隧道围岩分级影响因素及指标讲义

隧道围岩分级三、分级(类)的因素指标及其选择一、概述二、影响围岩稳定性的主要因素四、国内主要地下工程围岩分级(类)标准五、国外主要围岩分类系统简介一、概述围岩的概念围岩是指隧道开挖后其周围产生应力重分布范围内的岩体，或指隧道开挖后对其稳定性产生影响的那部分岩体(这里所指的岩体是土体与岩体的总称)。

在不同的岩体中开挖隧道后岩体所表现出的性态是不同的，可归纳为充分稳定、基本稳定、暂时稳定和不稳定四种。围岩分级的概念各种围岩的物理性质之间存在一定的内在联系和规律，依照这些联系和规律，可将围岩划分为若干级，这就是围岩分级。目前，隧道围岩分级是设计、施工的基础（工程类比法就是建立在围岩分级的基础上的）。围岩分级的目的是：①作为选择施工方法的依据；②进行科学管理及正确评价经济效益；③确定结构上的荷载(松散荷载)；④给出衬砌结构的类型及其尺寸；⑤制定劳动定额、材料消耗标准的基础等等。比较理想的分级方法是：①准确客观，有定量指标，尽量减少因人而异的随机性；②便于操作使用，适于一般勘测单位所具备的技术装备水平；③最好在挖开地层前得到结论。人们溜对围陶岩的似认识洒是不撇断深京入的从国拆外的捷情况壤看：土石标方工望程分驼类法(开挖警难易范程度)岩石钳的坚渔固性皆来分扒类:如坚纲固性柜系数fRQ卫D从围交岩稳末定性引出发点分类叠来代上替多植年沿始用的者坚固银性为冲基础接的分非类从分竞级指百标方铜面：大多数从定性描述经验判断定量描述以隧燃道围励岩的得稳定茎性为输基础扰进行艺分级棵是隧馆道围趋岩分敬级的葬总趋亦势。另外翼的发股展趋润势：浸以岩逃体为倘对象斩、与糖地质涌勘探银结合岸、与蒙设计桐施工末结合握、定窃量化刮。二、钉影响结围岩同稳定闲性的姓主要涨因素1.地质句因素(1两)岩石遗的力侦学性守质在整液体结粗构的衔岩体吹中，沃控制过围岩昏稳定东性的外主要雕因素层是岩柿石的峰力学脊性质株，尤宣其是焦岩石薯的强仓度。袭一般阔来说执，岩放石强处度越现高，熟洞室数越稳冬定。(2向)岩体害结构朴特征岩体岩的结候构特史征可附以简疼单地达用岩伤体的锯破碎鞭程度基或完考整性谢来表宾示，牲在某无种程避度上快它反顿映了去岩体喝受地恐质构芳造作股用的厚严重王程度。从下胀述的5个方结面来撤研究评结构林面对芬地下蚂工程腊围岩叙稳定谎性影潮响的胖大小芝：①结忆构面捡的成弟因及招其发蔬展史傅；②结蠢构面矩的平粮整、蛾光滑汇程度闭；③结纷构面芽的物衰质组爷成及滥其充说填物情隙况；④结烂构面基的规役模与住方向唱性；⑤结还构面裹的密拐度与受组数卖。(3章)结构彩面性定质和安空间夕的组浩合在块状齿或层窑状结狠构的怕岩体笼中，豆控制套岩体床破坏摔的主阻要因繁素是利软弱荡结构智面的晶性质晃及它厉们在津空间播的组届合状伶态。(4朗)围岩笨的初胸始应从力场围岩地的初鸣始应拨力场袍是地床下工无程围摧岩变磨形、忙破坏艳的根饺本作附用力旨，它尾直接猾影响串围岩季的稳斤定性允。(5岂)地下肤水状奋况地下涂水对灯围岩晕的影更响主渠要表面现在刚：①软像化围拐岩；②软话化结采构面见；③承伯压水豆作用具。2.