强风化的极硬岩;若风化志强风化的硬岩;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。
A.1.3岩体完整程度可按表A.1.3划分
完整程度
结构面特征
结构类型
岩体完整性指数
完整
结构面1-2组,以构造型节理或层面为主,封闭型。
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,裂隙多呈封闭型,部分微微张型,少有充填物。
块状结构
0.75≥Kv>0.5
较破碎
结构面一般为3组,以节理及风化裂隙为主,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
0.5≥Kv>0.35
破碎
结构面大于3组,多以风化型裂隙为主,在断层附近受构造影响大,裂隙以微张型和张开型为主,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。
散体状结构
Kv≤0.15
A..1.4围岩基本分级可按表A.1.4确定
级别
岩体特征
土体特征
围岩弹性纵波速度(km/s)
Ⅰ
极硬岩,岩体完整
--
>4.5
Ⅱ
极硬岩,岩体较完整;硬岩,岩体完整。
--
3.5-
4.5
Ⅲ
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。
--
2.5-
4.0
Ⅳ
极硬岩,岩体破碎;硬岩,岩体较破碎或破碎;较软岩或软硬岩互层,且以软岩为主,岩体较完整或破碎;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、粗园砾土、碎石土、卵石土、大块石土、黄土(Q1、Q2)
1.5-
3.0
Ⅴ
软岩,岩体破碎至极破碎;全部
一般`第四系坚硬、硬塑黏性土,
1.0-
极软岩及全部极破碎岩(包括受
构造影响严重的破碎带)
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)
2.0
Ⅵ
受构造影响很严重呈碎石、角砾
及粉末、泥土状的断层带
软塑状黏性土、饱和的粉土、
砂类土等。
1.0(饱和状态的土<1.5)
隧道围岩分级修正
A.2.1隧道围岩级别的修正应符合下列规定:
1、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、地下水状态的分级宜按表A.2.1-1确定。
级别
状态
渗水量(L/min.10m)
Ⅰ
干燥或湿润
<10
Ⅱ
偶有渗水
10-25
Ⅲ
经常渗水
25-125
3、地下水影响的修正,宜按表A.2.1-2进行。
围岩基本分级
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
地下水状态分级
Ⅰ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
—
Ⅱ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
—
Ⅲ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
—
5、初始地应力对围岩级别的修正。
6、隧道洞身埋身较浅,应根据围岩受地表的影响情况进行围岩级别修正。
当围岩未风化层时,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。
A.2.2施工阶段隧道围岩级别的判定宜按表A.2.2的判定卡进行
4.1.4当地面水平或接近水平,且隧道覆盖厚度小于表4.1.4所列数值时,应按前埋隧道设计。
当有不利于山体稳定的地质条件是,浅埋隧道覆盖厚度值应适当加大。
表4.1.4浅埋隧道覆盖厚度值(m)
围岩类别
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
单线隧道
5-7
10-14
18-25
双线隧道
8-10
15-20
30-35
4.1.5作用于隧道衬砌上的偏压力,应视地形、地质条件以及外侧围岩的覆盖厚度确定。
表4.1.5-1偏压隧道外侧拱肩山体最大覆盖厚度t(m)
地面坡1:
m
线别
围岩类别
示意图
Ⅲ
Ⅳ石
Ⅳ土
Ⅴ
1:
0.75
双线
7
*
*
*
1:
1
双线
7
*
*
*
1:
m
1:
1.25
双线
*
*
18
1:
mt
1:
1.5
双线
7
11
16
30
1:
2
双线
*
10
14
25
1:
2.5
双线
*
*
13
20
注:
1、Ⅳ级围岩的t值可通过计算确定;
2、Ⅲ、Ⅳ级石质围岩的t值应扣除表面风化破碎层和坡积层厚度;
3、“*”表示缺少统计资料,设计时可通过工程类比或经验设计取值
一般情况下,Ⅲ--Ⅴ级围岩,地面倾斜,隧道外侧拱肩至地表的垂直距离t等于或小于表4.1.5-1所列数值时,应按偏压隧道设计。
当t值等于或小于表4.1.5-2规定时,尚应在洞外采取设置地表锚杆、抗滑桩或其他支挡结构等工程措施。
表4.1.5-2偏压隧道外侧拱肩山体需加固的覆盖厚度限值t(m)
地面坡1:
m
线别
围岩类别
示意图
Ⅲ
Ⅳ石
Ⅳ土
Ⅴ
1:
0.75
双线
3
*
*
