隧道围岩类别划分与判定

1、隧道围岩级别划分与判定隧道围岩分级就是评定围岩性质、判断隧道围岩稳定性，作为选择隧道位置、支护类型的依据 和指导安全施工。国外现在的围岩分级方法有定性、定量、定性与定量相结合3种方法，且多以前两种方法为主。定性分级的做法是，在现场对影响岩体质量的诸因素进行定性描述、鉴别、判断，或对主要因素作 出评判、打分，有的还引入分量化指标进行综合分级。以定性为主的分级方法，如现行的公路、铁 路隧道围岩分级等方法经验的成分较大，有一定人为因素和不确定性，在使用中，往往存在不一致， 随勘察人员的认识和经验的差别，对同一围岩作出级别不同的判断。采用定性分级的围岩级别，常 常出现与实际差别12级的情况。定量分级的

2、做法是根据对岩体性质进行测试的数据或对各参数打 分，经计算获得岩体质量指标，并以该指标值进行分级。如国外N.Barton的Q分级，乙T.Bieniawsks的地质力学(MRM )分级、Dree的RQD值分级等方法。但由于岩体性质和赋存条件十分复杂，分 级时仅用少数参数和某个数学公式难以全面准确地概括所有情况，而且参数测试数量有限，数据的 代表性和抽样的代表性均存在一定的局限，实施时难度较大。影响围岩稳定的因素多种多样，主要是岩石的物理力学性质、构造发育情况、承受的荷载(工 程荷载和初始应力)、应力变形状态、几何边界条件、水的赋存状态等。这些因素中，岩体的物理力 学性质和构造发育情况是独立于各种

3、工作类型的，反映出了岩体的基本特性，在岩体的各项物理力 学性质中，对稳定性关系最大的是岩石坚硬程度，岩体的构造发育状态、岩体的不连续性、节理化 程度所反映的岩体完整性是地质体的又一基本属性。国外多数围岩分级都将岩石坚硬程度和岩体的 完整程度作为岩体基本质量分级的两个基本因素。1国标锚杆喷射混凝土支护技术规围岩分级1.1围岩分级围岩级别的划分应根据岩石坚硬性岩体完整性结构面特征地下水和地应力状况等因素综合确定 并应符合表1.1规定。表1.1围岩分级围 岩 级 别主要工程地质特征毛洞稳定情况岩体结构构造影响程度，结构面发育情况和组合状态岩石强度指标岩体声波指标岩体强度应力比单轴饱和抗压强度(MPa

4、)点荷载强度(MPa)岩体纵波速度(km/s)岩体完整性指标I整体状及 层间结合 良好的厚 层状结构构造影响轻微，偶有小断层结构面不 发育，仅有23组，平均间距大于 0 .8m，以原生和构造节理为主，多 数闭合，无泥质充填，不贯通。层间 结合良好，一般不出现不稳定块体>60>2.5>5>0. 75毛洞跨度510m时长期稳定，无碎块掉落n同1级围岩结构同1级围岩特征30601.252. 53.75 .2>0. 75毛洞跨度5 10m时,围块状结构 和层间结 合较好的 中厚层或 厚层状结 构构造影响较重，有少量断层，结构面 发育，一般为3组，平均间距0 .40 .8m

5、,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 动和层面开现象>60>2. 53 .75. 2>0 .5岩能较长时 间（数月至数 年）维持稳定， 仅出现局部 小块掉落皿同1级围岩结构同1级围岩特征20300 .851.253 .04.5>0. 75>2毛洞跨度510m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n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n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30601.252.503 .04.50 .50 .75>

6、2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0 20 4m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 面开现象>60（软 岩 >20）>2 503 0450300 50>2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0 20 4m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>60>2 503 04.50300 50>2IV同n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n级围岩块状结构和

7、层间结合较好的中厚层或厚层状结构特征10300421252 0350500 75>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0 40 8m 以构造节理卸荷风化裂隙为主贯通性 好多数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>1 25>2 0>0 15>1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0 20 4m以构造风化 节理为主大部分微(0 51 0mm)部分 开(1

8、 0mm)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）>1 252 0350200 40>1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0 20 4m大部分微(0 510mm)部分开(1 0mm)有泥质充填形成许多碎块体>30>1 252 0350200 40>1V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<2 0毛洞跨度5时 围岩稳定时 间很短约数 小时至数日注1围