工程男活动气所造屡成的辟人为烂因素(1姨)地下旦洞室区尺寸医和形压状在同赛一级(类)围岩夺中，只洞室严跨度蕉愈大介，围径岩的其稳定券性就咸愈差牲；地下蔑洞室著的形尤状主下要影帮响开生挖后炒围岩笋的应灵力状高态。(2逆)施工训中采糟用的何开挖鹅方法开挖拦方法横对地掉下工狱程围殃岩稳炸定性珠的影帽响较趣为明厉显，揭在分订级(类)中必船须予余以考使虑。三、趴分级(类)的因匙素指刊标及将其选歪择1.单一秤的岩绪性指词标包括仓岩石范的抗龙压和组抗拉化强度材、岩饭石坚赞固性篮系数f、弹后性模畜量等纲物理趣力学悠参数贼，以费及如肤抗钻隔性、捆抗爆绞性等闯工程枕指标棵。2.单一吵的综女合岩胡性指永标它表址明指房诚标是祥单一带的，压但反乔映的丢因素拔却是欣综合融的。“岩石浊质量午指标政”(R牌QD农—R斤oc千k佩Qu厘al渔it偿y电De猾si储gn阵at脆io览n)也是闭反映自岩体贝破碎您程度锐和岩争石强汇度的痕综合挠指标敢。所群谓岩崇石质慨量指稍标是巧指钻批探时尝岩芯僵复原木率，蜻或称盾岩芯牙采取疯率。洞室肉围岩阅自稳治的时蛋间ts式中届，L——坑道壶未支蔽护地拥段的探长度隐；α——视围勤岩情屿况在0~警1之间博变化签，好竿的岩梦体可坑取α＝0，极喇差的α＝1.睡0；C——视围驼岩条获件而彩定的敬系数傲。3.复合丹指标(1量)巴顿(N手.B运ar轰to宗n)等人棋所提择出的敞“岩体持质量Q”，Q与6个表惧明岩腐体质叛量的歇地质鼠参数肥有关沟，表绒示为式中奸，RQ草D为岩育石质球量指状标；Jn为节矿理组体数目译；Jr为节鸟理粗蚀糙度怠；Ja为节福理蚀解变值商；Jw为节窃理含邻水折舱减系舌数；SR设F为初越始应升力折搁减系渡数。(2驶)我国归总参削工程碌兵坑勾道工场程围磁岩分粗类中静所采劝用的岩体举质量童指标Rm和应力拌比S。式中匹，Rc——岩石越单轴播饱和宣极限弦抗压它强度隔；Kv——岩体病完整致性系杰数，鄙岩体军愈完照整，生取值底愈大棍，变馅化范英围为1.泡0~恐0.恨08，由双实测狗确定混；Kw——地下芦水影斑响减逆折系戚数，萝变化亿范围扒为1.疾0~汽0.蓬4，无已水时约取1.劈燕0，视船具体模情况会由经搜验确着定；KJ——岩层询面产塞状要禾素影渗响折拌减系那数，樱变化惧范围本为1.虑0~虹0.冈5。式中旬，σm——最大龙的垂碑直地插应力沾。(3匙)《水工笨隧洞耐设计答规范)(与SL端27陕9-蜜20暮02勺)围岩半工程扁地质棍分类蜓和国孝标《锚杆绩喷射作混凝罢土支羊护技问术规惨范》(万GB惑50油08痕6－20窗01滴)所采纪用的围岩/岩体轨强度旨应力世比S，S综合配考虑吊了岩欣石强膏度、鲜岩体斯完整榴性和卧地应破力的汽因素煎。式中泪，Rc——岩石始饱和逮单轴闷抗压锡强度味；Kv——岩体渗完整俘性系困数；σm——围岩陵的最饶大主萝应力吓；σ1——垂直寨洞轴没线的去较大锣主应面力。(4混)国标《工程刮岩体广分级括标准》(泳GB名5坚02之18－94墨)也采塌用了善两个头复合汉指标——岩体辫基本谦质量趁指标BQ和修页正的记岩体朱基本添质量君指标[B削Q]．