全风化千枚岩围岩综述.
各种规范岩石分类
1 工民建工程1.1、岩石坚硬程度分类《岩土工程勘察规范》GB50021—2001注:1 当无法取得饱和单轴抗压强度数据时,科用点荷载试验强度换算,换算方法按现行国家标准《工程岩体分级标准》(GB50218)执行;2 当岩体完整程度极为破碎时,可不进行坚硬程度分类。
1.2、岩石坚硬程度等级定性分类《岩土工程勘察规范》GB50021—20011.3、岩体完整程度分类《岩土工程勘察规范》GB50021—2001注: 完整性指数为岩体压缩波速与岩块压缩波速之比的平方。
1.4-1、岩石完整程度的定性分类《岩土工程勘察规范》GB50021—20011.4-2、岩体完整程度划分《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)注:1 波速比Kv为风化岩石与新鲜岩石压缩波速度之比;2 风化系数K f为岩石与新鲜岩石饱和单轴抗压强度之比;3 花岗岩类岩石,可采用标准贯入试验划分,N≥50为强风化;50>N≥30为全风化;N<30为残积土。
4 泥岩和半成岩,可不进行风化程度划分。
1.6、岩体基本质量等级分类《岩土工程勘察规范》GB50021—20011.7、岩石按质量指标RQD分类《岩土工程勘察规范》GB50021—20011.8、岩层厚度分类《岩土工程勘察规范》GB50021—20011.9、岩石按在水中软化系数分类《岩土工程勘察规范》GB50021—2001注:软化系数(K)等于饱和状态与风干状态的岩石单轴极限抗压强度之比。
2 公路工程2.1、岩石坚硬程度分级《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63—2007)注:岩石饱和单轴抗压强度试验要点,见本规范附录B。
2.2、岩体完整程度划分《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63—2007)注: 完整性指数为岩体压缩波速与岩块压缩波速之比的平方。
2.3、岩体节理发育程度分类《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63—2007)2.4、岩石按软化系数分类《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63—2007)注:软化系数(K)等于饱和状态与风干状态的岩石单轴极限抗压强度之比。
岩石风化程度及岩体分级
岩石风化程度及岩体分级
一、《工程岩体分级标准》(GB50218-94)
岩石单轴饱和抗压强度(Rc)与定性划分的岩石坚硬程度的对应关系
二、《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)
附录A
2、风化系数为风化岩石与新鲜岩石饱和单轴抗压强度之比;
3、岩石风化程度,除按表列野外特征和定量指标划分外,也可根据当地经验划分;
4、花岗岩类岩石,可采用标准贯入试验划分,N≥50为强风化,50>N≥30为全风化,N<30为残积土。
5、泥岩和半成岩,可不进行风化程度划分。
1、Ⅰ类岩体为软岩、较软岩时,应降为Ⅱ类岩体;
2、当地下水发育时,Ⅱ、Ⅲ类岩体可视情况降低一档;
3、强风化岩和极软岩可划为Ⅳ类岩体;
4、表中外倾结构面系指倾向与坡向的夹角<30°的结构面;
5、岩体完整程度按附表A-2确定。
五、《公路工程地质勘察规范》(JTJ024-98)
)
六、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002
七、《水利水电工程地质勘察规范》(GB50487-2008)附录H 岩体风化带划分
