主要工程地质特征.doc

主要工程地质特征结构特征和完整状态极硬岩（单轴饱和抗压强度RC60MPa）：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（RC30MPa）：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4.53.5硬质岩（RC30MPa）：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不致产生滑动；层状岩层为薄层或中厚层，层间结合差，多有分离现象，硬质、软质岩石互层呈块（石）碎（石）状镶嵌结构拱部无支护时可能产生小坍塌；侧壁基本稳定，爆破震动过大易塌2.54.0较软岩（RC=1530MPa）：受地质构造影响较重，节理较发育，层状岩层为薄层、中厚层、厚层，层间结合一般呈大块状结构硬质岩（RC30MPa）：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能产生较大坍塌；侧壁有时失去稳定1.53.0软质岩（RC530MPa）：受地质构造影响严重，节理发育呈块（石）碎（石）状镶嵌结构土体：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1.53.0土体：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、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岩体：受构造影响严重呈破碎、角砾及粉末、泥土状的断层带黏性土呈易蠕动的松软结构，砂性土呈潮湿松散结构围岩极易易坍塌变形，有水时土砂常与水一起涌出；浅埋时易塌至地表或塌至地表1.0（饱和状态的土1.5）土体：软塑状黏性土，饱和的粉土、砂类土等注：1表中“围岩级别”和“围岩主要工程地质条件”栏，不包括膨胀性围岩、多年冻土等特殊；2关于隧道围岩分级的基本因素和围岩基本分级及其修正，可按本规范附录A的方法确定。附录A铁路隧道围岩基本分级A.1围岩基本分级A.1.1分级因素及其确定方法应符合下列规定：1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；2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。A.1.2岩石坚硬程度可按表A.1.2划分。表A.1.2岩石坚硬程度的划分围岩类别单轴饱和抗压强度Rc（MPab）定性鉴定代表性岩石硬质岩极硬岩Rc60锤击声清脆，锤击有回弹，震手，难击碎，浸水后大多无吸水反应未风化或微风化的花岗岩、片麻岩、闪长岩、石英岩、硅质灰岩、硅质胶结的砂岩或砾岩等硬岩30Rc60锤击声较清脆，锤击有轻微的回弹，稍震手，较难击碎，浸水后有轻微的吸水反应弱风化的极硬岩；未风化或微风化的溶结凝灰岩、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15Rc30锤击声不清脆，锤击无回弹，较易击碎，吸水明显，浸水后指甲可划出痕迹强风化的极硬岩；弱风化的硬岩；未风化或微风化的千枚岩、云母片岩、砂质泥岩、钙泥质胶结的粉砂岩和砾岩、泥灰岩、页岩、凝灰岩等软岩5Rc15锤击声哑，锤击无回弹，有凹痕，易击碎，浸水后手可掰开强风化的极硬岩；弱风化强风化的硬岩；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Rc5锤击声哑，锤击无回弹，有较深的凹痕，手可掰开，浸水后可捏成团或捻碎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。A.1.4岩体基本分级可按表A.1.4确定。表A.1.3岩体完整程度的划分完整程度结构面特征结构类型岩体完整性指数Kv完整结构面有12组，以构造型节理或层面为主，呈密闭型巨块状整体结构Kv0.75较完整结构面有23组，以构造型节理、层面为主，裂隙多为密闭型，部分微张开，少有填充物块状结构0.75Kv0.55较破碎结构面一般为3组，不规则，以节理及风化裂隙为主，在断层附近受构造影响较大，裂隙以微张开和张开型为主，多有填充物层状结构，块石、碎石结构0.55Kv0.35破碎结构面多于3组，多以风化型裂隙为主，在断层附近受构造作用影响大，裂隙以张开型为主，多有填充物碎石角砾状结构0.35Kv0.15极破碎结构面杂乱无序，在断层附近受构造作用影响较大，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