任务隧道围岩级别划分课件

任务2隧道围岩级别划分任务引入

2022年3月28日上午，经过建设者14年的艰苦奋战，中缅国际大通道重要组成部分，云南大（理）瑞（丽）铁路杉阳隧道安全贯通。杉阳隧道位于云南省大理州永平县境内，全长13.39公里，地处澜沧江断裂带，共穿越横断山区6条大型断层破碎带，自2008年开工以来，先后发生溜坍、坍塌、突泥、涌水等地质灾害达700余次，其中最后200米围岩，经国内专家组评审为VI级，是我国在建围岩掘进难度最大、安全风险最高的铁路隧道，这座隧道的成功攻克，为我国同类地质条件下的铁路建设积累了经验。什么是隧道围岩？影响隧道围岩稳定性的因素有哪些？隧道围岩分成几级？教学目标1.了解隧道围岩概况；2.掌握隧道围岩的分级。

知识目标1.遵守法律，爱岗敬业，具有社会责任感和参与意识；2.具有质量意识、绿色环保意识与安全意识；3.具有集体与团队合作精神，能进行沟通和协作。

素质目标1.能在实际工作中进行隧道围岩分级。

能力目标目录隧道围岩概述1隧道围岩分级2一、隧道围岩概述一、隧道围岩概述（一）基本概念1.隧道围岩：是指隧道周围一定范围内，对隧道稳定性能产生影响的岩（土）体。2.隧道围岩分级：是正确进行隧道设计计算及施工组织的基础。3.围岩稳定性：是指隧道开挖后，在不支护条件下围岩的稳定性。4.围岩级别的工程作用

（1）判断围岩稳定性；

（2）判断施工难易程度，是工程投资的依据；

（3）是结构分析计算的依据。中老铁路西双版纳隧道一、隧道围岩概述（二）影响围岩稳定性的因素1.地质因素——客观因素

（1）岩体结构特征

（2）结构面性质和空间的组合

（3）岩石的力学性质

（4）地下水的影响

（5）围岩的初始应力状态中(卫)兰(州)铁路尖山隧道一、隧道围岩概述（二）影响围岩稳定性的因素1.地质因素——客观因素

（1）岩体结构特征

岩体结构特征是指岩体的破碎程度或完整程度。

破碎程度：岩体裂隙率、裂隙间距

裂隙是广义的，包括层理、节理、断裂及夹层等结构面。

完整程度：整块状、大块状等。一、隧道围岩概述（二）影响围岩稳定性的因素1.地质因素——客观因素

（2）结构面性质和空间的组合性质1）结构面的成因；2）结构面的光滑程度；3）结构面的物质组成；4）结构厕所规模；5）结构面的密集度。空间组合：是指结构面的相互位置状态。等级地质构造作用特征节理不发育节理(裂隙)1-2组，规则，为原生型或构造型，多数的间距在1.0m以上，为密闭型。岩体被切割成块状节理较发育节理(裂隙)2-3组，呈x型，较规则，以构造型为主，多数的间距大于0.4m，多为密闭。部分微张开，少有填充物。岩体被切割成大块状节理发育节理(裂隙)3组以上，不规则，呈x型或米字型，以构造型或风化型为主，多数间距小于0.4m，大部分微张开，部分张开，大部分为粘性土填充。岩体被切割成块、碎石状节理很发育节理(裂隙)3组以上，杂乱，以构造型或风化型为主。多数间距小于0.2m，微张开或张开，部分为粘土充填。岩体被切割成碎石状结构面的地质构造作用一、隧道围岩概述（二）影响围岩稳定性的因素1.地质因素——客观因素

（3）岩石的力学性质主要指岩石的单轴饱和极限抗压强度Rb。岩石的强度越高，隧道越稳定。（4）围岩的初应力状态初始应力是隧道围岩变形、破坏的根本作用力。已初步将初始应力考虑进围岩分级之中。在高的初始应力场条件下，围岩级别应适当降低。

