围岩等级划分

1、3-1-1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。国内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。如国外的Q分级，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

3、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。国内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范围岩分级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规定。表围岩分级围主要工程地质特征毛洞稳定岩岩体结构造影响程度，结构面发育情岩石强度指标岩体声波指标岩体情况级构况和组合状态单轴饱和点荷载强岩体纵岩体完强度别抗压强度度波速度整性指应力(MPa)(MPa)(km/s)标比I整体状构造影响轻微，

4、偶有小断层结6050.75毛洞跨度及层间构面不发育，仅有23组，平510m时结合良均间距大于0.8m,以原生和长期稳定，好的厚构造节理为主，多数闭合，无无碎块掉层状结泥质充填，不贯通。层间结合落构良好，一般不出现不稳定块体II同I级同I级围岩特征30601.252.5.20.75毛洞跨度围岩结5510m时，构围岩能较块状结构造影响较重，有少量断层，602.53.75.0.5长时间（数构和层结构面发育，一般2月至数年）间结合为3组，平均间距0.40.8m维持稳定，较好的以原生和构造节理为主，多数仅出现局中厚层闭合，偶有泥质充填，贯通性部小块掉或厚层较差，有少量软弱结构面。层落状结构间结合较好，偶

5、有层间错动和层面张开现象III同I级同I级围岩特征20300.853.00.752毛洞跨度围岩结510m时围构岩能维持同II级同II级围岩块状结构和层间结30601.253.00.502一个月以围岩块合较好的中厚层或厚层状结构.75上的稳定状结构特征主要出现和层间局部掉块结合较塌落好的中厚层或厚层状结构层间结构造影响较重结构面发育一般60(软250304503002合良好为3组平均间距0204m以构岩20)50的薄层造节理为主节理面多数闭合少和软硬有泥质充填岩层为薄层或以硬岩互层岩为主的软硬岩互层层间结合结构良好少见软弱夹层层间错动和层面张开现象碎裂镶构造影响较重结构面发育一般60250300

6、3002嵌结构为3组以上平均间距0204m50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IV同II级同II级围岩块状结构和层间结1030042125203505001毛洞跨度围岩块合较好的中厚层或厚层状结构755m时围岩状结构特征能维持数和层间日到一个结合较月的稳定好的中主要失稳厚层或形式为冒厚层状落或片帮结构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0408m以构造节理卸荷30125200151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层间结构造影响严重结构面发育一般30(软125203502001合不良

7、为3组以上平均间距0204m岩10)40的薄层以构造风化节理为主大部分微中厚层张(0510mm)部分张开(1和软硬0mm)有泥质充填层间结合不良岩互层多数夹泥层间错动明显结构碎裂状构造影响严重多数为断层影响30125203502001结构带或强风化带结构面发育一般40为3组以上平均间距0204m大部分微张(0510mm)部分张开(10mm)有泥质充填形成许多碎块体V散体状构造影响很严重多数为破碎带一20毛洞跨度5结构全强风化带破碎带交汇部位构时围岩稳造及风化节理密集节理面及其定时间很短约数小组合杂乱形成大量碎块体块体时至数日间多数为泥质充填甚至呈石夹土状或土夹石状注1围岩按定性分级与定量指标分

8、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0105m薄层小于01m4一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。围岩分级的主要影响因素体完整性指标用岩体完整性系数K表示，K可按下式计算：VVKv=（V/V）2（）pmpr式中：V岩体弹性纵波速度（km/s）pmV岩石弹性纵波速度（km/s）pr当无条

9、件进行声波实测时也可用岩体体积节理数J按表定K值。TOC o 1-5 h zVV表J与K对照表|VJv（条/m3）35KvVTOC o 1-5 h z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S=Kf/。（）mvr1丿式中：S岩体强度应力比；mf-岩石单轴饱和抗压强度（MPa）；rKv-岩体完整性系数；v1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=YH式中：Y岩体重力密度（kN/m3；H-隧洞顶覆盖层厚度（m）。地下水对III、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。断层带对II、III、W级围岩当洞

10、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,可参照内容确定。表铁路隧道围岩分级围ULr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Rc60MPa）：受地质构造影响轻微，节理不发育，无软弱面（

