公路岩质隧道围岩分级的方法

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　　公路岩质隧道围岩分级的方法

　　国内外隧道围岩分级的方法较多，所采用的指标也不同，但都是在隧道工程的实践基础上逐步建立起来的，随着人们对隧道工程、地质环境之间相互关系的认识和理解，其围岩分级方法也在逐步深化和提高。发展过程大体有以下几类型：

　　1．按岩石强度为单一岩性指标的分级法，具有代表意义的是我国工程界广泛采用的岩石坚固系数“f”值分级法。这种方法的优点是指标单一，使用方便，尤其是在f值分类法中，还将定量指标f值与作用在支护结构上的围岩压力直接联系起来，给设计和施工带来较大的方便。缺点是不能全面地反映岩体固有的性态。

　　2．按岩体构造和岩性特征为代表的分级法，如泰沙基分级法，1975年我国铁路工程技术规范中所采用的铁路隧道围岩分级法，属于这一类。这类方法的优点是正确地考虑了地质构造特征、风化状况、地下水情况等多种因素对隧道围岩稳定性的影响，并建议了各类围岩应采用的支护类型和施工方法。缺点是分级指标还缺乏定量描述，没有提供可靠的预测隧道围岩级别的方法，在一定程度上要等到隧道开挖后才能确定。

　　3．与地质勘察手段相联系的分级法。如1979年前后日本提出的按围岩弹性波速度进行分级方法、岩芯复原率分级法等，属于这一范畴。这类方法的优点是分级指标大体上是半定量的，同时考虑了多种因素的影响；其点是分级的判断还带有一定的主观性，如弹性波速度低，可能是有岩体完整，但岩质松软；地质坚硬，但比较破碎；地形上局部高低相差悬殊等几种原因引起的，就弹性波速度这一个指标，就很难客观地下出正确的结论。

　　4．多种因素的组合分级法。如岩体质量“Q”法，我国国防工程围岩分级法等，属于这个范畴。这类方法是当前围岩分类法的发展方向，优点很多，只是部分定量指标仍需凭经验确定。

　　5．以工程对象为代表的分类法。如专门适用于喷锚支护的原国家建委颁布的围岩分类法(1979年)，苏联在巴库修建地下铁道时所采用的围岩分级法(1966年)，属于这一范畴。这类方法的优点是目的明确，而且和支护尺寸直接挂钩，使用方便，能指导施工。但分级指标以定性描述为主，带有很大的人为因素。

　　根据上述介绍可知，隧道围岩分类方法有简有繁，并无统一格式。目前，国内外许多学者都认为，隧道围岩分级的详细程度，在工程建设的不同阶段应有所不同。在工程规划和初步期计阶段的围岩分级，可以定性评价为主，判别的依据主要来源于地表的地质测绘以及部分的勘察工作，在工程设计和施工阶段，围岩分级应为专门的目的服务。如为设计提供依据的围岩分级，其判别依据主要是地质测绘资料、地质详勘资料、岩石和岩体的室内和现场试验数据。分级指标一般是半定量和定性的。为隧道施工钻爆提供依据的围岩分级，主要利用各种量测和观测到的实际资料对围岩分级进行补充修正，此时的分级的依据是岩体暴露后的实际值。

