高速公路隧道围岩类别划分与判Word文件下载.docx
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构造影响较重，有少量断层，结构面发育，一般
为3组，平均间距0.4~0.8m，以原生和构造节理为主，多数闭合，偶有泥质充填，贯通性较差，有少量软弱结构面。
层间结合较好，偶有层间错动和层面张开现象
2.5
3.7~5.2
0.5
Ⅲ
20~30
0.85~1.25
3.0~4.5
2
毛洞跨度5~10m时围岩能维持一个月以上的稳定主要出现局部掉块塌落
同Ⅱ级围岩块状结构和层间结合较好的中厚层或厚层状结构
同Ⅱ级围岩块状结构和层间结合较好的中厚层或厚层状结构特征
1.25~2.50
0.5~0.75
层间结合良好的薄层和软硬岩互层结构
构造影响较重结构面发育一般为3组平均间距02~04m以构造节理为主节理面多数闭合少有泥质充填岩层为薄层或以硬岩为主的软硬岩互层层间结合良好少见软弱夹层层间错动和层面张开现象
60（软岩>
20）
250
30~45
030~050
碎裂镶嵌结构
构造影响较重结构面发育一般为3组以上平均间距02~04m以构
造节理为主节理面多数闭合少数有泥质充填块体间牢固咬合
30~4.5
Ⅳ
10~30
042~125
20~35
050~075
1
毛洞跨度5m时围岩能维持数日到一个月的稳定主要失稳形式为冒落或片帮
散块状结构
构造影响严重一般为风化卸荷带结构面发育一般为3组平均间距04~08m以构造节理卸荷风化裂隙为主贯通性好多数张开夹泥夹泥厚度一般大于结构面的起伏高度咬合力弱构成较多的不稳定块体
30
125
20
015
层间结合不良的薄层中厚层和软硬岩互层结构
构造影响严重结构面发育一般为3组以上平均间距02~04m以构造风化节理为主大部分微张（05~10mm）部分张开（10mm）有泥质充填层间结合不良多数夹泥层间错动明显
30（软岩>
10）
020~040
碎裂状结构
构造影响严重多数为断层影响带或强风化带结构面发育一般为3组以上平均间距02~04m大部分微张（05~10mm）部分张开（10mm）有泥质充填形成许多碎块体
Ⅴ
散体状结构
构造影响很严重多数为破碎带全强风化带破碎带交汇部位构造及风化节理密集节理面及其组合杂乱形成大量碎块体块体间多数为泥质充填甚至呈石夹土状或土夹石状
<
毛洞跨度5时围岩稳定时间很短约数小时至数日
注1围岩按定性分级与定量指标分级有差别时一般应以低者为准。
2本表声波指标以孔测法测试值为准如果用其他方法测试时可通过对比试验进行换算。
3层状岩体按单层厚度可划分为
厚层大于05m
中厚层01~05m
薄层小于01m
4一般条件下确定围岩级别时应以岩石单轴湿饱和抗压强度为准当洞跨小于5m，服务年限小于10年的工程确定围岩级别时可采用点荷载强度指标代替岩块单轴饱和抗压强度指标可不做岩体声波指标测试
5测定岩石强度做单轴抗压强度测定后可不做点荷载强度测定。
1.2围岩分级的主要影响因素
1.2.1体完整性指标
用岩体完整性系数Kv表示，Kv可按下式计算:
Kv=（Vpm/Vpr）2（1.2-1）
式中：
Vpm——岩体弹性纵波速度（km/s）
Vpr——岩石弹性纵波速度（km/s）
当无条件进行声波实测时也可用岩体体积节理数Jv按表1.2定Kv值。
表1.2Jv与Kv对照表
Jv（条/m3）
3
3～10
10～20
20～35
＞35
Kv
＞0.75
0.75～0.55
0.55～0.35
0.35～0.15
＜0.15
1.2.2岩体强度应力比
岩体强度应力比的计算应符合下列规定：
1当有地应力实测数据时
Sm=Kvfr/σ1（1.2-2）
Sm--岩体强度应力比；
fr--岩石单轴饱和抗压强度（MPa）；
Kv--岩体完整性系数；
σ1--垂直洞轴线的较大主应力（kN/m2）。
2当无地应力实测数据时
σ1=γH（3.2-3）
γ--岩体重力密度（kN/m3）；
H--隧洞顶覆盖层厚度（m）。
1.2.3地下水
对Ⅲ、Ⅳ级围岩当地下水发育时应根据地下水类型水量大小软弱结构面多少及其危害程度适当降级。
1.2.4断层带
对Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级围岩当洞轴线与主要断层或软弱夹层的夹角小于30时应降一级。