11、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II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III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尚不致产生滑动：呈块（石）碎（石）状镶嵌结拱部无支护时可产生小坍塌，侧层状岩层为薄层或中层，

12、层间结合差，多有分离现象；硬、软质岩石互层构壁基本稳定，爆破震动过大易坍较软岩（Rc1530MPa）：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（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，可产生较大的坍塌，侧壁有时失去稳定软质岩（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、粉土及砂类土黄土（QI、Q2）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V岩体：软岩，岩体破碎

13、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（饱和状态的土土体：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；厚层：厚度大于

14、，且小于等于中厚层：厚度大于，且小于等于m；薄层：厚度小于或等于。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选用。各级围岩的物理力学指标围岩级别重度Y(kN/m3)弹性反力系数K(MPa/m)变形模量E(GPa)泊松比u内摩擦角e()黏聚力C(MPa)计算摩擦角e()I262818002800336078II252712001800203350607078m2325500120062039506070IV2023200500627395060V17201002001220274050科151710012260未风化可微风化的花岗岩、片麻岩、闪长岩、石

15、英岩、硅质灰岩、钙质胶结的砂岩或砾岩等硬岩30RcW60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ULr岩较软岩15RcW30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5RcW15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RcW5全风化的各类岩石和成岩作用差的岩石表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，以构诰型节理或层面为主，

16、密闭型巨块状整体结构Kv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，部分为微张型，少有充填物块状结构三Kv较破碎结构面一般为3组，节理及以风化裂隙为主，在断层状结构、块石、三Kv层附近受构造影响较大，裂隙以微张型和张开型为主，多有充填物碎石状结构破碎结构面大于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三Kv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KvW表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II极硬岩，岩体较完整；硬

17、岩，岩体完整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IV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（QI、Q2）V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）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

18、性土、饱和的粉土、砂类土等（饱和状态的土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，宜按表进行。表地下水状态的分级级别状态渗水量L/(min10n)I干燥或湿润10II偶有渗水1025III经常渗水25125表地下水影响的修正-I岩基本分级地下水状态分级-IIIIIIIVVIIIIIIIIVVIIIIIIVVIIIIIIIIIVV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

19、地质现象，按表评估。初始地应力对围岩级别的修正宜按表进行。表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/o）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max质延伸性极差差中等好极好完整粗糙度明显粗糙平整光滑平整光滑较完整台阶状波纹状有擦痕较破碎张开性（mm）密闭部分张张开无充填张开黏土破碎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l1it!丿屮.J曰|小LUVy550II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550451III坚硬岩，岩体较破碎，巨块（石）碎（石）状

20、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较人硬岩或较软、硬岩层，岩1+较丿完块状1+或1厚层A结构坚硬岩，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350251TXHA丿|L|MXiHA叹1丿|L|丄L丿厶,丄丄出人丿|L|丄,丿口屮屮*仅丿匕胆“仅収甘I,1PJ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+块石土Vu.刀人yj丿贝、v1丿贝1|口J廿口L-、W口1、丿v-VC口1较软岩岩体破碎；软岩岩体较破碎破碎.极破碎各米岩体碎裂状松散结

21、构W2501/v-|-I111卩丨，T八/|丿-I111L/s.M1M1,Iz-vWxM1jT丿、11。M1“i-j1/v111J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）韭粘性土呈松散结构黏性土及黄土呈松软结构Q4）。非粘性工土松散结构、黏黏丄工及黄工土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。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

22、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。岩石坚硬程度1岩石坚硬程度可按表定性划分。表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Al1工Al锤击声清脆，有回弹，震手，难击碎；浸水后，未风化微风化的花岗岩、正长岩、闪长岩、辉绿岩、大多无口吸刁水反玄武岩、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，有轻微吸水反应英岩、硅质胶结的砾岩、口英砂岩、

23、硅质丿口灰岩等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，指甲可刻岀印痕H丿|L|口少O|L|PJ/JAi/JXARJL|JJ1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；浸水后可捏成团丄未J丿丿风化的Jf泥岩等1全风化的各种岩石；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