根据雹以上加对分示级(类)指标盐的分絮析，矩可以插得到励如下机的结洁论：①应始选择心对围文岩稳煌定性(主要痒表现页在变母形破要坏特沙性上)有重浓大影盛响的按主要壁因素炊；②选踢择测孟试设毅备比渠较简皇单、膏人为阴性小被、科肤学性迫较强扮的定剖量指曾标；③主赌要分载级(类)指标胀要有弯一定讨的综酱合性吩，最乌好采蛮用复垦合指催标，躺以便德全面抱、充且分地粗反映叼围岩肆的工渠程性络质，叹并应碧有足户够的渗实测瞎资料桨为基年础。目前草铁路令隧道膨围岩制分级贝采用柔两种种方法蒸，即以围举岩稳苦定为庙基础扬的分脉级方吃法和按弹挪性波(纵波)速度埋的分地级方单法。四、勇国内暗主要层地下治工程僻围岩鸟分级(类)标准(一)《铁路牢隧道永设计演规范》的围岔岩分捷级1.围岩泄分级笼的基丹本因勺素(1逝)岩石滋坚硬五程度根据作单轴象饱和允极限定抗压遵强度Rc分为5级，屡即极旺硬岩片、硬降质岩愉、较的软岩疼、软最岩、气极软让岩。岩石辱坚硬轨程度嗓的划鬼分(2逝)岩体熟的完遍整程分度主要幕是指拣围岩兔被各涂种结益构面还切割愤成单唯元体缠的特缴征及饿其被桨切割漫后的德块度炮大小免。它唱是评侄价围侮岩稳济定程督度最毒直接追、最渔重要膛的指说标。为了淡衡量趁围岩皆的完毅整程难度要厦考虑学的因丈素：按照咸软弱杯面的顷产状浓、贯悬通性巴以及恢充填刃物的范情况命，可购将围谅岩分驼为：早完整昨、较薄完整健、较廊破碎较、破乱碎、枣极破吐碎。按照草围岩申受地拢质构苏造影殿响的性程度鞭，可刺将围院岩分叶为：担构造澡变动的轻微辟、较愁重、稳严重井、很慎严重伟。按照船节理(裂隙)发育视程度犬的不暑同又淋分为立：节圾理不誓发育聚、节凳理较定发育冈、节功理发博育及住节理旦很发屋育。按照苍岩体瓦风化落程度母的不斯同将岂围岩教分为抬：风男化轻概微、袍较重唇、严零重、陕极严稳重四抵级。岩体挂完整虎程度僵划分2.围岩确基本叶分级民及其赛修正(1逢)基本销分级《铁路买隧道志设计薯规范》将单丧、双袜线铁灰路隧渡道的最围岩蜂划分甚为六赚级。(2历)隧道谨级别柔的修王正地下赠水影均响的留修正根据吊单位控时间铲的渗考水量党可将留地下茅水状刚态分旷为3级。铁路凉隧道龄围岩郊分级地下喜水状给态的贴分级根据迷地下举水状芬态对湾围岩爷级别俯进行晌修正烂。地下袭水影抱响的畏修正围岩肌初始切地应堵力状助态修图正初始临地应君力状亚态评辟估初始吧地应悔力影损响的来修正风化纠作用耐的影介响隧道风洞深滴埋深妻较浅辨，应犁根据立围岩吸受地朋表的邻影响孕情况佣进行名围岩视级别颈修正如。当影围岩抚为风基化层豪时应雷按风皆化层袍的围睡岩基日本分晚级考遣虑。码围岩鼓仅受困地表绣影响伶时，悟应较惧相应凤围岩姨降低1~鱼2级。采取夸两步默走的认方法遗：先预确定歉岩体池基本休质量味；再明结合碧具体鼻工程遍的特阶点确凡定岩公体级否别。(二)国标《工程惩岩体支分级努标准》(岛GB稿5但02污18古-9淡4)1.分级吃因素间及其帅确定腹方法本分嫁级标奇准认剧为岩肺体基构本质扩量应葛由岩朋石坚饶硬程索度和朋岩体崇完整躲程度厕两个章因素急确定上。岩体蛙完整冒程度泰可分四为：祥完整矿、较贼完整瓶、较茧破碎垫、破搂碎、轧极破营碎。乱岩体交完整粘程度霜划分错的定剪量指宁标采亦用岩铜体完能整性悟指数Kv。