（5）地下水的影响软化围岩。

减少层间摩阻力，促使岩块滑动。

具膨胀性的围岩，遇水后产生膨胀。一、隧道围岩概述（二）影响围岩稳定性的因素2.人为因素——主观因素、工程因素

（1）隧道形状和尺寸

（2）支护结构类型

（3）施工方法川藏铁路巴玉隧道二、隧道围岩分级二、岩体的工程分类（一）公路隧道围岩分级按《公路隧道设计规范》（JTG2270.1-2018）规定，根据岩石的坚硬程度和岩体完整程度进行分类。公路隧道围岩分级围岩级别围岩或土体主要定性特征围岩基本质量指标BQ或修正的围岩基本质量指标[BQ]Ⅰ坚硬岩，岩体完整，整体状或巨厚层状结构＞550Ⅱ坚硬岩，岩体较完整，块状或厚层状结构；较坚硬岩，岩体完整，块状整体结构550-451Ⅲ坚硬岩，岩体较破碎，巨块(石)碎(石)状镶嵌结构；较坚硬岩或较软岩，岩体较完整，块状或中厚层结构450-351Ⅳ坚硬岩，岩体破碎，碎裂结构；较坚硬岩，岩体较破碎~破碎，镶嵌碎裂结构；较软岩或软硬岩互层，且以软岩为主，岩体较完整~较破碎，中薄层状结构土体:1.压密或成岩作用的粘性土及砂性土；2.黄土(Q1、Q2)；3.一般钙质、铁质胶结的碎石土、卵石土、大块石土350-251Ⅴ较软岩，岩体破碎；软岩，岩体较破碎~破碎；极破碎各类岩体，碎、裂状，松散结构一般第四系的半干硬至硬塑的粘性土及稍湿至潮湿的碎石土，卵石土、圆砾、角砾土及黄土(Q3、Q4)。非粘性土呈松散结构，粘性土及黄土呈松软结构≤250Ⅵ软塑状粘性土及潮湿、饱和粉细砂层、软土等二、岩体的工程分类（二）铁道隧道围岩分级1.岩石坚硬程度划分岩石类别单轴饱和抗压强度R(MPa)定性鉴定代表性岩石硬质岩极硬岩Rc＞60锤击声清脆，有回弹，振手，难击碎；浸水后，大多无吸水反应未风化~微风化的A类岩石硬岩30＜Rc≤60锤击声较清脆，有轻微回弹，稍振手，较难击碎;浸水后，有轻微吸水反应微风化的A类岩石；未风化~微风化的BC类岩石软质岩较软岩15＜Rc≤30锤击声不清脆，无回弹，较易击碎；浸水后，指甲可刻出印痕强风化的A类岩石；弱风化的BC类岩石;未风化~微风化的D类岩石软岩5＜Rc≤15锤击声哑，无回弹，有凹痕，易击碎；浸水后，手可掰开强风化的A类岩石；弱风化~强风化的BC类岩石；弱风化的D类岩石;未风化~微风化的E类岩石极软岩Rc≤5锤击声哑无回弹，有较深凹痕，手可捏碎;浸水后，可捏成团全风化的各类岩石和成岩作用差的岩石四、岩体的工程分类（二）铁道隧道围岩分级2.岩性类型的划分岩性类型代表岩性A岩浆岩(花岗岩、闪长岩、正长岩、辉绿岩、安山岩、玄武岩、石英粗面岩、石英斑岩等);变质岩(片麻岩、石英岩、片岩、蛇纹岩等);沉积岩(熔结凝灰岩、硅质砾岩、硅质石灰岩等)B沉积岩(石灰岩、白云岩等碳酸盐类)C变质岩(大理岩、板岩等);沉积岩(钙质砂岩、铁质胶结的砾岩及砂岩等)D第三纪沉积岩类(页岩、砂岩、砾岩、砂质泥岩、凝灰岩等);变质岩(云母片岩、千枚岩等)，且岩石单轴饱和抗压强度Rc>15MPaE晚第三纪~第四纪沉积岩类(泥岩、页岩、砂岩、砾岩、凝灰岩等)，且岩石单轴饱和抗压强度Rc≤15MPa四、岩体的工程分类（二）铁道隧道围岩分级3.