9、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0 5m中厚层0 10 5m薄层小于0 1m4 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体完整性指标2Kv=（Vp"Vpr）（ 1.2-1）Jv按表1.2定KV值。用岩体完整性系数K；表示，Kv可按下式计

10、算式中：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表1.2 J v与K对照表3Jv（条 /m ）<331010 2020 35> 35Kv> 0.750.75 0.550.55 0.350.35 0.15V 0.15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 = K v f r/ o-i（ 1.2-2 ）式中：S>-岩体强度应力比；f r-岩石单轴饱和抗压强度（MPa）;Kv-岩体完整性系数；o1-垂直洞轴线的较大主应力（kN/m2）。2当无地应力实测数据时o1=

11、y H（3.2-3）式中：丫 -岩体重力密度（kN/m3）;H-隧洞顶覆盖层厚度（m）。1.2.3 地下水对川、W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n、川、w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

12、正，可参照2.3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）主要工程地质特征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>4.5n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

13、石偶夹软质岩石呈巨块或大块状结构暴露时间长，可 能会岀现局部小 坍塌；侧壁稳定； 层间结合差的平3.5 4.5缓岩层，顶板易塌落m硬质岩（Rc>30MPa）：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（RcM530MPa）：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IV硬质岩（Rc>30MPa ）:受地质构造影响极严重

14、，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1.53.0软质岩（Rc«5?30MPa）：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. 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V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 理不当会岀现大 坍塌，侧壁经常 小坍塌；浅埋时 易岀现地表下沉（陷）或塌至地 表1

15、.02.0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 结构岩体：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）土体：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 0.5 m ;薄层：厚度小于或

16、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围岩级别重度Y(kN/m 3)弹性反力系数K（MPa/m）变形模量E（GPa）泊松比U摩擦角©（0）黏聚力C（MPa）计算摩擦角© （o）I262818002800>33<0.2>60>2.1>78n25271200180020 330.2 0.2550 601.5 2.170 78m232550012006200.25 0.339 500.7 1.560 70IV20232005001.3 60

17、.3 0.3527390.2 0.750 60V1720100200120.35 0.4520270.05 0.240 50w15 17<100<10.4 0.5<22<0.130 40注：1本表数值不包括黄土地层;2选用计算摩擦角时，不再计摩擦角和黏聚力。2.3围岩分级的主要因素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划分。岩体完整程度可按表划分。围岩基本分级可按表确定。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

18、硬质岩极硬岩Rc>60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 詬0弱风化的极硬岩；未风化或微风化的熔结凝灰岩、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强风化的极硬岩；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

19、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12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23组，以构造型节理、层面为主，裂隙多 呈密闭型，部分为微型，少有充填物块状结构0.75 2Kv>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，裂隙以微型和开型为主， 多有充填物层状结构、块石、碎石状结构0.55 2Kv>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，裂隙宽度以开型为主，多 有充填物碎石角砾状结构0.35 2Kv>0.

20、15极破碎结构面杂乱无序，在断层附近受断层作用影响大，散体状结构Kv <0.15宽裂隙全为泥质或泥夹岩屑充填，充填物厚度大表231-3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）I极硬岩，岩体完整>4.5n极硬岩，岩体较完整；硬岩，岩体完整3.5 4.5m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 4.0IV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

21、、黄土（ Q1、Q2）1.5 3.0V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（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）1.0 2.0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）232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。地下水状态的分级宜按表确定。地下水对围岩级别的修正，宜按表232-2

22、进行。表2.3.2-1地下水状态的分级级别状态渗水量L/(min ?IOn)I干燥或湿润<10n偶有渗水10 25m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InmVVwIInmVVnInVVmnmVV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，按表评估。初始地应力对围岩级别的修正宜按表232-4进行。表232-3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/加ax）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

23、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：开挖过程中可能岀现岩爆，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）; qnax为最应力值（MPa）。表232-4初始地应力影响的修正"、遇.岩基本分级 修正级别、初始地应力状态"、InmIVV极高应力In山或wV高应力InmV或V注：围岩岩体为较破碎的极硬岩、较完整的硬岩时定为山级；

24、围岩岩体为完整的较软岩、较完整的软硬互层时定 为W级；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W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。2.323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12级。2.324施工阶段隧道围岩级别的判定宜按表232-5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；护极硬岩 硬 岩单轴饱和抗压强度Rc=MPa点荷载强度极限Ix=MPa较软

