公路隧道围岩分级ppt课件

1、对公路隧道围岩的分类方法和实施，作者：王石春， 目录1围岩分级概要1.1分级的目的和意义1.2围岩分级国内外的现状1.3国内外的部分分级方法的概要1.4公路隧道围岩分级的现状和修订的必要性2公路隧道围岩分级方法2.1工程岩体分级基准GB50218-94的概要2.2公路隧道围岩分级(JTG D70-2004 ) 3隧道围岩分级要素的定性区分和量化指标决定方法3.1公路隧道围岩分级要素3.2分级基本要素的决定3.3详细分级时的岩体基本质量修正方法4公路隧道围岩分级方法的实施4.1施工前阶段4.2施工阶段4.3岩体完全性量化指标Kv，Jv的现场决定方法， 1围岩分级简介1.1等级的目的和意义是工程建

2、设的各个阶段：在规划、可行性研究、勘探、设计和施工中正确做评估岩土体的质量和稳定性，对正确划分其稳定等级有重要意义，它是经济合理的岩土施工方案选址(地址)、可行性评价、工程结构和岩土体改良、加固设计、快速安全施工分级的方法因分级的目的而异。 例如，以施工的挖掘性为目的，有以挖掘性、爆炸性为出发点的等级的工程岩体的稳定性评价、支撑加固措施方法为目的，有以稳定性等级为出发点的分类方法。 国内外现有围岩分级方法和多属于围岩稳定性等级划分方法。 工程岩体(围岩)需要区别的是岩体的稳定度不同，质量和稳定性有差异，有序，岩体等级高，稳定性好，而水平低，表明稳定性差。 “分类”一词主要强调岩体属性的差异，无

3、论顺序如何，都与工程岩体的稳定性没有确定性关系。 因此，近年来提出的工程岩体(围岩)分级方法，均将“分类”修改为“分级”，1.2围岩分级国内外现状在国外应用广泛的围岩分级，其中在我国有着广泛的影响，得到了不同程度的应用。 二十世纪五十年代以后，相继出现了以周围岩石的稳定性的评价和支持型的决定为目的的等级。 例如，低地(H.Lauffer )周围岩石的稳定时间等级(1958年)，迪尔(Deere )是RQD价值岩体的质量等级(1969年)。 挪威barton(m.barton )是岩石的质量指标q的等级(1974年)南非的比基尼芒草(Q.Z.Bienianwski )的节理化岩体的地质力学等级(

4、1974年，一九七九年)等(参照表1 )。 表1提出了国外部分工程岩体(围岩)分级法，国内，20世纪50六十年代初，1972年，基本沿用普氏f值分级法，从六十年代末到70年代初，结合各部门行业特征的围岩分级法。 1972年，中国科学院地质研究所提出了以分类岩体结构类型为主要分类方法。 同年，铁元素道部、总参305部队提出了围岩地质条件的定性描述、考虑岩体构造特征和岩石强度的综合分类方法。 随着地下工程锚固件喷涂保护技术的发展，各部门提出了锚固件喷涂保护的设计、施工用地下工程岩体分类方法。 70年代随着声波技术的普及，以声波残奥仪为等级残奥仪的等级相继出现。 表2以国内主要围岩分级方法为例，概述

5、了国内外主要围岩分级方法，初步发展为单指标单因素分级方法，多因素综合指标分级方法和多因素定性量化指标耦合分级，近年又提出了多因素指标复合指标岩体质量系数的岩体分级。 表2国内的部分岩体(围岩)分级法、1.3国内外的部分围岩分级概要1.3.1南非地质力学分级法(RMR )是南非的比基尼威斯牛鼻子(Bieniawski )博士研究生于19731975年提出的。首先，根据(表3-1 )确定在各等级的基准中得到的得分值，累计得分值，用综合得分评价岩体属于哪个等级，第二阶段根据裂缝的生产状况对不同工程的影响程度(表3-2 )修正为裂缝对各种工程的作用不相等。 表3-1裂隙岩体各分类要素的分配分数，、表3

6、-2裂隙的产学状修改分配分数表，第三阶段根据作者提出的岩体工程围岩分类表(表3-3 )预测围岩的自支撑时间、岩体的抗剪强度性质及可钻性等，以此作为设计和施工的参考依据。 由于评分法很容易实行，因此这个法得到过一定的普及。 缺点是必须依靠有经验的地质知情人员。 1974年挪威学者n.barden，r .利恩和r .伦德提出了q分类法，其中包括：表3-3岩体工程围岩分类表。 q是岩体质量的简称，由RQD、节理组数Jn、节理面粗糙度Jr、节理侵蚀程度Ja、裂隙水影响因子Jw和地应力影响因子SRF等六个指标组成，其计算公式可以从对应的表中查找(表4-1至表4-5 )。 品质因子越大，表示岩体质量越好。