Kv0.15表A.1.4围岩基本分级级别岩体特征土体特征围岩弹性纵波速度p(km/s)极硬岩，岩体完整4.5极硬岩，岩体较完整；硬岩，岩体完整3.54.5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2.54.0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）1.53.0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）一般第四系坚硬、硬塑黏性土，稍密及以上、稍湿、潮湿的碎石土、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）1.02.0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）以上各表中的标准或等级的划分或确定可参照以下说明表。说明表A.1层状岩层的层厚划分名称巨厚层厚层中厚层薄层层厚h（m）h1.01.0h0.50.5h0.1h0.1说明表A.2结构面发育程度分级名称结构面发育程度结构面组数及平均间距主要结构面的类型岩体结构类型不发育1组2组，平均间距超过1.0m规则，为构造型，密闭巨块状结构较发育2组3组，平均间距超过0.4m呈X形，较规则，以构造型为主，多数密闭，部分微张，少有填充大块状结构发育3组以上，平均间距不超过0.4m不规则，呈X形或米字形，以构造型或风化型为主，大部分张开，部分有填充物碎石状结构极发育3组以上，杂乱，平均间距不超过0.2m以构造型或风化型为主，均有填充物碎石状说明表A.3岩体受地质构造影响的分级受地质构造影响程度地质构造作用特征轻微地质构造变动小，结构面不发育较重地质构造变动大，位于断裂（层）或褶曲轴的临近地段，可有小断层，结构面发育严重地质构造变动强烈，位于褶曲部或断裂影响带内，软岩多见扭曲及拖拉现象，结构面发育极严重位于断裂破碎带内，岩体破碎呈块石、碎石、角砾状，有的甚至呈粉末泥土状，结构面极发育说明表A.4结构面结合程度的划分名称结构面特征结合好张开度小于1mm，无填充物；张开度在13mm之间，为硅质或铁质胶结；张开度大于3mm，结构面粗糙，为硅质胶结结合一般张开度在13mm之间，为钙质或泥质胶结；张开度大于3mm，结构面粗糙，为铁质或钙质胶结结合差张开度在13mm之间，结构面平直，为泥质或钙质和泥质胶结；张开度大于3mm，多为泥质和岩屑充填结合很差泥质充填或泥加岩屑充填，充填物的厚度大于结构面的起伏差说明表A.5岩体按节理宽度分级名称节理宽度b（mm）密闭节理b1微张节理1b3张开节理3b5宽张节理b5说明表A.6岩体完整性指数与定性划分的岩体完整程度的对应关系Jv（条/m3）33101020203535Kv0.750.750.550.550.350.350.150.15完整程度完整较完整较破碎破碎极破碎说明表A.7岩体结构与块度尺寸的关系岩体结构类型块度尺寸（以结构面平均间距表示，m）国标锚喷围岩分级铁路隧道围岩分级整块状0.81.0块状0.40.80.41.0（大块状）层状0.20.40.20.4（块石碎石状）碎裂状0.20.4散体状0.20.2（碎石状）说明表A.7岩石风化程度分带风化程度分带野外鉴定特征风化程度参数指标岩石矿物颜色结构破碎程度坚硬程度风化系数kf波速比kp纵波速度Vp(m/s)未风化岩石、矿物及其胶结物颜色新鲜，保持原有颜色保持岩体原有结构除构造裂隙外肉眼见不到其他裂隙，整体性好除泥质岩可用大锤击碎外，其余岩类不易击开，放炮才能掘进kf0.9kp0.9硬质岩Vp5000软质岩Vp4000微风化岩石、矿物颜色较暗淡，节理面附近有部分矿物变色岩体结构未破坏，仅沿节理面有风化现象或有水锈有少量风化裂隙，裂隙间距多数大于0.4m，整体性仍较好要用大锤和楔子才能剖开，泥质言用大锤可以击碎，放炮才能掘进硬质岩0.8kf0.9软质岩0.8kf0.9硬质岩0.8kp0.9软质岩0.8kp0.9硬质岩4000Vp5000软质岩3000Vp4000弱风化岩石、矿物失去光泽，颜色暗淡，部分易风化矿物已经变色，黑云母失去弹性岩体结构已部分破坏，裂隙可能出现风化夹层，一般呈块状或球状结构风化裂隙发育，裂隙间距多数为0.20.4m，整体性差可用大锤击碎，用手锤不易击碎，大部分需放炮掘进，岩心钻方可钻进硬质岩0.4kf0.8软质岩0.3kf0.8硬质岩0.6kp0.8软质岩0.5kp0.8硬质岩2000Vp4000软质岩1500Vp3000强风化岩石及大部分矿物变色，形成次生矿物岩体结构已大