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隧道围岩分级与硬度分类
将军沟隧道围岩分级的讨论
一、规范对隧道围岩分级的规定
1、依据《公路隧道设计规范》(JTGD70—2004),公路隧道围岩分为6级。
围岩级别
围岩或土体主要定性特征
围岩基本质量指标BQ
Ⅰ
坚硬岩,岩体完整,巨整体状或巨厚层状结构
>550
Ⅱ
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
550~451
Ⅲ
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
450~351
Ⅳ
坚硬岩,岩体较破碎,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
350~251
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
Ⅵ
2、岩石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
的类型
相应结构面的类型
组数
平均间距(m)
完整
1~2
>1.0
好或一般
节理、裂隙、层面
整体状或巨厚层结构
较完整
1~2
>1.0
差
节理、裂隙、层面
块状或厚层结构
2~3
1~0.4
好或一般
块状结构
较破碎
2~3
1~0.4
差
节理、裂隙、层面
小断层
裂隙块状或中厚层结构
>3
0.4~0.2
好
镶嵌碎裂结构
一般
中、薄层状结构
破碎
>3
0.4~0.2
差
各种结构面
裂隙块状结构
<0.2
一般或差
碎裂状结构
极破碎
无序
很差
散体结构
3、岩石坚硬程度的划分:
(RC—饱和单轴抗压强度)
RC(MPa)
>60
60~30
30~15
15~5
<5
坚硬程度
坚硬岩
较坚硬岩
较软岩
软岩
极软岩
岩石等级划分 表14.2-14
岩石等级
饱和抗压极限强度
Rb
[MPa(kgf/cm2)]
耐风化能力
代表性岩石
程度
现象
硬质
岩石
极硬岩
>60
(600)
强
暴露后一、二年尚不易风化
1、花岗岩、闪长岩、玄武岩等岩浆岩类;
2、硅质、铁质胶结的砾岩及砂岩、石灰岩、白云岩等沉积岩类;
3、片麻岩、石英岩、大理岩、板岩、片岩等变质岩类
硬质石
>30
(300)
软质
岩石
软硬岩
5~30
(50~300)
弱
暴露后数日至数月即出现风化壳
1、凝灰岩等喷出岩类;
2、泥砾岩、泥质砂岩、泥质页岩、灰质页岩、泥灰岩、泥岩、劣煤等沉积岩类;
3、云母片岩或千枚岩等变质岩类
极软岩
≤5
(50)
围岩受地质构造影响程度等级划分表14.2-15
等级
地 质 构 造 作 用 特 征
轻微
围岩地质构造变动小,无断裂(层);层状岩一般呈单斜构造;节理不发育
较重
围岩地质构造变动较大,位于断裂(层)或褶曲轴的邻近地段,可有小断层;节理较发育
严重
围岩地质构造变动强烈,位于褶曲轴部或断裂影响带内;软岩多见扭曲及拖拉现象;节理发育
很严重
位于断裂破碎带内,节理很发育;岩体破碎呈碎石、角砾状,有的甚至呈粉末、土状
围岩节理发育程度划分 表14.2-16
等 级
基 本 特 征
节理不发育
节理(裂隙)1~2组,规则,为原生型或构造型,多数间距在1m以上,多为密闭,岩体被切割呈巨块状
节理较发育
节理(裂隙)2~3组,呈X型,较规则,以构造形为主,多数间距大于0.4m,多为密闭,部分微张,少有充填物,岩体被切割呈大块状
节理发育
节理(裂隙)3组以上,不规则,呈X型或米字形,以构造型或风化型为主,多数间距小于0.4m,大部分微张,部分张开,部分为黏性土充填,岩体被切割呈块(石)碎(石)状
节理很发育
节理(裂隙)3组以上,杂乱,以风化型和构造型为主,多数间距小于0.2m,微张或张开,部分为黏性土充填,岩体被切割呈碎石状
Ⅲ类、Ⅱ类围岩已成碎石状松散结构,裂隙中并有黏性土充填物,地下水对围岩稳定性影响较大,可根据地下水的类型、水量大小、渗流条件、动水和静水压力等情况,判断其对围岩的危害程度,适当降低l~2级。
在Ⅰ类围岩中,分类中已考虑了一般含水地质情况的影响,但在特殊含水地层(如处于饱水状态或具有较大承压水流时),需另作处理。
2)表14.2-13中“类别”和“围岩主要工程地质条件”栏,适用于单、双车道公路隧道,但不适用于特殊地质条件的围岩(如膨胀性盐岩、多年冻土等)。
3)按弹性波速划分隧道围岩分类,见表14.2-17。
隧道围岩分类 表14.2-17
围岩类别
Ⅵ
Ⅴ
Ⅳ
Ⅲ
Ⅱ
围岩弹性波速度
vp(km/s)
>4.5
3.5~4.5
2.5~4.0
1.5~3.0
