隧道围岩分级及围岩压力.ppt

第一章隧道围岩分级与围岩压力Surroundingrockclassificationandpressure一、概述
1．围岩的概念：隧道开挖后其周围产生应力重
分布范围内的岩体（或土体），或指隧道开挖后对其
稳定性产生影响的那部分岩体（或土体）。
流沙和花岗岩
围岩稳定性：即在隧道开挖后不加支护的情况下围岩自身的稳定程度，可分为：充分稳定、基本稳定、暂时稳定、不稳定。
流沙、管涌现象花岗岩根据长期的工程实践，人们认识到，各种围岩的物理性质之间存在着一定的内在联系和规律，因而可将稳定性相似的一些围岩划归为一级，并将全部围岩划分为若干级，这就是围岩分级。分析隧道围岩变化情况大路峁隧道施工现场砂性土围岩洞口位置的土质围岩Ⅳ、Ⅴ级围岩二、围岩分级方法简介
现行的围岩分级法考虑了三个基本因素：
1．与岩性有关的因素：如岩石的强度和变形性质（抗压强度、弹性模量、弹性波速等）可将岩石分为硬岩、软岩、膨胀岩等。
2．与地质构造有关的因素：岩体的完整性或结构状态。如软弱结构面的分布与性态、风化程度、节理发育程度、块度大小等，其分级指标在围岩分级中占有重要地位。3．与地下水有关的因素：
水是使隧道丧失稳定的重要原因，地下水对围岩稳定性的影响有：
（1）地下水能软化围岩，降低围岩体强度；
（2）地下水能软化围岩体中的结构面，降低围岩体的的抗剪强度，使围岩体容易滑动；
（3）地下水往往形成承压水体，促使围岩失去稳定。
总之，地下水对于围岩的稳定性是不利的。三、目前国内外的隧道围岩分级方法：
（一）以岩石强度和物理性质为指标的分级法：
1．以岩石强度为指标的分级法（我国解放初期的分级法，成渝线修建时使用过）：岩石越坚硬，坑道越稳定，围岩就越好。
该分级法一般将围岩四种类型：坚岩、次坚岩、松石及土四级。地坑院地坑院地坑院地坑院出入口地坑院出入口地坑院室内2．以岩石物理性质为指标的分级法：前苏联的普氏分级法（也称值分级法），“”值是一个综合的物性指标，它代表岩石的相对坚固性。如：岩石的抗钻性、抗爆性、强度。-岩石饱和单轴极限抗压强度。
我国还考虑了地质条件的影响，如围岩的节理、裂隙、风化。

-地质条件折减系数，实质上是将由强度决定的“”值适当降低。（二）以岩体构造，岩性特征为指标的分级法：
1．太沙基（K.terzaghi）分级法：将不同岩性，构造条件的围岩分为九级，对应于每一级都有一个相应的地压范围和支护措施。该分级法在美国、英国等广泛应用。
2．岩体综合物性指标分级法：这种分级法就是我国现行铁路隧道围岩分级方法。这种分级法把围岩分为6级。（三）与地质勘探手段相联系的分级方法：
1．围岩弹性波纵波速度分级：波速越高，围岩越好。该法最早是日本提出的，把围岩分为7级。
2．岩石质量为指标的分级法：RQD（rockqualitydesignation）分级法。
用岩芯复原率来表示岩石质量指标，岩芯的完整程度与岩体的原始裂隙、硬度、均匀性等状态有关。
所谓岩芯复原率：是指单位长度的钻孔中，10cm以上的岩芯占有的比例。

这种围岩分级方法将围岩分为五级：优、良、好、差、很差。岩芯3.组合多种因素的岩体质量-Q分级法：
1974年挪威地质学家巴顿将围岩分为九级。

-岩石的质量指标；-节理组数目；-节理粗糙度；-节理蚀变值；-节理含水折减系数；-（stressrebatefactor）应力折减系数；

-岩块的大小；-岩块间的抗剪强度；-作用应力；四、我国铁路隧道的围岩分级法
在我国现行的《铁路隧道设计规范》（TB10003—2005）中，明确规定了要采用以围岩稳定性为基础的分级法和按弹性波速度的分级法。
该分级法主要考虑了围岩的结构特征和完整状态、岩石强度和地下水等工程地质条件和弹性波纵波速度因素，把围岩分为6级，依其稳定性由好到差为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ。
1.围岩的结构特征和完整状态
围岩体通常是被各种结构面切割成大小不等、形态各异、种类不同的岩石单元体（即结构体），围岩结构特征是指结构面和结构体的特征。结构特征体现围岩体的受力特征，完整状态体现围岩体在受各种地质作用力下所表现的形态。ⅥⅠ
差围岩的结构特征和完整状态好
大地质变动的剧烈程度、规模大小、次数少小
大结构面的密集程度小
大节理（裂隙）的发育程度小
大风化程度小
小岩层的厚度大

表1-1-2围岩结构类型及其特征2.围岩岩石强度3.地下水
当遇有地下水时，按下列原则调整围岩的级别：
（1）Ⅰ级及Ⅱ级的硬质岩石，可不考虑降级。
（2）Ⅲ级围岩或Ⅱ级的软质岩石，应根据地下水的类型、水量大小和危害程度，调整围岩级别。当地下水影响围岩稳定，产生局部坍塌或软化软弱面时，可酌情降1级。
（3）Ⅳ级、Ⅴ级围岩已成碎石状松散结构，裂隙中有黏土充填物时，可根据地下水的类型、水量大小、渗流条件、动水和静