八、《水力发电工程地质勘察规范》(GB50287-2006)
附录F 岩体风化带划分
风化程度划分。
(张文珍)黄壁庄水库大理岩、千枚岩工程地质特性
(2)利用定量参数确定岩体风化程度
新增非常溢洪道建基面开挖过程中,进行了现场岩体弹性波测试、岩石点荷载强度试验、回弹试验等,以配合肉眼鉴定,利用定量参数确定建基面岩体风化程度。
按现行规程、规范,现场岩体弹性波测试、岩石点荷载强度试验、回弹试验确定岩体风化程度的标准为:
③全风化千枚岩、大理岩承载力标准值为200~300kPa。
5全强风化大理岩、千枚岩对水工建筑物稳定的影响
⑧大理岩渗透性一般为微透水~较严重透水,溶洞和溶蚀较为发育的地带透水性较为严重,岩性完整性较好地带透水性较差。分析其原因为:一是大理岩区渗透性不均一,规律性较差;二是大部分溶洞沿裂隙方向和层面发育,连通性差。
⑨溶洞或溶蚀裂隙分布高程不等,无一定规律性。通过勘探得知钻孔初见水位与终孔水位变化不大,对部分钻孔入岩后的水位进行了量测(包括压水试验前量测),无异常变化,表明基岩溶蚀裂隙水与上部松散层孔隙水水力联系较好。
上述疏松的填充物和软弱的风化岩,在高水头等外力作用下,内部结构极易发生变化,形成局部连通较好的渗漏通道。由此可见,岩溶发育是强风化大理岩的主要工程地质特性之一。
4 全强风化大理岩、千枚岩物理力学指标的确定
为确定全强风化大理岩、千枚岩的物理力学性质指标,在正常溢洪道挑坎下游和新增非常溢洪道闸基建基面进行混凝土/岩体现场大型抗剪(断)试验、新增非常溢洪道建基面开挖过程中,进行了现场岩体弹性波测试、岩石点荷载强度试验、回弹强度试验,取不同岩性不同风化程度的岩块进行室内岩石试验。
③全风化千枚岩,紫红、灰褐色,岩芯及出露岩体呈泥状,具有原岩结构,但组织结构已基本破坏,尚可辨认并且有微弱残余结构强度。采用水冲钻进,冲洗液为紫红、灰褐色,无岩芯;强度极低,可干钻钻进;用镐可开挖。
千枚岩地质下偏压隧道变形地质原因分析及应对措施论文
千枚岩地质下偏压隧道变形地质原因分析及应对措施摘要:吕河隧道位于十天高速旬阳联结线,出口以风化千枚岩为主,含少量石英片岩,节理发育,洞口右侧存在东西走向断层,裂隙水丰富,石英岩与千枚岩分层界线容易产生岩层下滑,地形、地层双作用偏压,出口段 v级围岩103m,最浅埋深仅4m,开挖断面15.1×10.5米,典型的大跨、浅埋、偏压隧道。
在施工中多次出现塌方情况,本文总结施工中遇见的问题及应对方法,通过对地表、山体、洞内三方面的加固,总结出一整套千枚岩地质下偏压大跨隧道的施工方法,为陕南同类型隧道提供了施工指导和借鉴。
关键词:千枚岩偏压隧道地质原因应对措施一工程概况1.1吕河隧道位于十堰-天水高速公路a-cd40标陕西省安康市,里程lbk1+456- lbk2+030间,全长574m,出口端位于汉江河畔半山腰,地势极其陡峭,103米为偏压段浅埋层,在洞顶右上方有1984年的滑坡痕迹,垂直断裂带高约4米。
地质以风化千枚岩为主,含少量石英片岩,节理发育层厚小于20cm,较为破碎。
岩层自左向右倾35°- 60°(倾向北)与隧道夹角很小,拱墙部容易顺层塌方。
洞口右侧存在东西走向断层,裂隙水丰富(初步估计断层在lbk0+960附近与隧道交汇)。
地质构造存在偏压,石英岩与千枚岩分层界线容易产生岩层下滑。
2011年7月施工至lbk1+888时(距出口142米)初支多处发生开裂剥落、至9月6日偏压挡墙沿上导地面水平向出现2-3毫米裂缝,左侧明暗洞结合处喷射混凝土向外鼓起75毫米,拱顶出现不同程度喷射混凝土开裂、掉块现象,隧道右侧lbk1+970- lbk1+982段在拱脚部位开始出现纵向裂缝,裂缝处喷射混凝土大量掉块,外露钢拱架扭曲,外凸达20厘米,随时都有坍塌的危险,连夜进行钢支撑顶撑加固处理;2天后对侧隧道拱脚部位(隧道左侧lbk1+963- lbk1+982)出现混凝土剥落、拱架扭曲外鼓现象。