1.0~2.0
二、岩体特征:
1、右线进口:
岩体特征:
掌子面岩性为灰岩、泥灰岩,中薄层为主,岩体受构造作用影响严重,较破碎,岩石强度低,中风化,掌子面左侧围岩呈碎裂结构,右侧呈块碎状结构,掌子面潮湿~渗水,整体稳定性较差(掌子面见YK581+356)。
本次雷达预报探测范围YK581+356~YK581+391段计35米,从点测及线测结果来看,本段范围内雷达反射波特征基本相同,预计其围岩特征与掌子面基本相似,岩性主要为中薄层泥灰岩、灰岩,岩体较破碎,围岩稳定性较差。
按《公路隧道设计规范》(JTGD70-2004)有关技术规范的规则判定,本段范围内围岩级别建议为ⅴ级。
相比较而言,YK581+371、YK581+384处有异常界面,该位置应根据炮眼钻进情况谨慎掘进。
(测试结果见附图1)
附图1雷达测试波形图(掌子面YK581+356)
掌子面YK581+356-1
掌子面YK581+356-2
掌子面YK581+356-3
2、右线出口:
掌子面处有坍塌体大量堆积,岩性以碎石土及破碎炭质泥灰岩为主,渗水,围岩整体稳定性极差。
2008年6月13日雷达预报探测范围YK582+398~YK582+363段35米,从探测结果发现,YK582+398~YK582+384.5段13.5米范围内雷达反射波不稳定,预计该段岩体仍然与掌子面处一致,稳定性极差。
YK582+384.5~YK582+363段21.5米范围内雷达反射波相对稳定,预计该段岩体特征与掌子面处相比稍好(测试结果见图2)。
2008年7月7日雷达探测范围YK582+387~YK582+357段30米,从探测结果发现,YK582+387~YK582+377段10米范围内雷达反射波较强,波幅及相位变化较大,预计该段岩体渗入较多地下水,岩石软化程度较重,稳定性极差。
按《公路隧道设计规范》(JTGD70-2004)有关技术规范的规则判定,本段范围内围岩级别建议为ⅴ级偏弱,建议初支采取加强措施。
YK582+377~YK582+357段雷达反射波较弱,异常界面较少,预计岩性主要为中薄层泥灰岩、灰岩,岩体较破碎,围岩稳定性较差。
按《公路隧道设计规范》(JTGD70-2004)有关技术规范的规则判定,本段范围内围岩级别建议为ⅴ级。
(测试结果见图3)。
YK582+398掌子面
图2雷达测试波形图(掌子面YK582+398)
图3雷达测试波形图(掌子面YK582+387)
掌子面YK582+387-1(右侧)
掌子面YK582+387-2(右侧)
掌子面YK582+387-3(左侧)
3、左线进口:
岩体特征:
掌子面处有大量坍塌体堆积,岩性以碎石土及破碎泥灰岩为主,整体稳定性极差。
本次雷达预报探测范围ZK582+264~ZK582+234段计30米,从探测结果发现,本段雷达反射波较弱,电磁波衰减较快,预计本测段范围内围岩岩性以中薄层泥灰岩、灰岩为主,岩体破碎,稳定性差;相比较而言,ZK582+251处有一异常界面,预计ZK582+264~ZK582+251段计14米范围内围岩特征以碎裂结构为主,岩体破碎,稳定性差;ZK582+251~ZK582+234段计16米范围内围岩特征呈碎裂结构~块碎结构,岩体较破碎,稳定性较差。
(测试结果见图4)
本测段范围内围岩岩性主要为中薄层泥灰岩、灰岩,岩体破碎,呈碎裂结构~块碎状结构,一般潮湿,整体稳定性差~较差,按《公路隧道设计规范》(JTGD70-2004)有关技术规范的规则判定,本段范围内围岩级别建议为ⅴ级。
图4雷达测试波形图
掌子面ZK582+264-1
掌子面ZK582+264-2
4、左线出口:
岩体特征:
掌子面岩性为灰岩、泥灰岩,中薄层,岩体受地质构造作用影响严重,较破碎~破碎,中风化,岩石强度低,围岩呈碎裂结构~块碎状结构,岩体潮湿,整体稳定性较差。
本次雷达预报探测范围ZK581+079~ZK581+109段计30米,从点测及线测结果来看,该段范围内雷达反射波特征基本相同,电磁波衰减较快,预计其围岩特征与掌子面基本相似,岩性主要为中薄层泥灰岩、灰岩,岩体较破碎,呈碎裂结构~块碎状结构,一般潮湿,整体稳定性较差,根据《公路隧道设计规范》(JTGD70-2004)等有关技术规范的规则判定,本段范围内围岩级别建议应为ⅴ级。
相比较而言,ZK581+089处有一异常界面,该位置应根据炮眼钻进情况谨慎掘进。
(测试结果见图5)。
附图5雷达测试波形图
掌子面ZK581+070-1
掌子面ZK581+070-2
掌子面ZK581+070-3
三、监控量测资料
- 配套讲稿:
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- 隧道 围岩 分级 硬度 分类