岩石风化程度的划分名称风化特征未风化岩石结构构造未变，岩质新鲜微风化岩石结构构造、矿物成分和色泽基本未变，部分裂隙面有铁锰质渲染或略有变色弱风化岩石结构构造部分破坏，矿物成分和色泽较明显变化，裂隙面风化较剧烈强风化岩石结构构造大部分破坏，矿物成分和色泽明显变化，长石、云母和铁镁矿物已风化蚀变全风化岩石结构构造完全破坏，已崩解和分解成松散土状或砂状，矿物全部变色，光泽消失，除石英颗粒外的矿物大部分风化蚀变为次生矿物四、岩体的工程分类（二）铁道隧道围岩分级4.岩体完整程度的划分完整程度结构面发育程度主要结构面结合程度主要结构面类型相应结构类型岩体完整性指数(Kv)岩体体积节理数(条/m3)定性描述组数平均间距(m)完整不发育1-2＞1.0结合好或一般节理、裂隙、层面整体状或巨厚层状结构Kv＞0.75Jv＜3较完整1-2＞1.0结合差节理、裂隙、层面块状或厚层状结构0.75≥Kv＞0.553≤Jv＜10较发育2-31.0-0.4结合好或一般块状结构较破碎2-31.0-0.4结合差节理、裂隙、劈理、层面、小断层裂隙块状或中厚层状结构0.55≥Kv＞0.3510≤Jv＜20发育≥30.4-0.2结合好镶嵌碎裂结构结合一般薄层状结构破碎≥30.4-0.2结合差各种类型结构面裂隙块状结构0.35≥Kv＞0.1520≤Jv＜35很发育≥3≤0.2结合一般或差碎裂结构极破碎无序——结合很差散体结构Kv≤0.15Jv≥35四、岩体的工程分类（二）铁道隧道围岩分级5.岩体结构面结合程度的划分结合程度结构面特征结合好张开度小于1mm，为硅质、铁质或钙质胶结，或结构面粗糙，无充填物；张开度1mm~3mm为硅质或铁质胶结；张开度大于3mm结构面粗糙，为硅质胶结结合一般张开度小于1mm，结构面平直，钙泥质胶结或无充填物；张开度1mm~3mm为钙质胶结；张开度大于3mm，结构面粗糙，为铁质或钙质胶结结合差张开度1mm~3mm，结构面平直，为泥质胶结或钙泥质胶结；张开度大于3mm，多为泥质或岩屑充填结合很差泥质充填或泥夹岩屑充填，充填物厚度大于起伏差四、岩体的工程分类（二）铁道隧道围岩分级6.层状岩层厚度的划分层状岩层厚度单层厚度巨厚层大于1.0m厚层大于0.5m，且小于等于1.0m中厚层大于0.1m，且小于等于0.5m薄层小于等于0.1m四、岩体的工程分类（二）铁道隧道围岩分级7.隧道围岩基本分级级别岩体特征土体特征围岩基本质量指标BQ围岩弹性纵波速度υp(km/s)Ⅰ极硬岩，岩体完整——＞550A：＞5.3Ⅱ极硬岩,岩体较完整；硬岩，岩体完整——550-451A：4.5-5.3B：＞5.3C：＞5.0Ⅲ极硬岩,岩体较破碎；硬岩或软硬岩互层,岩体较完整；较软岩，岩体完整——450-351A：4.0-4.5B：4.3-5.3C：3.5-5.0D：＞4.0Ⅳ极硬岩,岩体破碎；硬岩，岩体较破碎或破碎；较软岩或软硬岩互层，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(Q1、Q2)350-251A：3.0-4.0B：3.3-4.3C：3.0-3.5D：3.0-4.0E：2.0-3.0Ⅴ较软岩，岩体破碎；软岩，岩体较破碎至破碎；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、稍湿或潮湿的碎石土、卵石土、圆砾土、角砾土、粉土及黄土(Q3、Q4)≤250-A：2.0-3.0B：2.0-3.3C：2.0-3.0D：1.5-3.0E：1.0-2.0Ⅵ受构造影响严重呈碎石、角砾及粉末、泥土状的富水断层带，富水破碎的绿泥石或炭质千枚