Kv与定回性划勇分的性岩体观完整扭程度各的对志应关恰系2.岩体沫基本疑质量萍分级岩体送基本亮质量全分级笔可根匪据上难述的不分级出因素槐结合舒岩体资基本档质量索指标BQ进行帜。岩体呢基本兰质量裤指标BQ应根佣据Rc的兆帝帕数温值和Kv值计勺算而差得。BQ=9迫0+眼3Rc+2峰50Kv当Rc＞90Kv+3葵0时，踩应以Rc=9鞋0Kv+3摄0和Kv代入勉式计会算BQ值；当Kv＞0.吗04Rc+0研.4时，期应以Kv=0仆.0疾4Rc+0适.4和Rc代入沟式计贸算BQ值。岩体形基本咳质量虽分级3.工程陕岩体狂级别膀的确扒定修正角的岩博体基纤本质秩量指榆标[BQ][BQ]=BQ－10贸0(K1十K2十K3)式中将，[BQ]—文—岩体爱基本瓣质量助指标左修正盯值；BQ——岩体美基本虑质量芒指标麦；K1——地下望水影负响修抛正系介数；K2——软弱求结构龄面产昌状影股响修龙正系飘数；K3——初始匠应力祥状态呀影响泛修正田系数安。地下姓水影祸响修非正系腹数K1主要迁软弱滤结构攀面产柄状影雾响系拣数K2初始炎应力巩状态剑影响绑修正助系数K34.地下榴工程杯岩体茧自稳胳能力根据[BQ]值可危重新练确定国工程钱岩体构的质解量级燥别。地下麦工程押岩体股自稳顽能力20匠03年发认布的《地铁破设计尘规范》(表GB崖50桂15少7-禁20垃03统)规定帜：暗站挖结非构的膛围岩浴分级欲按现揭行《铁路单隧道埋设计沿规范》确定瓜。(三)《地铁原设计骑规范》的围柱岩分浸级(四)《公路蓄隧道壳设计遭规范》的围迅岩分蜡级《公路汁隧道催设计鲁规范)(林JT栽GD型70－20庭04悄)围岩炼分级广的思耗路、怎方法夺和采瓣用的窃分级阿指标箩与国据标《工程秤岩体纺分级静标准》(返GB登50救21抖8－94织)完全茎相同显，即膀采用雅了两汽步分时级法学，只别是分贺级的户对象如范围务更广甘，包抵括了烈土体铲。公路掘隧道怕围岩周分级根据澡单一疾岩性蹈指标——单轴她饱和承抗压将强度授和复总合指汇标——岩体钓质量月指标Rm及应睁力比S，将梦围岩轧分为3种5大类纸。(五)总参初工程乘兵《坑道细工程》围岩前分类总参闯工程貌兵坑匪道工军程围民岩分述类规范率规定煎：水厉工隧聚洞的植围岩峰分类仿，岩伸洞按《水利台水电氏工程紫地质龄勘察柱规范》(番GB舌50命28谎7-蛛99朵)的规佣定执鞭行，矩土洞发按《土工敬试验拉规程》(午SL越2监37璃-1准99愉9)的规旨定执才行。(六)《水工拣隧洞愚设计竭规范》的围凶岩分铃级《水利皮水电丢工程豪地质锁勘察糕规范》的围盾岩工眼程地舒质分待类以屯控制搁围岩铁稳定箭的岩羽石强闪度、哑岩体驴完整腾程度茂、结刮构面相状态气、地连下水爱和主扬要结亭构面犹产状5项因弄素之村和的肚总评菊分为轿基本而判据哄，围凭岩强谣度应装力比S为限央定判毒据。水工言隧洞销围岩币工程待地质蔑分类围岩树总评重分T是5项因侵素的瞒评分眼之和桌。岩君石强村度、途岩体熄完整慨程度冠、结郑构面沸状态洒、地赠下水辣状态大、主局要结谨构面浑产状肉这5项因召素的斥评分马都有给一定矩的评肺分标评准。规范骡规定沉：围占岩级划别的亲划分窜，应扩根据锋岩石插坚硬扇性、弯岩体疗完整汇性、辞结构