　　围岩分级的分阶段实施，是因为围岩分级除了取决于地质条件外，还和工程规模、形状、施工工艺等技术条件有关。

　　公路岩质隧道围岩分级的方法

　　我国隧道围岩分级（分类）在公路、铁路行业有所不同。

　　铁路隧道设计规范（1995年）版本将隧道围岩分为6类，为1类围岩、2类围岩、3类围岩、4类围岩、5类围岩、6类围岩。

　　从2005年开始之后，铁路隧道围岩分级跟公路隧道围岩分级相同，均分为6级。为1级围岩、2级围岩、3级围岩、4级围岩、5级围岩、6级围岩。

　　6类围岩和6级围岩的对应关系

　　6类围岩---1级围岩，为最好的围岩，强度高、稳定性好；

　　5类围岩---2级围岩

　　4类围岩---3级围岩

　　3类围岩---4级围岩

　　2类围岩---5级围岩

　　1类围岩---6级围岩，为最差的围岩，为土类，软塑状粘性土等

　　公路岩质隧道围岩分级的方法

　　【摘要】

　　隧道工程中，围岩质量及稳定性的好坏，对设计和施工影响很大。正确评价围岩的工程地质条件，具有重要的意义。

　　正确的围岩分级是对隧道和其他地下工程地质状况的客观评价，判断稳定性，拟定设计参数，确定施工方法，选择施工机具，估算施工费用等提供依据。

　　1、隧道围岩分级的发展阶段

　　经历了大致三个阶段：单一岩性指标、单一综合指标和综合指标。

　　1）单一岩性指标：包括岩石抗拉压强度、弹模以及抗钻抗爆性等。此外我国曾采用的“f”值分类法也属于此类。

　　2）单一综合指标：以单一的指标，反映岩体的综合因素。如RQD法、自稳时间法、弹性波传播速度法等。

　　3）综合指标：以综合的指标，反映岩体的综合因素。如BQ法、RMR法，Q法等。

　　2、隧道围岩等级划分围岩分为：

　　Ⅰ～Ⅵ级（Ⅰ级为最好）。

　　在公路隧道按土质特性和工程特性分：岩质围岩分级———Ⅰ～Ⅴ级；土质围岩分级Ⅳ～Ⅵ级。

　　3、分级的指标和因素

　　主要是指岩体的结构特征与完整性、岩石强度和地下水三方面的影响。

　　3.1岩体的结构特征与完整性

　　以结构面的发育程度（即组数和间距）、主要结构面的结合程度和结构面类型作为划分岩体完整性程度的依据。

　　完整性可划分为如下几类：1）完整：节理裂隙，不发育，节理裂隙1~2组，平均间距>1.0m层面结合好一般。

　　2）较完整：节理裂隙，不发育，节理裂隙1~2组，平均间距1.0m但层面结合差。但完整节理裂隙较发育，节理裂隙2~3组，平均间距1.0~0.4m之间层面结合一般。呈块状或厚层状结构。

　　3）较破碎：a.节理裂隙较发育，2~3组，平均间距1~0.4m，层间结合面差，裂隙块状或中厚层状结构；b.节理裂隙发育，组数≥3，平均间距0.4～0.2m，层间结合面好或者一般，多半是-1的断层，中、薄层状结构。

　　4）破碎：a.节理裂隙发育，≥3组，平均间距0.4～0.2m，层间结合面差，裂隙为块状结构；b.节理极发育，间距≥3组，平均间距≤0.2m，层间结合面差，碎裂状结构。

　　5）极破碎：节理裂隙极发育，组数是无序的，结合很差散体状结构。

　　3.3地下水

　　 地下水作为围岩分级的指标，在隧道的围岩分级中，如果遇到地下水，通常进行围岩降级。     

　　 在VI级围岩或属于V级的硬质岩石中，影响很小，一般不予考虑。在VI级围岩或属于V级的软质岩石中，应根据地下水的工程条件及其危害程度，进行降级。

　　在III级、II级围岩中，当已成松散碎石状结构，裂隙中有粘性土充填物时，更具其危害程度，可降低1～2级。

　　在I级围岩中，由于已经考虑地下水的因素，除在特殊含水地段外，才考虑。

　　4、我国目前隧道分级指标—BQ体系介绍

　　围岩分级计算：BQ=90+3Rc+250KvBQ———围岩基本质量指标；Rc———岩石单轴饱和抗压强度；

　　Kv———岩体完整性系数。

　　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）来换算。

　　Rc=22.82Is（50）

　　Is（50）———直径为50mm标准试件的点荷载强度。计算要求：

　　1）Rc>90Kv+30时，应以Rc=90Kv+30和实际测量的Kv值代入公式计算（这种情况是针对强度很高的坚硬岩石但较破碎时应注意的事项）

　　2）当Kv>0.04Rc+0.4时，应以Kv=0.04Rc+0.4和实际测量的Rc值代入公式计算（这种情况是针对完整性较好的软岩进行计算时应注意的事项）；

　　3）当隧道内存在地下水、软弱结构面、高的初始地应力等情况时，要对围BQ值修正，修正的公式如下：

　　[BQ]=BQ-100（K1+K2+K3）；[BQ]———围岩基本质量指标修正值；K1———地下水影响修正系数；K2———主要软弱面结构层状影响修正系数；K3———初始应力状态影响修正系数；

　　均可查表采用；当没有以上三种情况（或者任意一项）的影响时，该项的修正值取值为0。

　　5、总述

　　     隧道围岩的分级指标根据不同的划分依据而不同，在实际评价中，要灵活运用。通过对围岩等级的分类，为设计和施工提供了大方向对不同等级的隧道，采取相应的措施，合理的综合考虑各方面因素，设计出安全经济实用的隧道。

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