地下洞室的围岩分类方法.docx

第四节地下工程的围岩分类围岩分类是为解决地下洞室的围岩稳定和支护问题而建立的。因而围岩分类是围绕地下洞室的稳定性和支护的影响因素而作为分类原则，这些因素主要有:岩体的构造特征和完整状态；岩体强度；岩石的风化程度；地下水的影响；区域构造影响和地震影响等。在实际制定围岩分类时，一般主要考虑岩体强度、岩体构造特征和完整程度以及地下水活动等方面的因素。国内外的围岩分类所选取的根本因素大致都是这样，但在综合反映根本因素的指标上是不同的。一、“普氏分类普氏分类在我国曾应用较广。主要是考虑岩性，而未考虑岩体构造和围岩完整性。围岩压力公式是把坚硬地层视作松散介质，形式上套用了松散地层中的压力拱理论和公式，即垂直压力为：P=wh1〔8-26〕式中P——垂直压力；h1压力拱拱高，h1=a1/fkp；al——压力拱半跨；fkp岩石坚硬系数；w——围岩的重度。工程地质勘测工作根本上是根据地质条件和经历确定fkp值。见表8-16。或按下面的经历公式确定fkp值：fkp=Rc/10〔8-27〕式中Rc——岩石的单轴抗压强度〔MPa〕。普氏岩石分类表8-16岩层种类坚硬程度地层fkpI极度坚硬最坚硬、严密及坚韧的石英岩和玄武岩，在强度方面为其他岩层所不及者20II很硬很硬的花岗岩层、石英质斑岩，很硬的花岗岩、硅质片岩，比上述石英岩略弱的石英岩，最硬的砂岩及石灰岩15III坚硬花岗岩〔严密的〕和花岗岩层，很硬的砂岩和石灰岩，石英质矿脉，硬的砾岩，很硬的铁矿10III一甲坚硬石灰岩〔坚硬的〕不硬的花岗岩，硬的砂岩，硬**石，黄铁矿、白云石8IV相当坚硬普通片岩，铁矿6IV一甲相当坚硬砂质片岩，片岩状砂岩5V普通硬的粘土质片岩，不硬的砂岩和石灰岩，软的砾石4V一甲普通各种片岩〔不硬的〕，严密的泥灰岩3VI相当软软片岩，软石灰岩，白垩，岩盐，石膏，冻结土，无烟煤，普通的泥灰岩，破坏的砂岩，胶结的卵石和砂砾，掺石土2VI—甲相当软碎石土，破坏的片岩，散处的卵石和碎石，硬煤〔fkp=1.4〜1.8〕，硬化粘土1.5VII软地层粘土〔严密的〕，普通煤〔fkp=1.0〜1.4〕，硬冲积土，粘土质土壤1VII一甲软地层略带砂性粘土，黄土，略带砂性沃土，湿砂0.8VIII土质地层种植土，泥炭，略带砂性沃土，湿砂0.6IX散粒地层砂，漂砾，小砂砾，松散土，开采出的煤0.5X流砂地层流砂，沼泽土，含水黄土和其他含水土壤〔fkp=0.1〜0.3〕0.3这种方法曾在我国较长时期内得到广泛的应用。目前有些单位仍应用此分类。但在长期工程实践中，发现这种分类与其计算方法存在严重的缺陷。它主要是为估计土石工程的工作量、确定施工开挖定额效劳的。因此它只能说明岩石开挖的难易程度，不能全面反映岩体的稳定性。fkp值以岩石强度为根底，大量工程实践证明，决定岩体稳定性的主要因素是岩体构造特性，即它的完整性，在分类中虽然也规定要根据岩石的物理状态〔风化的、破碎的〕划归于较低一类去，这样给确定fkp值带来了很大的主观臆断性。我国各部门由于工程特点不同，确定fkp值标准也不同。甚至在同一地点对同一洞室的岩石，不同的人可以得出相差很大的fkp值。分类等级较多，给使用上带来不便。由于选用的fkp值不同，相应计算得到的围岩压力也相差很大。当fkp=2和fkp=4时，则压力可相差近一倍。普氏压力计算公式根据松散体理论而得，而地下洞室多位于坚硬及中等坚硬以上较完整的岩体中，理论假设前提与客观实际相差太大。一般来说，在坚硬地层中围岩压力公式计算结果偏大，而在松散地层中计算结果偏小。二、泰沙基分类泰沙基于1946年提出使用钢拱支撑的隧道围岩分类方法。他考虑了岩体的构造、岩性以及影响建筑物稳定的其他一些性质〔如受化学侵蚀、膨胀性等〕，推荐了不同岩性的支撑与衬砌上的荷载计算公式〔表8-17〕。泰沙基分类在英美等国应用较广。我国有关单位在订标准时也参考了这种分类。K•泰沙基分类〔1946年〕表8-17岩层状态土荷载高度〔m〕说明1.坚硬的，不受损害0当有掉块或岩爆时可设轻型支撑2.坚硬的，呈层状或片状的岩层0〜0.5B采用轻型支撑，荷载局部作用，变化不规则3.大块、有一般节理的0〜0.25B4.有裂痕，块度一般的岩层0.25B〜0.35(B+Ht)无侧压5.裂隙较多块度小的岩层(0.35〜1.10)(B+Ht)侧压很小或没有6.完全破碎的，但不受1.10〔B+Ht〕有一定侧压，由于漏水，隧道