2铁路隧道围岩分级
2.1铁路隧道围岩分级及其适用条件
目前，我国铁路隧道采用的围岩分级如表2.1所示。
当用物探法测有弹性纵波速度时，可参照围岩弹性纵波速度测定值确定围岩级别。
本分级适用于一般地质情况的隧道，对特殊地质条件的围岩，如膨胀岩、盐岩、多年冻土等需另行考虑。
关于隧道围岩分级的基本因素和围岩基本分级及其修正,可参照2.3内容确定。
表2.1铁路隧道围岩分级
围岩级别
围岩主要工程地质条件
围岩开挖后的稳定状态（单线）
围岩弹性纵波速度vp（km/s）
结构特征和完整状态
Ⅰ
极硬岩（单轴饱和抗压强度Rc>
60MPa）：
受地质构造影响轻微，节理不发育，无软弱面（或夹层）；
层状岩层为巨厚层或厚层，层间结合良好，岩体完整
呈巨块状整体结构
围岩稳定，无坍塌，可能产生岩爆
4.5
硬质岩（Rc>
30MPa）：
受地质构造影响较重，节理较发育，有少量软弱面（或夹层）和贯通微张节理，但其产状及组合关系不致产生滑动；
层状岩层为中厚层或厚层，层间结合一般，很少有分离现象，或为硬质岩石偶夹软质岩石
呈巨块或大块状结构
暴露时间长，可能会出现局部小坍塌；
侧壁稳定；
层间结合差的平缓岩层，顶板易塌落
3.5～4.5
受地质构造影响严重，节理发育，有层状软弱面（或夹层），但其产状及组合关系尚不致产生滑动；
层状岩层为薄层或中层，层间结合差，多有分离现象；
硬、软质岩石互层
呈块（石）碎（石）状镶嵌结构
拱部无支护时可产生小坍塌，侧壁基本稳定，爆破震动过大易坍
2.5～4.0
较软岩（Rc≈15～30MPa）：
受地质构造影响较重，节理较发育；
层状岩层为薄层、中厚层或厚层，层间一般
呈大块状结构
受地质构造影响极严重，节理很发育；
层状软弱面（或夹层）已基本破坏
呈碎石状压碎结构
拱部无支护时，可产生较大的坍塌，侧壁有时失去稳定
1.5～3.0
软质岩（Rc≈5®
～30MPa）：
受地质构造影响严重，节理发育
土体：
1.具压密或成岩作用的黏性土、粉土及砂类土
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
1和2呈大块状压密结构，3呈巨块状整体结构
岩体：
软岩，岩体破碎至极破碎；
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）
呈角砾碎石状松散结构
围岩易坍塌，处理不当会出现大坍塌，侧壁经常小坍塌；
浅埋时易出现地表下沉（陷）或塌至地表
1.0～2.0
一般第四系坚硬、硬塑黏性土，稍密及以上、稍湿或潮湿的碎石土著人、卵石土、圆砾土、角砾土、粉土及黄土（Q3、Q4）
非黏性土呈松散结构，黏性土及黄土呈松软结构
Ⅵ
受构造影响严重呈碎石、角砾及粉末、泥土状的断层带
黏性土呈易壖动的松软结构，砂性土呈潮湿松散结构
围岩极易坍塌变形，有水时土砂常与水一齐涌出；
浅埋时易塌至地表
1.0（饱和状态的土<
1.5）
软塑状黏性土、饱和的粉土、砂类土等
注：
层状岩层的层厚划分：
巨厚层：
厚度大于1.0m；
厚层：
厚度大于0.5m，且小于等于1.0m；
中厚层：
厚度大于0.1m，且小于等于0.5m；
薄层：
厚度小于或等于0.1m。
2.2各级围岩的物理力学指标
各级围岩的物理力学指标标准值应按试验资料确定，无试验资料时可按表2.2选用。
表2.2各级围岩的物理力学指标
重度γ（kN/m3）
弹性反力系数K（MPa/m）
变形模量E（GPa）
泊松比υ
内摩擦角φ（º
）
黏聚力C（MPa）
计算摩擦角φ（º
26～28
1800～2800
33
0.2
2.1
78
25～27
1200～1800
20～33
0.2～0.25
50～60
1.5～2.1
70～78
23～25
500～1200
6～20
0.25～0.3
39～50
0.7～1.5
60～70
20～23
200～500
1.3～6
0.3～0.35
27～39
0.2～0.7
17～20
100～200
1～2
0.35～0.45
20～27
0.05～0.2
40～50
15～17
100
0.4～0.5
22
0.1
30～40
1.本表数值不包括黄土地层；
2.选用计算摩擦角时，不再计内摩擦角和黏聚力。
2.3围岩分级的主要因素
2.3.1围岩基本分级