25、岩变形模量E=GPa泊松比u=软岩 极软岩天然重度Y=kN/m3其他土岩体完整地质构造影响程度轻微较重严重极严重状态地间距（m）>1.51.5 0.6 0.20.2 0.06<0.06质0.6结延伸性极差差中等好极好完整构粗糙度明显粗糙平整光滑平整光滑较完整面台阶状波纹状有擦痕较破碎开性（mm）密闭部分开开0.5无充填开黏土破碎<0.10.1 0.51.0>1.0充填极破碎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渗水量<10102525 125干燥或湿润态L/（min ?IOm）干燥或湿润偶有渗水经常渗水偶有渗水经常渗水初始地应埋深H=

26、m力状态地质构造应力状态其他围岩级别InmIVV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围岩或土体主要定性特征围岩基本质量指标（BQ或级别修正的围岩基本质量指标BQI坚硬岩，岩

27、体完整，巨整体状或巨厚层状结构>550n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550451皿坚硬岩，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450351IV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350251土体：1.压密或成岩作用的粘性土及砂性土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V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

28、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、软土等注：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

29、细分级。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代表性岩石硬质岩坚硬岩锤击声清脆，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、岩、板岩、白云岩、石灰岩、钙质胶结的砂页岩等软质岩较软岩锤击声不清脆，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

30、硬岩；3未风化微风化的凝灰岩、千枚岩、砂质泥岩、泥灰岩、泥质砂岩、粉砂岩、页岩等软岩锤击声哑，无回弹，有凹痕，易击碎；浸水后，手可掰开1强风化的坚硬岩；2弱风化强风化的较坚硬岩；3弱风化的较软岩；4未风化的泥岩等极软岩锤击声哑，无回弹，有较深凹痕，手可捏碎；浸1全风化的各种岩石；水后，可捏成团2各种半成岩2岩石坚硬程度定量指标用岩石单轴饱和抗压强度（Rc）表达。Rc 一般采用实测值，若无实测值时，可采用实测的岩石点荷载强度指数Is（50）的换算值，即按式（3.2.1 ）计算：Rc= Is（50）0.75（321）3 Rc与岩石坚硬程度定性划分的关系，可按表321-2确定。表3.2.1-2 Rc

31、与岩石坚硬程度定性划分的关系Rc (MPa)>6060 3030 15155<5坚硬程度坚硬岩较坚硬岩较软岩软岩极软岩岩体完整程度1岩石完整程度可按表定性划分。表3.2.2-1岩体完整程度的定性划分名称结构面发育程度主要结构面的结合程度主要结构面类型相应结构类型组数平均间距（m完整12>1.0好或一般节理、裂隙、层面整体状或巨厚层结构较完整12>1.0差节理、裂隙、层面块状或厚层状结构231.0 0.4好或一般块状结构较破碎231.0 0.4差节理、裂隙、层面、小断层裂隙块状或中厚层结构>30.4 0.2好镶嵌碎裂结构一般中、薄层状结构破碎>30.4 0.2

32、差各种类型结构面裂隙块状结构<0.2一般或差碎裂状结构极破碎无序很差散体状结构注：平均间距指主要结构面（12组）间距的平均值。2岩体完整程度的定量指标用岩体完整性系数（Kv）表达。Kv 一般用弹性波探测值，若无探测值时，可用岩体体积节理数（Jv）按表确定对应的Kv值。表3.2.2-2 Jv 与Kv对照表Jv(条/m3)<331010 2020 35> 35Kv>0.750.75 0.550.55 0.350.35 0.15V 0.153 Kv与定性划分的岩体完整程度的对应关系，可按表 确定。表3.2.2-3 Kv 与定性划分的岩体完整程度的对应关系Kv>0.750

33、.75 0.550.55 0.350.35 0.15<0.15完整程度完整较完整较破碎破碎极破碎4岩体完整程度的定量指标Kv、Jv的测试和计算方法岩体完整性指标 Kv,应针对不同的工程地质岩组或岩性段，选择有体表性的点、段，测试岩体 弹性纵波速度，度应在同一岩体取样测定岩石纵波速度。按下式计算：2Kv=（Vpmv pr）式中：Mm岩体弹性纵波速度（km/s）V 岩石弹性纵波速度（km/s）岩体体积节理数 Jv （条/m3），应针对不同的工程地质岩组或岩性段，选择有代表性的露头或开挖壁面进行节理（结构面）统计。除成组节理外，对延伸长度大于1m的分散节理亦应予以统计。已为硅质、铁质、钙质充填