7、 岩体质量是综合指标，其范围一般为0.0011000，不同的品质因子水平可根据表4-6化学基确定。表4-1节理组数Jn、表4-2节理面粗糙度Jr、表4-3节理侵蚀程度Ja、表4-4裂隙水影响因子Jw、表4-5地应力影响因子SRF、表4-6岩体质量品质因子等级表、南非法采用得分法、所要求的指标比较容易获得，因此在矿业中能够得到更多的应用1.3.3铁元素科学院西南所于1985年提出的“隧道工程岩体分级”该分级法认为，影响隧道岩体稳定性的因素主要有以下几点： (1)岩体的完全性；(2)岩石的质量；(3)构造面的状态；(4)地下水的情况；(5)地应力状态。 在进行、分类时，首先评价基本残奥仪表，将它们

8、的得分相加，求出岩体质量指标(RMQ )的基本值(表5-1 )。 然后，用各修正残奥仪表等级分数(表5-2 )的和修正基本值，得到岩体质量指标(RMQ )的最终值，按照RMQ值的大小将工程岩体分为5个等级(表5-3 )，RMQ=K Q C式中： k岩体完全性等级分数数； q岩石质量等级评价数c修正残奥计之和，表5-1等级的基本残奥计和等级评价点数，表5-2等级的修正残奥计和等级减少点数，表5-3隧道工程岩体等级和评价点数，1.3.4水利电力部昆明测量设计院在水电工程调查规范提出的地下洞窟围岩分类1 )初步围岩分类； 2 )详细的围岩分类a )岩石的强度，b )岩体的完全性，c )构造面的状态(

9、起伏、张开、伸长等)，d )地下水，e )构造面的方位等几个方面进行了评价。 3 )类别判定用点分和岩体强度应力比s进行二次评价，判定参照表6 .表6的详细的围岩区分围岩类别判定表，注： 地应力最大主应力，1.3.5铁路隧道围岩分区(TB1003-99 )根据原有铁路隧道围岩分区，参照国家标准工程岩体分区标准，以定性分区为主，引入岩石强度和围岩弹性波的纵波速度，将围岩划分为六级，按照国标顺序排序围岩稳定分区的名次，和铁路隧道围岩等级根据表7化学基确定表7的铁路隧道围岩分级，1.4公路隧道围岩分级的现状和需要修订的传统的公路隧道围岩分级主要是基于围岩的定性描述进行划分，不明确，具体的量化指标存在

10、恣意性大，精准性低的缺点，应用时经常使用相同的岩体分级的划分， 根据作者的经验和认识，用不同的原铁元素道、公路隧道设计标准规定的围岩分类方法得到的围岩分类，与实际挖掘的围岩类一致的在50%左右，有3040%的差别12种。因此，为了适应高速发展的公路隧道工程的发展，为了减少围岩种类不正确造成的设计和施工方案的变更以及由此造成的损失，有必要将公路隧道围岩的分类方法修订为实用正确的分类方法。 由于、工程岩体等级标准(GB50218994 )是基础国家标准，适用于全国各行各业所有岩石工程的工程岩体等级，具有一定的强制性。 因此，各部门、行业在修订相关等级规范时，应尽量接近工程岩体等级方法，标准应尽量一

11、致。 当然，由于行业不同，工程的性质、规模、用途也不同，所以各部门的分类方法也不同。 新的公路隧道围岩等级(JTGD702004 )的编制是根据上述依据进行的。 概述了2、2公路隧道围岩分级、2.12004年编制的公路隧道围岩分级方法，根据编制小组制定的修改原则和交通部等专门人才的意见，根据工程岩体分级标准，把公路隧道一般作为二车道，结合断面大的特征，要求云同步中包括岩体和土体围岩分级。 因此，在建立公路隧道围岩分级时，采用工程岩体分级标准的分级原则和方法，在目前的铁路隧道围岩分级方法中对土体围岩进行从好到坏的分级，包括土体围岩分级方法。 工程岩体等级标准是全国通用的基础标准，适用于各种类型的

12、岩石工程。 该标准具有以下特点： (1)在总结国内外工程岩体(围岩)分类方法的基础上，由国内5个有关部门共同编制。 例如岩体基本质量标准BQ值的计算公式、地下工程决定岩体等级时，考虑地下水、主要软弱结构面的生产状态及初始应力状态的影响，修正岩体基本质量指标BQ的系数K1、K2、K3分析确定国内外许多分类方法中规定的做法和数据，用标准方法种子文件国内400组以上的地下工程的实际数据(2)分两个阶段进行工程岩体分级。 即根据影响工程岩体稳定性的主要(强度和完全性)定性划分和量化指标划分工程岩体的基本质量水平，然后修改具体工程性质和条件。 关于工程建设的初步阶段，是初步等级。 根据影响工程岩体稳定性

