隧道围岩判定等级划分方法Word下载.docx
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第二步综合考虑其它影响岩体质量和稳定性的因素,选取地下水状况、软弱结构面、地应力三个因素进行围岩级别修正,同时结合隧道设计支护参数分等级的做法,以半级为单位进行修正。
1、隧道围岩基本分级判定方法
a、为便于会审各方清晰观察和测量掌子面围岩的相关状况,施工单位须确保掌子面已出渣、清危完毕。
洞内具备良好的通风和照明条件。
b、地质咨询方拍摄掌子面照片,测绘结构面产状,即时进行地质素描工作。
c、通过对结构和物质组成、构造、触摸、锤击等方式确认岩性和岩性组合。
d、有条件可直接实测出Rc值;
也可观察岩体风化程度,结合岩性确定岩石坚硬程度。
e、可直接或间接测量得到岩体体积节理数Jv来确定岩体的完整程度;
也可以观察测量结构面类型、裂隙发育及结构面结合情况等,判定出岩体的完整性。
f、根据岩石坚硬程度和岩体的完整性,计算得到岩体基本质量指标BQ值或利用矩阵法查得围岩基本分级判定结论。
2、隧道围岩综合分级判定方法
a、地下水修正:
观察了解水文情况,根据地下水特征、流量进行修正。
需要注意的是地下水对含千枚岩的岩层质量和稳定性
影响较大,并且影响时间将跨过施工阶段一直延续至运营期间,在修正时需根据千枚岩类别详细考虑。
b、主要软弱结构面修正:
掌子面围岩出现近水平贯通结构面(倾角小于10°
)、泥化夹层、断层破碎带等状况时,围岩等级降低半级;
遇其组合则降低一级;
遇见组合断层围岩等级降低一级。
C、地应力的修正:
若能测定围岩地应力状况,可根据测量结论进行地应力修正。
也可根据施工过程中的异常情况(钻孔发现动力现象如岩芯饼化、周围围岩自行鸣响)或观察近段时间初期支护有无变形,结合监控量测资料对地应力进行判断。
当发现近期初期支护变形量大并发生明显开裂时(非施工质量引起,下同),按高应力区考虑,降半级;
当发现初期支护变形侵限,按极高应力区考虑,降一级;
当可能发生岩爆时,按岩爆烈度等级考虑支护参数。
需要强调的是,对于岩石类围岩,无论多少因素引起的降级修正,最低只能是Ⅴ级弱。
四、支护参数的确认
支护参数由设计代表提出,业主确认。
正常情况下,围岩支护参数与围岩分级判定存在一一对应关系,但设计综合考虑的因素还有:
是否存在偏压,隧道上方是否存在冲沟、隧道四周是否存在通道或需保护的重要建筑物,隧道是否处于软弱地质的影响延长带等等,在这些因素的影响下,确认的支护参数与围岩级别可能不再一一对应。
五、隧道岩体主要岩性(这里用狮子坪1号隧道岩性作为讲例)
鉴定岩性没有捷径,唯有熟能生巧。
为了缩小鉴定范围,通过综合设计地勘报告和实际开挖过程中露出岩性总结,将出现的岩性或岩性组合进行归纳,结合颜色、成分和结构、构造、刻划等鉴定方法,查下表确认岩性。
岩性
鉴定方法
颜色
矿物成分与结构
构造
其它
变质砂岩
灰白色~灰色
以长石、石英为主,细~粉粒变余结构
厚~块状构造为主,少量薄~中厚层状构造
手触摸有凹凸不平感,敲击震手,较难击碎,常含有其它变质矿物
板岩
灰色~深灰色
以石英、粘土矿物为主,粉泥质变余结构
板状构造,易平行裂开成薄板状
结构致密,手触摸比较光滑,板状劈理发育,强度一般稍强于千枚岩
千枚岩
以绢云母、石英为主,次为长石,鳞片变晶结构
千枚状构造,易沿一组平行面裂开,但裂开面不平整,有丝绢光泽
片理面上呈典型的丝绢光泽,侵水后指甲可刻出印痕或手可掰开或可捏成团
特例:
当观察到掌子面为洪冲积、崩坡积堆积体时,不需进行基本判定和综合判定两步,直接确定最终围岩分级结论:
Ⅴ级弱。
六、岩石硬度
现场会审时,可直接测出隧道掌子面岩体Rc值用于判定岩石硬度。
1、也可以通过观察岩体风化程度,结合岩性,按下表确认岩石硬度。
未风化
微风化
中等风化
强风化
全风化
石英千枚岩
较硬岩
较软岩
软岩
极软岩
绢云母千枚岩
炭质千枚岩
千枚岩、炭质千枚岩
坚硬岩
互层状砂板岩夹千枚岩
互层状千枚岩夹砂板岩
3、一般说来,在没有大的贯通至地面的较大裂隙的情况下,隧道埋深较深,可认为风化程度不予考虑(未风化或微风化)。
隧道洞口段、埋深较浅的隧道且受构造破坏的需要判定风化程度,参见下表。