34、再胶结的节理不予统计。每一测点的统计面积不应小于2mX 5m=岩体值Jv应根据节理统计结果按下式计算Jv=S1+s2+Sn+Sk式中：Sn第n组节理每米长测线上的条数；Sk每立方米岩体非成组节理条数（条/m3 ）。围岩基本质量指标（BQ应根据分级因素的定量指标Rc值和Kv值，按式（3.2.3 ）计算:(323 )BQ=90+3Rc+250Kv使用式（3.2.3 ）时，应遵守下列限制条件:1 当Rc>90Kv+30时，应以 Rc=90Kv+30和Kv代入计算 BQ值。2 当 Kv>0.04Rc+0.4 时，应以 Kv=0.04Rc+0.4 和 Rc代入计算 BQ值。围岩详细定级时，如

35、遇下列情况之一，应对岩体基本质量指标（BQ进行修正：1有地下水；2围岩稳定性受软弱结构面影响，且由一组起控制作用；3存在咼初始应力。围岩基本质量指标修正值 BQ，可按式（3.2.4 ）计算：BQ=BQ-100（K1+K2+K3（3.2.4 ）式中：BQ围岩基本质量指标修正值；BQ围岩基本质量指标；K1地下水影响修正系数；K2主要软弱结构面产状影响修正系数；K3初始应力状态影响修正系数。确定。无表中所示情况时，修K1、K2、K3 值，可分别按表、表 、表 正系数取零。表3.2.3-1地下水影响修正系数K1地下水出水状态>450450 351350 -251<250潮湿或点滴状出水00

36、.10.2 -0.30.4 -0.6淋雨状或涌流状出水，水压<0.1Mpa或单位出水量<10L/min?m0.10.20.30.4 0.60.7 -0.9淋雨状或涌流状出水,水压 >0.1Mpa0.20.40.60.7 -0.91.0或单位出水量>10L/min?m表323-2主要软弱结构面产状影响修正系数K2结构面产状及其与洞轴线的组合关系结构面走向与洞轴线夹角 <30° ,结结构面走向与洞轴线夹角>60° ,结其它组合构面倾角30°75 °构面倾角>75°K20.4 0.60 0.20.2 0.4表

37、323-3初始应力状态影响系数K3初始应力状态>550550451450351350 -251<250极高应力区1.01.01.0 1.51.01.51.0高应力区0.50.50.50.51.00.5 1.0围岩极高及高初始应力状态的评估，可按表323-4规定进行。表323-4高初始应力地区围岩在开挖过程中出现的主要现象应力情况主要现象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<4高应力1.

38、 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2. 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47注：omax为垂直洞轴线方向的最大初始应力。各级围岩的物理力学参数宜通过室或现场试验获取，无试验数据和初步分级时，可按表2.2选用（同铁路隧道）；岩体结构面抗剪断峰值强度参数，可按表选用。表岩体结构面抗剪断峰值强度序号两侧岩体的坚硬程度及结构面的结合程度摩擦角©（0）粘聚力C （MPa）1坚硬岩,结合好>37>0.222坚硬较坚硬岩，结核一般；较软岩,结合好37290.22 0.123坚硬较坚硬岩，结

39、核差；较软岩软岩，结合一般29 190.12 0.084较坚硬较软岩，结核差结合很差；软岩,结合差；软质岩的泥化面19 130.08 0.055较坚硬岩及全部软质岩，结合很差；软质岩泥化层本身<13<0.05各级围岩的自稳能力宜根据围岩变形量测和理论计算分析来评定，也可按表作出大致的评判。表325隧道各级围岩自稳能力判断围岩级别自稳能力I跨度20m，可长期稳定,偶有掉块，无塌方n跨度10m-20m,可基本稳定,局部可发生掉块或小塌方跨度10m,可长期稳定,偶有掉块皿跨度10m-20m，可稳定数日1个月，可发生小中塌方跨度5n- 20m,可稳定数月，可发生局部块体位移及小中塌方跨度5

