隧道工程第二章 隧道工程地质环境及围岩分级

1、第二章是关于隧道工程地质环境和围岩分类、褶皱、断层、节理以及所有方法的基础，这些方法直观，但成本高，对施工影响大。适用于已基本查明的对施工干扰较大的不良地质地段。应力随深度呈线性变化，水平应力总是小于垂直应力，垂直应力最多只能等于水平应力，并且更常用。第四部分是围岩分类。根据隧道开挖实践，隧道开挖后的稳定性可分为以下几类：1)完全稳定的隧道具有足够长时间的自稳能力，无需任何人工支撑就能保持稳定，不会出现塌方和偶发性掉块。2)基本稳定的隧道会因爆破、岩块松散组合等原因而失去局部块体。但它不会引起隧道的坍塌，而且隧道是稳定的。3)大多数临时稳定隧道属于这种类型。开挖后，隧道出现不同程度的坍塌，坍塌

2、的隧道呈拱形，处于暂时稳定状态。4)不稳定，(1)以岩石强度或物理性质指数表示的分级方法。在这种分级方法中，前苏联的莫诺索教授提出的“岩石坚固系数”分级法(或“价值分级法”，或“普拉茨分级法”)具有代表性。这种分类方法已在我国隧道工程中广泛应用。我国工程部门在隧道工程设计和施工中应用分级法时，已经注意到必须考虑岩体的地质结构、风化程度、地下水条件等因素，单个岩石强度确定的值应适当降低，即中间值由岩石强度确定，这是一个考虑地质条件的降低系数，一般为1.0。围岩分类方法(2)以岩石结构和岩性特征为代表的分类方法20世纪60年代，我国在积累大量铁路隧道建设经验的基础上，提出了基于岩体综合物理性质的“

3、岩体综合分类方法”，并于1975年修订为我国铁路工程(隧道)技术规范所采用。该分类方法将隧道围岩分为6个等级。该方法的优点是正确考虑了地质构造特征、风化条件、地下水条件等因素对隧道围岩稳定性的影响，提出了各种围岩的支护类型和施工方法。此外，该分类方法首先考虑了埋深对围岩等级的影响。其缺点是分类指标缺乏定量描述，没有提供可靠的方法预测隧道围岩级别，只能在隧道开挖到一定程度后才能确定。第三，分类方法与地质勘探手段相结合，围岩弹性波速度是判断岩性和岩体结构的综合指标，它不仅能反映岩石的硬度，还能表达岩体结构的破碎程度。因此，在弹性波速度的基础上，考虑与隧道开挖和土压力相关的因素(岩性、风化程度、破碎

4、状态、含水率和涌水状态等)。)，围岩可分为7个等级。我国1986年实施的铁路隧道设计规范将弹性波(P波)速度引入隧道围岩分类，将围岩分为6个等级(表4-4)。表4-4弹性波(纵波)速度分级；(4)综合各种因素的分级法该分级法认为评价岩体质量不仅要考虑地质结构、岩性和岩石强度，还要考虑施工因素，如掘进方向与岩层的关系、开挖断面的大小等。所以它需要基于对各种因素的分析。在这些分类方法中，挪威地质学家巴顿等人于1974年提出的“岩体质量Q”分类方法更为完善。Q与指示岩体质量的6个地质参数有关，具体表现为：根据不同的Q值，岩体质量等级为9级，详见表4-5。表4-5岩体我国现行铁路隧道设计规范中的围岩分

5、类方法明确规定，目前铁路隧道围岩分类采用基于围岩稳定性的分类方法。围岩分类基本要素和围岩基本分类1。围岩分类的基本因素应由两个基本因素决定：岩石硬度和岩体完整性。岩石硬度和岩体完整性应通过定性划分和定量指标来确定。岩石硬度分为五类：极硬岩石、硬岩石、相对软岩石、软岩石和极软岩石(表2-4-1)。表2-4-1岩石硬度分类，岩体完整性分为五类：完整、相对完整、相对破碎、破碎和极度破碎(表2-4-2)。表2-4-2，2。围岩基本分类。根据岩石硬度和岩体完整性，围岩分为6个等级(见下表)。围岩分类的影响因素及分类1的修订。地下水对隧道围岩分类的影响不容忽视。在同一水平的围岩中，遇水后应适当降低围岩等级。缩小范围主要取决于围岩岩性和结构面状态；确定了地下水的性质、规模、循环条件、入渗条件和对围岩的危害程度。围岩分类中地下水影响的修正见表2-4-4和表2-4-5。表2-4-4地下水状态分类，表2-4-5地下水影响修正，2。初始应力场围岩的初始应力状态对岩体的结构和力学特性有一定的影响。因此，