围岩基本分级应由岩石坚硬程度和岩体完整程度两个因素确定；
岩石坚硬程度和岩体完整程度，应采用定性划分和定量指标两种方法综合确定。
岩石坚硬程度可按表2.3.1-1划分。
岩体完整程度可按表2.3.1-2划分。
围岩基本分级可按表2.3.1-3确定。
表2.3.1-1岩石坚硬程度划分
岩石类别
单轴饱和抗压强度Rc（MPa）
代表性岩石
硬质岩
极硬岩
Rc>
未风化可微风化的花岗岩、片麻岩、闪长岩、石英岩、硅质灰岩、钙质胶结的砂岩或砾岩等
硬岩
30<
Rc≤60
弱风化的极硬岩；
未风化或微风化的熔结凝灰岩、大理岩、板岩、白云岩、灰岩、钙质胶结的砂岩、结晶颗粒较粗的岩浆岩等
软质岩
较软岩
15<
Rc≤30
强风化的极硬岩；
弱风化的硬岩；
未风化或微风化的云母片岩、千枚岩、砂质泥岩、钙泥质胶结的粉砂岩和砾岩、泥灰岩、泥岩、凝灰岩等
软岩
5<
Rc≤15
弱风化至强风化的硬岩；
弱风化的较软岩和未风化或微风化的泥质岩类；
泥岩、煤、泥质胶结的砂岩和砾岩等
极软岩
Rc≤5
全风化的各类岩石和成岩作用差的岩石
表2.3.1-2岩体完整程度
完整程度
结构面特征
结构类型
岩体完整性指数（Kv）
完整
结构面1～2组，以构造型节理或层面为主，密闭型
巨块状整体结构
Kv>
0.75
较完整
结构面2～3组，以构造型节理、层面为主，裂隙多呈密闭型，部分为微张型，少有充填物
块状结构
0.75≥Kv>
0.55
较破碎
结构面一般为3组，节理及以风化裂隙为主，在断层附近受构造影响较大，裂隙以微张型和张开型为主，多有充填物
层状结构、块石、碎石状结构
0.55≥Kv>
0.35
破碎
结构面大于3组，多以风化型裂隙为主，在断层附近受构造作用影响较大，裂隙宽度以张开型为主，多有充填物
碎石角砾状结构
0.35≥Kv>
0.15
极破碎
结构面杂乱无序，在断层附近受断层作用影响大，宽张裂隙全为泥质或泥夹岩屑充填，充填物厚度大
Kv≤0.15
表2.3.1-3围岩基本分级
级别
岩体特征
土体特征
围岩弹性纵波速度（km/s）
极硬岩，岩体完整
极硬岩，岩体较完整；
硬岩，岩体完整
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
极硬岩，岩体破碎；
硬岩，岩体较破碎基破碎；
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黏性土、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）
一般第四系坚硬、硬塑黏性土，稍密及以上、稍湿、潮湿的碎（卵）石土、粗圆砾土、细圆砾土、粗角砾土、细角砾土、粉土、及黄土（Q3、Q4）
受构造影响很严重呈碎石、角砾及粉末、泥土状的断层带
2.3.2隧道围岩分级修正
隧道围岩级别应在围岩基本分级的基础上，结合隧道工程的特点，考虑地下水状态、初始地应力状态等必要的因素进行修正。
2.3.2.1地下水状态的分级宜按表2.3.2-1确定。
地下水对围岩级别的修正，宜按表2.3.2-2进行。
表2.3.2-1地下水状态的分级
状态
渗水量[L/（min∙10n）]
干燥或湿润
10
偶有渗水
10～25
经常渗水
25～125
表2.3.2-2地下水影响的修正
围岩基本分级
地下水状态分级
2.3.2.2围岩初始地应力状态，当无实测资料的，可根据隧道工程埋深、地貌、地形、地质、构造运动史、主要构造线与开挖过程中出现的岩爆、岩芯饼化等特殊地质现象，按表2.3.2-3评估。
初始地应力对围岩级别的修正宜按表2.3.2-4进行。
表2.3.2-3初始地应力场评估基准
初始地应力状态
主要现象
评估基准（Rc/σmax）
极高应力
1.硬质岩：
开挖过程中时有岩爆发生，有岩块弹出，洞壁岩体发生剥离，新生裂缝多，成洞性差
4
2.软质岩：
岩芯常有饼化现象，开挖过程中洞壁岩体有剥离，位移极为显著，甚至发生大位移，持续时间长，不易成洞
高应力
开挖过程中可能出现岩爆，洞壁岩体有剥离和掉块现象，新生裂缝较多，成洞性较差
4～7
岩芯时有饼化现象，开挖过程中洞壁岩体位移显著，持续时间较长，成洞性差
Rc为岩石单轴饱和抗压强度（MPa）；
σmax为最大地应力值（MPa）。
表2.3.2-4初始地应力影响的修正
围岩基本分级
修正级别
Ⅲ或Ⅳ
Ⅳ或Ⅴ