40、m,可基本稳定w跨度5m,一般无自稳能力，数日数月可发生松动变形位移、小塌方，进而发展为及中大塌方埋深小时，以拱部松动破坏为主，埋深大时，有明显塑性流动变形和挤压破坏；跨度小于5m,可稳定数日1个月V无自稳能力，跨度5m或更小时，可稳定数日无自稳能力注：小塌方：塌方高度3m或塌方体积30用。 中塌方：塌方高度36m,或塌方体积30100m3 大塌方：塌方高度6n,或塌方体积100斥。4水工隧洞围岩分级4.1围岩工程地质总评分表4.1围岩工程地质分类表围岩 类别围岩稳定性围岩总评分T围岩强度应力比S(S=Rb Kv/ d m)I稳定。围岩可长期稳定，一般无不稳定块体T > 85> 4

41、n基本稳定。围岩整体稳定，不会产生塑性变形，局部可能产生掉块85T > 65> 4出局部稳疋性差。围岩强度不足局部会产生塑性变形，不支护可能产生塌方和变形破坏。完整的较软岩，可能暂时稳定65 > T > 45> 2w不稳定。围岩自稳时间很短， 规模较大的各种变形和破坏都可能 发生45 > T > 25> 2V极不稳定。围岩不能自稳，变形破坏严重T < 25注：1. n、川、w类围岩，当其强度应力比S小于本表规定时，围岩类别宜相应降低一级。2. 表中：Rb 岩石饱和单轴抗压强度( MPa), Kv 岩体完整性系数，c m 围岩最大主应力(MP

42、a)。4.2围岩工程地质分类各项因素的评分标准(1) 岩石强度评分，见下表4.2-1。表4.2-1岩石强度评分岩质类别硬质岩软质岩坚硬岩中硬岩较软岩软岩饱和单轴抗压强度 Rb (MPa)Rb > 6060Rb > 3030Rb> 1515Rb > 5岩石强度评分A30 2020 1010550注：1岩石饱和单轴抗压强度大于lOOMpa时，岩石强度评分为 30;2.当岩体完整程度与结构面状态评分之和小于5时，岩石强度评分大于 20的，按20评分。(2)岩体完整程度评分，见下表 4.2-2)。表4.2-2岩体完整程度评分岩体完整程度完整较完整完整性差较破碎破碎岩体完整性系数

43、KvKv > 0.750.75Kv >0.550.55Kv >0.350.35Kv >0.15Kv < 0.15岩体完整性评分B硬质岩40 3030 2222 14146V 6软质岩25 1919 1414994V 4注：1当60MPa> Rb > 30MPa，岩体完整程度与结构面状态评分之和大于65时，按65评分；2. 当30 MPaRb> 15MPa，岩体完整程度与结构面状态评分之和大于55时，按55评分;3. 当15MPa> Rb > 5MPa，岩体完整程度与结构面状态评分之和大于40时，按40评分；4. 当Rbw 5MPa，属

44、特软岩，岩体完整程度与结构面状态不参加评分；(3)结构面状态评分，见下表 4.2-3。表4.2-3结构面状态评分结构面状态度mm 开w(时2微W开>5填 充-填 充 无屑 岩质 泥屑 岩质 泥起伏粗糙状况起伏粗糙平直光滑起伏光滑或平直粗糙平直光滑起伏粗糙起伏光滑或平直粗糙平直光滑起伏粗糙起伏光滑或平直粗糙平直光滑起伏粗糙-岩 质 硬75仁一96 一较软岩272124211521171215129126软岩18141714814118108684注：1结构面的延伸长度小于 3m时，硬质岩、较软岩的结构面状态评分增加3分，软岩增加2分;结构面的延伸长度大于 10m时，硬质岩、较软岩的结构面状

45、态评分减3分，软岩减2分；2.当结构面开宽度10mm，无充填时，结构面状态评分为0。(4)地下水状态评分，见下表 4.2-4。表4.2-4地下水状态评分活动状态干燥、渗水、滴水线状流水涌水水量q (L/min 10m洞长)或压力水头H (m)qw 25 或 H < 1025V QW 125 或 10V H< 100Q> 125 或 H > 100基 本 因 素 评 分T7T z> 85地下水 评分D00-2-2 -685T 7> 650-2-2 -6-6 -1065T /> 45-2 -6-6 -10-10 -1445 > T /> 25-

