；K2—主要软弱结构面产状影响修正系数；K3—初始应力状态影响修正系数；二、围岩分级方法隧道勘察与总体设计——围岩分级01LOGO•公路隧道围岩分级时，遇地下水，一般采用降级方法①

整体硬质岩石中，一般地下水对其稳定性影响不大，不考虑降级；②

块状硬质岩和整体软质岩中，地下水将影响其稳定性，产生局部坍塌，或软化软弱结构面，围岩分级时一般可酌情降