①围岩岩体为较破碎的极硬岩、较完整的硬岩时定为Ⅲ级；
围岩岩体为完整的较软岩、较完整的软硬互层时定为Ⅳ级；
②围岩岩体为有些地方的极硬岩、较破碎及破碎的硬岩时定为Ⅳ级；
围攻岩岩体为完整及较完整软岩、较完整及较破碎的较软岩时定为Ⅴ级。
2.3.2.3隧道洞身埋藏较浅，应根据围岩受地表的影响情况进行围岩级别修正。
当围岩为风化层时，应按风化层的围岩基本分级考虑；
围岩仅受地表影响时，应较相应围岩降低1～2级。
2.3.2.4施工阶段隧道围岩级别的判定宜按表2.3.2-5的判定卡进行。
表2.3.2-5施工阶段围岩级别判定卡
工程名称
位置
里程
评定
距洞口距离（m）
岩性指标
岩石类型（名称）
黏聚力c=MPa；
φ=
硬岩
软岩
土
单轴饱和抗压强度Rc=MPa
点荷载强度极限Ix=MPa
变形模量E=GPa
泊松比υ=
天然重度γ=kN/m3
其他
岩体完整状态
地质构造影响程度
轻微
较重
严重
极严重
地质结构面
间距（m）
1.5
1.5～0.6
0.6～0.2
0.2～0.06
0.06
延伸性
极差
差
中等
好
极好
粗糙度
明显
台阶状
粗糙
波纹状
平整光滑
有擦痕
张开性（mm）
密闭
部分张开0.1～0.5
张开0.5～1.0
无充填张开
1.0
黏土
充填
风化程度
未风化
轻微风化
颇重风化
严重风化
极严重风化
简要说明
地下水状态
渗水量[L/（min∙10m）]
埋深H=m
地质构造应力状态
备注
记录者
复核者
日期
3公路隧道围岩分级
3.1公路隧道围岩分级
围岩级别可根据调查、勘探、试验等资料、岩石隧道的围岩定性特征、围岩基本质量指标（BQ）或修正的围岩质量指标[BQ]值、土体隧道中的土体类型、密实状态等定性特征，按表3.1确定。
当根据岩体基本质量定性划分与（BQ）值确定的级别不一致时，应重新审查定性特征和定量指标计算参数的可靠性，并对它们重新观察、测试。
在工程可行性研究和初勘阶段，可采用定性划分的方法或工程类比方法进行围岩级别划分。
表3.1公路隧道围岩分级
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]
坚硬岩，岩体完整，巨整体状或巨厚层状结构
550
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
550～451
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
450～351
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
1.压密或成岩作用的粘性土及砂性土
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
软塑状粘性土及潮湿、饱和粉细砂层、软土等
本表不适用于特殊条件的围岩分级，如膨胀性围岩、多年冻土等。
3.2围岩分级的主要因素
公路隧道围岩分级的综合评判方法采用两步分级，并按以下顺序进行：
（1）根据岩石的坚硬程度和岩体完整程度两个基本因素的定性特征和定量的岩体基本质量指标（BQ），综合进行初步分级。
（2）对围岩进行详细定级时，应在岩体基本质量分级基础上，考虑修正因素的影响修正岩体基本质量指标值。
（3）按修正后的岩体基本质量指标[BQ]，结合岩体的定性特征综合评判，确定围岩的详细分级。
3.2.1岩石坚硬程度
1岩石坚硬程度可按表3.2.1-1定性划分。
表3.2.1-1岩石坚硬程度的定性划分
名称
定性鉴定
坚硬岩
锤击声清脆，有回弹，震手，难击碎；
浸水后，大多无吸水反应
未风化～微风化的花岗岩、正长岩、闪长岩、辉绿岩、玄武岩、安山岩、片麻岩、石英片岩、硅质板岩、石英岩、硅质胶结的砾岩、石英砂岩、硅质石灰岩等
较坚硬岩
锤击声较清脆，有轻微回弹，稍震手，较难击碎；
浸水后，有轻微吸水反应
1弱风化的坚硬岩；
2未风化～微风化的熔结凝灰岩、大理岩、板岩、白云岩、石灰岩、钙质胶结的砂页岩等
锤击声不清脆，无回弹，较易击碎；
浸水后，指甲可刻出印痕
1强风化的坚硬岩；
2弱风化的较坚硬岩；
3未风化～微风化的凝灰岩、千枚岩、砂质泥岩、泥灰
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