13、的其他因素修改或调整初步等级，此时等级称为详细等级。 (3)分级因素的选择要紧紧包围岩体稳定性分级这一主体。 要素的选择，必须以全面、一盏茶和云同步区分主要要素，划分层次。 主要因素是决定岩体稳定性的基本因素是地质体的原有属性，各种工程岩体的共性次要因素对岩体稳定性的影响因工程类型而异，因岩体生存条件而异，是附加因素。 选定的等级要素必须各自独立，不能相互交叉或包容。 为了简化分类方法，标准对很多要素进行分类组合，整合为复合要素，使各种影响要素不并列排列。 如岩石强度特性、变形特性等物理力学特性，如重度等属于岩石坚硬家族的岩体中的不连续面数量、规模、产量、密度和不连续面均有所填充。 起伏状态等

14、是岩体的完全性的一种。 根据具体的工程条件、岩体的赋存条件不同，均分为次要因素。 用定性定量结合、经验判断和测试计算相结合的方法进行排名是当前主要排名方法的共同特征。 地质专门人才和工程师在现场用经验和直观判断岩体质量一般是定性的，往往因人而异，没有统一的标准，有一定的恣意性和不真实自我。另一方面，测试岩体的性质，利用取得的数据取得岩体的质量指标的定量方法，虽然看起来是科学的根据，正确，但是由于岩体的性质和活化条件非常复杂，所以仅用分级时少数的残奥计和某数学式，很难全面、正确地概括各种可能的状况。 另外，在实际工作中，抽样、测试的数量一般有限，抽样的代表有限。 因此，近二十年来，工程岩体(围岩

15、)的分类方法结合定性定量，如baronq分类系统方法中各要素指标的量化是基于定性分类确定的。 定性和定量结合，可以相互比较验证，有助于克服各方面的不确定，提高分类方法的精准性和可靠性。 在工程岩体等级标准中，根据岩体定性特征和岩体基本质量指标BQ值两方面的化学基，根据表7确定工程岩体基本质量等级，即岩体预备等级。 表7岩体基本质量等级、岩体基本质量指标(BQ )应根据等级基本要素的量化指标RC的兆帕斯卡的数值和Kv的值，用下式计算： BQ=90 3Rc 250Kv注：使用上式时，应遵守以下限制条件： 在. 90Kv的情况下，应该代入RC90Kv30和k来计算BQ的值。在. Kv0.04Rc 0

16、.4的情况下，应该代入Kv0.04Rc 0.4来计算BQ值。 在设定隧道围岩的详细等级时，在以下任一情况下修正岩体基本质量指标值(BQ )，用修正后的值【BQ】根据表7决定围岩等级。 (1)有地下水(k1 ) (2)岩体稳定性受软弱构造面的影响，成组发挥控制作用(K2 )。 (3)工程地辖区属于高初始应力区(K3 )。 岩体基本质量指标校正值(【BQ】)通过下式计算：【BQ】(BQ)-100(K1 K2 K3)，式中：【BQ】岩体基本质量指标校正值； K1地下水影响校正因数K2主要软弱构造面的产状影响校正因数K3初始应力状态影响校正因数。 2.2新编公路隧道围岩分级修编的原则和方法：新分级接近

17、现行工程岩体分级标准，并在此基础上修改既有隧道围岩分级。 采用定性分区和定量指标相结合的方法，根据工程岩体等级标准，以岩体基本质量指标BQ值或修正BQ值和岩体定性特征，根据表8化学基确定围岩等级。 围岩为土体时，其分级方法应与岩石施工方法不同。 一般土体按其组成成分、颗粒大小等分类，影响土体稳定性的因素除上述因素外，还是影响土体结构、致密度、固结状态、含水量等的重要因素。 表8公路隧道围岩等级，注：该表不适用于特殊条件的围岩等级，如膨胀性围岩、多年冻土等。 3公路隧道围岩分级要素的定性划分、量化指标的确定方法、3.1公路隧道围岩分级要素围岩的等级和稳定性由多要素综合影响确定，这些个要素有地质要素和工程要素，前者主要有岩石的物理力学性质、岩石结构状态的原生和次生特征、水的作用等。 工程要素主要指工程尺寸和施工方法等。 地下工程围岩是工程的载体，是工程结构的双重特性。 无论是载体还是结构，岩石的强度都是决定围岩稳定性的基本要素之一。 但岩体是不均匀不连续的材料，多次经历了构造运动、风化等各种地质力的作用，形成了包含各种构造面的复杂介质。 岩体的整体强度不仅取决于岩体的强度，还取