工程岩土课件 模块五 地下洞室围岩稳定性分析

工程岩土模块五地下洞室围岩稳定性分析学习导图模块五地下洞室围岩稳定性分析

单元一围岩的工程分级及围岩压力任务一

认识围岩的工程分级某公路xx隧道(K31+735~K32+375)工程地质概况及围岩等级见表5-1-1,请你作为隧道施工负责人根据施工过程中掌子面情况描述以及实测和计算参数,依据《工程岩体分级标准》(GB/T50218-2014)、《公路隧道设计规范第一册土建工程》(JTG3370.1-2018)《公路隧道设计细则》(JTG/TD70-2010)对围岩分级进行调整。学习情境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，巨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硬岩层，岩体较完整，块状体或中厚层结构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350～251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Ⅴ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≤250一般第四系的半干硬至硬塑的黏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、黏性土及黄土呈松软结构Ⅵ软塑状粘性土及潮湿、饱和粉细砂层、软土等1.公路隧道围岩分级2.围岩分级的主要因素相关知识岩石坚硬程度定量指标用岩石单轴饱和抗压强度RC表达。(1)岩石坚硬程度2.围岩分级的主要因素相关知识(2)岩体完整程度(3)围岩基本质量指标BQ及修正围岩基本质量指标[BQ]相关知识2.围岩分级的主要因素BQ=100+3Rc+250kv[BQ]=BQ-100（K1+K2+K3）任务二

认识围岩压力某项目部针对公路隧道新奥法施工进行了专题培训,专家在培训中强调在施工中一定要做好“适时支护”!作为技术员请你谈谈为什么要在施工中强调适时支护?如何确定支护的时间点?学习情境一、围岩压力类型及其分类相关知识1.围岩压力的类型松动压力变形压力膨胀压力冲击压力一、围岩压力类型及其分类相关知识2.围岩与衬砌结构的共同作用二、影响围岩压力的因素相关知识（1）初始应力状态及洞室形状、大小（2）地层岩性及地质构造（3）地下水的影响（4）支护的形式、时机及和刚度（5）时间（6）施工方法（7）埋深模块五地下洞室围岩稳定性分析

单元二围岩的稳定性分析任务一

认识围岩的变形与破坏特征某山岭隧道为单洞双向两车道公路隧道，其起讫桩号为K68+238~K69+538，隧道长1300m。该隧道设计图中描述的地质情况为：K68+238~K68+298段以及K69＋498~K69+538段为洞口浅埋段，地下水不发育，出露岩体极破碎，呈碎裂状；﹔K68+298~K68+598段和K69+008~K69+498段，地下水不发育，岩体为较坚硬岩，岩体较破碎，裂隙较发育且有夹泥，其中，K68+398~K68+489段隧道的最小埋深为80m；K68+598~K69+008段，地下水不发育，岩体为较坚硬岩，岩体较为完整，呈块状体或中厚层结构，裂隙面内夹软塑状黄泥。施工单位对该隧道的各段围岩进行了分级。作为技术人员请你根据前一单元知识对围岩进行分级，然后从下图5.2.2中找到适合各段的开挖方式，并说明理由。学习情境一、围岩的变形和破坏相关知识二、围岩变形和破坏特征相关知识任务二

地下洞室围岩稳定性评价某高速公路双向四车道分离式隧道，左洞起讫桩号：ZK10+000~ZK10+800，右洞起讫桩号：YK10+000~YK10+820,隧道最大埋深220m,地下水不发育﹐右洞YK10+300~YK10+500段，岩性为中风化钠长石英片岩，岩体较硬较破碎，围岩基本质量指标BQ为300，右洞进YK10+0000~YK10+150为Ⅴ级围岩，该段施工时作业队采取两台阶法，每循环隧道进尺1.5m，出渣完成找顶排险后，就进行架立工字钢拱架的施工，当右洞施工至YK10+120处，正在架立工字钢拱架时，掌子面发生了塌方，坍渣封闭了塌腔口。作为项目技术人员请你分析掌子面发生垮塌的原因？学习情境一、影响围岩稳定性的因素相关知识第一类属于地质环境方面的自然因素,是客观存在的,它们决定了隧道围岩的质量;第二类则属于工程活动的人为因素,如隧道的形状、尺寸、施工方法、支护措施等。二、围岩稳定性的定性评价相关知识

（a）（b）

三、围岩稳定性的定量评价相关知识1.均质围岩的稳定性验算2.含有单一软弱结构面的围岩的稳定性验算任务三

地质作用对公路隧道施工的影响某项目部针对某长大隧道召开开工前技术准备会,项目总工要求技术员针对地质构造、高地应力、地下水等地质作用,分析这些地质作用对隧道施工的影响。请你站在技术员角度进行分析。学习情境一一、地质作用对公路隧道施工的影响相关知识1.岩层产状与隧道稳定性的关系一、地质作用对公路隧道施工的影响相关知识1.岩层产状与隧道稳定性的关系相关知识三、地温四、瓦斯五、高地应力1.岩爆在施工过程中一般可采用下列方法防治岩爆:①超前钻孔。在预测可能发生岩爆的工作面上钻数个直径60~80mm、深数米或10m