46、6 -10-10 -14-14 -18T25-10 -14-14 -18-18 -20注：基本因素评分 T/系前述岩石强度评分 A、岩体完整性评分 B和结构面状态评分 C之和。(5)要结构面产状评分，见下表 4.2-5。表4.2-5主要结构面产状评分结构面走向与 洞轴线夹角结构面倾角结构面产状评分E洞顶边墙90°60°> 70°0-270°45°-2-545°20°-5-2V 20°-10060°30°> 70°-2-570°45°-5-1045

47、6;20°-10-2V 20°-120V 30°> 70°-5-1070°45°-10-1245°20°-12-5V 20°-120注：按岩体完整程度分级为完整性差、较破碎和破碎的围岩不进行主要结构面产状评分的修正。5 Q系统分类（挪威法）5.1 Q系统发展历程Q系统是挪威岩土所 Barton等人在19711974年根据249条隧道工程的实践总结，研究得出 的一种将围岩分类与支护设计集于一体的方法。迄今为止已有3个版本的Q分类与支护建议的图表问世，其中的第三个版本（2004版）是总结世界上 2000

48、多条隧道工程实践并以此经验将1992年版本不断完善而得到的，这种方法可以应用于隧道工程的勘察、规划和设计阶段，也可用于隧道施工 阶段，它可以通过现场观测，也可以通过对地质岩芯取样的描述计算得到对应的Q值，借此来评价围岩质量的指标。1974年，挪威地质所N.Barton等人在249条隧道工程实践的基础上第一次提出隧道围岩分类与 支护关系的图表，该表容相对较少，结构也较为简单，当时的支护手段主要采用网喷混凝土，如图1。o nm 0,005 d.ui n.e, cm戊-kH 矚F图1 Q系统围岩分类与支护综合表（1974）1992年，N.Barton等人根据近1500个永久地下结构物的施工记录整理结

49、果结出了经验设计方法该方法是通过一综合考虑因素的图来选择隧道支护参数的。由于在20世纪70年代末，纤维增强喷射混凝土得到大量的应用，并基于这些工程支护的经验，N.Barton等人对分类与支护图表也作了大量的修改和细化，此时的主要支护手段为纤维增强喷射混凝土。如图2。龙护井t91歼科*痛时和覲丄圳嘗棒殳护srr +B11不査护*1师审射尿贈上前礬杆直护9-IEsrr + R2)XiflIAF-巾6评帘埔脚嚥曲肥十却戟杯克护口"5. Sfr “ V'.1）菇统辅町1护 RI） fHt増幫>1帆課十:> l$cm* Nt*七如韵科龙f% sb41）乐號nrrr吉护只叱起

50、通岸桶+-lOL-n ）p亠 KHX + HH（卜苟a P；咗逞电曲1 rtAC ' I'ft试皈屮絆搏悄H哺fftttS t的雅B =»牡为25mm的可卜申RM为由种却惓'!« K背科如B （ aiti字迪n芳）甲屮曲，框石甘世的otniLfkHOj lil HUlK?ib. im奄 二-74*斗>»<i - , ':1)辛出护1)Afl sr. sbH乐乒常*t；up. pJJ 系51惮评土护 UBU<lftW±h*-lCkus), Cl (. S)G 啤探畋亠M f '卄叶*-护-f- *

51、n6） （t舛弊享昉帝程St土写“ 12cm mH杆丈护” rfr+ ®T 卑悴.増塚甌廿也越+ !2*<n,柿锻片丄护，i.tr i 11町怜用Jfl黑爭IT擺七> 】hm.观止甘牺朴丈!*'川* 1»册-B4itr 1:时m. t £： v图1Q系统围岩分类与支护综合表（1992）2004年出版的挪威隧道和地下2004年度报告中给出了第三分类与支护图表（基于2000 条隧道统计结果），如图3所示，该表比1992年的图表更加细化了支护的容。I Iojmi n.ori4 n nj a.ru a,i o 4i.i什BHIIJLlifk常件馆韦H U-图3 Q系统围岩分类与支护综合表（2004）5.2 Q系统简要用法介绍Q分类法主要考察围岩结构、完整性和应力情况及其对应的 6个参数，通过公式（5.2-1）计算 得到Q值，每一个Q值都反映所在掌子面处的围岩情况，为了更具有代表性，