部分破坏，形成碎块状或球状结构风化裂隙很发育，岩体破碎，风化物呈碎石状或碎石含砂状，裂隙间距小于0.2m，完整性很差用手锤可击碎，用镐可以掘进，用锹则很困难，干钻方可钻进硬质岩kf0.4软质岩kf0.3硬质岩0.4kp0.6软质岩0.3kp0.5硬质岩1000Vp2000软质岩700Vp1500全风化岩石、矿物已完全变色，大部分发生变异，除石英外大部风风化成土状岩体结构已完全破坏，仅外观保持原岩特征，矿物晶体失去连接，石英松散呈粒状风化破碎呈碎屑状、土状或砂状用手可捏碎，用锹就可掘进，干钻轻易钻进硬质岩kp0.4软质岩kp0.3硬质岩500Vp1000软质岩300Vp700注：1、kf是同一岩体中风化岩石的单轴饱和抗压强度与未风化岩石的单轴饱和抗压强度的比值；2、kp是同一岩体中风化岩体的纵波速与未风化岩体的纵波速的比值说明表A.7地层与地质年代表界（代）系（纪）统（世）新生界（代）Kz第四系（纪）Q全新统（世）Q4或Qh更新统（世）Qp上（晚）更新统（世）Q3中更新统（世）Q2下（早）更新统（世）Q1第三系（纪）R上（晚）第三系（纪）N上新统（世）N2中新统（世）N1下（早）第三系（纪）E渐新统（世）E3始新统（世）E2古新统（世）E1中生界（代）Mz白垩系（纪）K上（晚）白垩统（世）K2下（早）白垩统（世）K1侏罗系（纪）J上（晚）侏罗统（世）J3中侏罗统（世）J2下（早）侏罗统（世）J1三叠系（纪）T上（晚）三叠统（世）T3中三叠统（世）T2下（早）三叠统（世）T1古生界（代）Pz上古生界（晚古生代）Pz2二叠系（纪）P上（晚）二叠统（世）P2下（早）二叠统（世）P1石炭系（纪）Z上（晚）石炭统（世）Z3中石炭统（世）Z2下（早）石炭统（世）Z1泥盆系（纪）D上（晚）泥盆统（世）D3中泥盆统（世）D2下（早）泥盆统（世）D1下古生界（早古生代）Pz1志留系（纪）S上（晚）志留统（世）S3中志留统（世）S2下（早）志留统（世）S1奥陶系（纪）O上（晚）奥陶统（世）O3中奥陶统（世）O2下（早）奥陶统（世）O1寒武系（纪）上（晚）寒武统（世） 3中寒武统（世） 2下（早）寒武统（世） 1元古界（代）Pt上元古界（晚元古代）Pt2震旦系（纪）Ptz上（晚）震旦统（世）Z3或Zh中震旦统（世）Z2下（早）震旦统（世）Z1或Za青白口系（纪）Ptq蓟县系（纪）Ptj长城系（纪）Ptch下元古界（早元古代）Pt1太古界（代）Ar远古界（代）说明A.8洞轴线与主要结构面产状的不同夹角关系对围岩稳定性的影响l岩层倾角大于45为陡立；l岩层倾角小于20就认为水平；l围岩走向与隧道轴线夹角小于30就认为是与隧道轴线平行；l围岩走向与隧道轴线夹角大于70就认为是与隧道轴线垂直；l在隧道设计中，尽量避免以上三种情况，由于地质勘测的局限，施工时极有可能遇到以上情况。说明A.8表 洞轴线与主要结构面产状的不同夹角关系对围岩稳定性的影响主要结构面走向与洞轴线夹角（）70903070030090主结构面倾角（）459020454590204545902045020洞顶部位最有利一般有利一般一般不利最不利边墙部位一般有利不利一般最不利一般最有利掌子面最不利不利不利一般最有利有利有利A.2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。表A.2.1-1地下水状态的分级级别状态渗水量L/(min10m)干燥或湿润10偶有渗水1025经常渗水251253地下水对围岩级别的修正，宜按表A.2.1-2进行。表A.2.1-2地下水影响的修正围岩基本分级地下水状态分级-4围岩初始地应力状态，当无实测资料时，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A.2.1-3评估。表A.2.1-3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/max）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42 .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1.硬质岩：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472 .软质岩：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，成洞性差注：RC为岩石单轴饱和抗压强度（MPa）；max为最大地应力值（MPa）。5初始地应力对围岩级别的修正宜按表A.2.1-4进