名称
风化特征
未分化
岩石结构、构造未变,岩质新鲜
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(中等)风化
结构、构造部分破坏,矿物色泽较明显变化,裂隙面出现风化矿物或存在风化夹层
结构、构造大部分破坏,矿物色泽明显变化,长石、云母等多风化成次生矿物
结构、构造全部破坏,矿物成分除石英外,大部分风化成土状
七、岩体完整度
1、在掌子面条件允许的情况下,可直接或间接测量得到岩体体积节理数Jv,通过下表换算得到岩体完整度指标Kv。
Kv
>0.75
0.75~0.55
0.55~0.35
0.35~0.15
<0.15
Jv
<3
3~10
10~20
20~35
>35
2、也可观察结构面类型、结构面发育程度及结合情况,测定得到具体数据后,可查下表得到岩体完整度结论。
观察重点为隧道中心至拱顶150度范围的扇形区域。
岩体完整度
完整
较完整
较破碎
破碎
极破碎
结构面发育程度
组数
1~2
2~3
>3
无序
平均间距(m)
>1
1~0.4
0.4~0.2
<0.2
主要结构面的结合程度
好或一般
差
一般
很差
结构面类型
整体结构、巨厚层状结构
块状结构、厚层状结构
次块状结构、裂隙块状结构、中厚层状结构、镶嵌碎裂结构
次块状结构、裂隙块状结构、中厚层状结构
薄层结构、碎裂结构
散体结构
在具体使用时有两种方法,一种是利用“结构面发育程度”和“主要结构面的结合程度”综合判定岩体完整度;
另一种是利用“结构面类型”和“主要结构面的结合程度”综合判定岩体完整度。
3、利用“结构面类型”对岩体完整度进行判定与“结构面发育程度”判定方法划分基本一致,存在一定对应关系,结构分类见下表。
类型
亚类
岩体结构特征
块状结构
整体结构
岩体完整~较完整,呈巨块状,结构面不发育,间距大于100cm
岩体较完整~较破碎,呈块状,结构面轻度发育,间距一般为100cm~40cm
次块状结构
岩体较破碎~破碎,呈次块状,结构面中等发育,间距一般为40cm~20cm
裂隙块状结构
岩体破碎,嵌合中等紧密到较松弛,结构面发育或较发育,间距小于40cm
层状结构
巨厚层状结构
岩体完整~较完整,呈巨厚层状,层面不发育,间距大于100cm
厚层状结构
岩体较完整~较破碎,呈厚层状,层面轻度发育,间距100cm~40cm
中厚层状结构
岩体较破碎~破碎,呈厚层状,层面中等发育,间距40cm~20cm
薄层结构
岩体破碎,呈薄层状,层面发育,间距小于20cm
镶嵌碎裂结构
岩体较破碎,结构面中等发育,岩块镶嵌紧密,间距40cm~20cm
碎裂结构
岩体破碎,结构面发育,间距一般小于20cm,嵌合松弛,岩块间有岩屑或泥质物充填
岩体极破碎,岩块夹岩屑、泥质物;
岩屑、泥质物夹岩块
4、结合面的结合程度,应根据结构面充填物质以及张开度情况,查下表得到。
结构面特征
结合好
张开度小于1毫米,为硅、铁、钙质胶结或结构面粗糙无填充物;
张开度1毫米到3毫米,为硅质或铁质胶结;
张开度大于3毫米,结构面粗糙,为硅质胶结。
结合一般
张开度小于1毫米,为钙泥质胶结或结构面平直无充填物;
张开度1毫米到3毫米,为钙质胶结;
张开度大于3毫米,结构面粗糙,为铁质或钙质胶结。
结合差
张开度1毫米到3毫米,结构面平直,为泥质或钙质胶结;
张开度大于3毫米,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。
八、隧道围岩基本分级判定
1、利用BQ值定量判定。
当能实测定Rc和Jv(Kv)值,则可以通过计算得到BQ值,计算公式为:
BQ=90+3Rc+250Kv(注:
使用公式时,应遵守限制条件:
当Rc>90Kv+30时,应以Rc=90Kv+30和Kv代入计算BQ值;
当Kv>0.04Rc+0.4时,应以Kv=0.04Rc+0.4和Rc代入计算BQ值)。
得到BQ值后,查下表可得到隧道围岩基本分级判定。
BQ值
550~451
450~351
350~251
≤250
围岩分级
Ⅱ级
Ⅲ级
Ⅳ级
Ⅴ级
2、利用矩阵法判定围岩分级。
在得到岩石硬度和岩体完整度的结论后,也可以通过查下表利用矩阵法立即查得隧道围岩初步分级结论。
Ⅰ级
较坚硬岩