*
1:
mt
1:
1
双线
3
8
*
*
1:
1.25
双线
*
*
10
1:
1.5
双线
3
7
9
20
1:
2
双线
*
6
8
17
1:
2.5
双线
*
*
7
14
注:
1、Ⅲ、Ⅳ级石质围岩的t值应扣除表面风化破碎层和坡积层厚度;
2、“*”表示缺少统计资料,设计时可通过工程类比或经验设计取值。
三、洞门的设计原则
6.0.2洞门的结构形式应根据洞口的地形、地质等条件确定,并符合下列要求:
1、采用斜交洞门时,其端墙与线路中线的交角不应小于45°,在松软地层中不
宜采用斜交洞门;
2、设有运营通风的隧道,洞门结构形式应结合通风设施一并考虑;
3、位于城镇、风景区、车站附近的洞门,宜考虑建筑景观及环境协调要求;
4、有条件时可采用斜切式或其他新型洞门结构。
6.0.3洞门设计应符合下列规定:
1、当洞顶仰坡土石有剥落可能时,仰坡坡脚至洞门端墙背的水平距离不宜小于
1.5明洞门端墙顶高出仰坡坡脚不宜小于0.5m;洞门端墙与仰坡间水沟的沟底至衬砌拱顶外缘的高度不宜小于1m。
2、当洞门有翼墙或挡土墙时,沿轨枕底面水平由线路中线至邻近翼墙、挡土墙的距离,至少有一侧(曲线地段系曲线外侧)不应小于3.5m。
3、洞门墙应根据地基情况设置变形缝,墙身应设置泄水孔。
四、隧道复合衬砌的设计原则
7.1.2隧道衬砌设计应符合下列规定:
1、隧道应采用曲墙式衬砌,Ⅵ级围岩的衬砌应采用钢筋混凝土结构;
2、应地形或地质构造等引起有明显偏压的地段,应采用偏压衬砌;Ⅴ、Ⅵ级围岩的偏压衬砌应采用钢筋混凝土结构;Ⅳ级围岩的偏压衬砌也宜采用钢筋混凝土结构;
3、隧道洞口段衬砌应加强,加强长度应根据地质、地形等条件确定,一般单线隧道洞口加强衬砌长度不应小于5m,双线和多线隧道应适当加长;
4、围岩较差地段的衬砌应向围岩较好地段延伸,延伸长度宜为5-10m;
5、偏压衬砌段应延伸至一般衬砌段内5m以上;
6、单线Ⅲ级以上、双线Ⅲ级及以上地段均应设置仰拱;单线Ⅲ级、双线Ⅱ级及以下地段是否设置仰拱应根据岩性、地下水情况确定;不设仰拱的地段应设底板,底板厚度不得小于25cm,并应设置钢筋,钢筋净保护层厚度不应小于30mm;
7、硬软地层分界处及对衬砌受力有不良影响处,应设置变形缝;
8、电力牵引的隧道,当长度大于2000m或位于隧道群地段和车站两端时,应根据需要设置接触网补偿下锚的衬砌段。
7.2.1复合式衬砌设计应符合下列规定:
1、复合式衬砌设计应综合考虑包括围岩在内的支护结构、断面形状、开挖方法、施工顺序和断面闭合时间等因素,力求发挥围岩的自承能力。
2、复合式衬砌的初期支护,宜采用喷锚支护,其基层平整度应符合D/L≤
1/6(D为初期支护基层相邻两凸面凹进去的深度;L为基层两凸面的距离);二次衬砌宜采用模筑混凝土,二次衬砌宜为等候截面。
连接圆顺。
3、各级围岩在确定开挖断面时,除应满足隧道建筑限界要求外,还应预留适当的围岩变形量,其量值可根据围岩类别、隧道宽度、埋置深度、施工方法和支护情况等条件,采用工程类比法确定;当无类比资料时,可参照表7.2.1-1采用。
表7.2.1-1预留变形量(mm)
围岩类别
单线隧道
双线隧道
Ⅱ
—
10-30
Ⅲ
10-30
30-50
Ⅳ
30-50
50-80
Ⅴ
50-80
80-120
Ⅵ
由设计确定
由设计确定
注:
1、深埋、软岩隧道取大值;浅埋、硬岩隧道取小值;
2、有明显流变、原岩应力较大和膨胀性围岩,应根据量测数据反馈分析确定。
4、复合式衬砌初期支护及二次衬砌的设计参数,可采用工程类比确定,并通过理论分析进行验算,当无类不资料时,可参照表7.2.1-2与7.2.1-3选用,并应根据现场围岩量测信息对支护参数作必要的调整。
表7.2.1-3双线隧道复合式衬砌的设计参数
围岩
类别
初期支护
二次衬砌厚度(cm)
喷砼厚度(cm)
锚杆
钢筋网
钢架
拱墙
仰拱
拱墙
仰拱
位置
长度
(m)
间距
(m)
Ⅱ
5-8
—
局部设置
2-2.5
1.5
—
—
30
—
Ⅲ
8-10
—
拱墙
2-2.5
1.2-1.5
必要时设置
—
35
45
@25×25
Ⅳ
15-22
15-22
拱墙
2.5-3
1-1.2
拱墙仰拱@
必要时
40
45
25×25
设置
Ⅴ
20-25
20-25
拱墙
3-3.5
0.8-1
拱墙仰拱@
拱墙仰
45
45
20×20
拱
Ⅵ
通过试验确定
注:
1、采用钢架时,宜选用格栅钢架,钢架设置间距宜为0.5-1.5m;2、对于Ⅳ、Ⅴ级围岩,可视情况采用钢筋束支护,喷射砼厚度可取小值。
7.2.4初期(施工)支护的组成应根据围岩的性质及状态、地下水情况、隧道断面尺寸及其明知深度等条件确定。
1、系统锚杆应沿隧道周边均匀布置,在岩面上按梅花形布置,其方向应接近于径向或垂直岩层,并应根据使用目的和围岩性质及状态等确定锚杆的类型、锚固方式、长度等,尤其对软弱围岩、自稳时间短、初期变形大的地层,应采用长锚杆或自钻式锚杆注浆加固围岩。
2、自稳时间短、初期变形大的地层,或对地面下沉量有严格限制时,应采用钢架。
根据围岩条件的不同,可选择仅在隧道拱部设置的钢架或在拱部及墙部设置的开口式钢架。
在软弱围岩中应采用封闭式钢架。
格栅钢架主筋的直径不宜小于18mm,各排钢架间应设置钢拉杆,其直径宜为20-22mm。