全风化
全风化:岩石中除石英等耐蚀矿物外均风化成次生矿物,原岩结构形态仍保存,原矿物位置排列不变,并可具有微弱的联结力。
块体可用手捏碎,碎后呈松散土夹砂砾状或粘性土状,浸水易崩解。
岩体一般风化较均一,可含少量风化较轻的岩块,已具土的特性,可残存有原岩体中的结构面,并可影响岩体的稳定性。
扰动后强度降低,锹镐可挖,干钻可钻进。
标贯击数小于50击。
强风化:岩石的颜色一般变浅,常有暗褐色铁锰质渲染。
大部分矿物严重风化变质,失去光泽。
有的已变为粘土矿物。
原岩结构构造清晰,岩块可用手折断。
岩体风化程度常不均一,有风化强度不同的岩块夹杂其中,风化裂隙发育,可将岩体切割成2~20cm的块体,呈干砌块石状或球状,沿裂隙面风化严重,块球体核心风化轻微,具明显的不均一性。
原岩结构面对岩体稳定有明显影响,敲击或开挖常沿节理面破裂成岩块,镐、撬棍可挖,坚硬部分需爆破。
标贯击数大于50击。
软质岩石:全风化:少量石英等耐蚀矿物保持不变,其他矿物均风化变异,大量粘土矿物均残存,组织结构已基本破坏,但层理、片理仍可辨认,并有微弱的残余结构强度。
岩体呈泥土状,用手可捏碎,锹镐易挖掘,干钻可钻进。
标贯击数15~30击。
强风化:少量石英等耐蚀矿物保持不变,其他矿物大部分显著风化变异,含大量粘土矿物,组织结构已大部分破坏。
岩体风化裂隙发育,完整性极差,被切割成碎块,干时可用手折断或捏碎,浸水可软化崩解。
用镐、锹可挖掘,干钻可钻进。
标贯击数30~50击。
风化带主要地质特征全风化:全部变色光泽消失,岩石的组织结构完全破坏已崩解和分解成松散的土状或砂状有很大的体积变化但未移动仍残留有原始结构痕迹,除石英颗粒外其余矿物大部分风化蚀变为次生矿物锤击有松软感出现凹坑矿物手可捏碎用锹可以挖动。
强风化:大部分变色只有局部岩块保持原有颜色,岩石的组织结构大部分已破坏小部分岩石已分解或崩解成土大部分岩石呈不连续的骨架或心石风化裂隙发育有时含大量次生夹泥,除石英外长石云母和铁镁矿物已风化蚀变,锤击哑声岩石大部分变酥易碎用镐撬可以挖动坚硬部分需爆破。
千枚岩(软弱围岩)隧道施工开挖支护探讨
千枚岩地质隧道穿越断层、破碎带,受 断层、破碎带影响,千枚岩质岩体整体破碎 ~ 较破碎,岩体甚至呈绕曲、扭曲变形,岩体结 构以碎裂状 ~ 中、薄层状为主,这些岩质软、 岩体完整性差的围岩段落均属于 V 级围岩。 同时断层带、破碎带内也是地下水较富集区域。 因此受围岩上伏岩体应力、地下水影响及岩石 软 ~ 极软,遇水后易软化变形等特点,掘进时, 由于应力出现集中,进而导致隧道的围岩出现 迅速形变,并且形变常常能够达到数十厘米, 且时间能够持续十几天到数百天不等,继而发 生流变,更会延续几年之久。所以在进行此类 隧道施工及运营上,要预防隧道支护出现损坏。
(二)初期支护 在初期进行支护的过程中,选择的是钢 支撑或者是锚杆,也会利用钢筋网或者是喷射 混凝土。根据千枚岩遇水后易软化变形,并且 形变常常能够达到数十厘米,且时间能够持续 十几天到数百天不等的特性。复合衬砌的结构 之中,有两个部位承担了隧道的大部分荷载: 围岩和锚喷,在这过程中,二次衬砌承载的量 比较少。在隧道施工的过程中,由于开挖之后 围岩稳定性比较差,为了确保这个部位的稳定 性清空隧道的断面。就需要一些架能力比较强 的材料进行支护。一般会选择钢架,细分为两 种一种是型钢架,一种是格栅钢架。这两种材 质都能够提供较为有力的支护作用。 第二种格栅钢架,在使用的过程中,不会 因为受力而断裂,或者是脱离,能够承受较大 的围岩压力,而且还能够和喷射混凝土紧密的 黏在一起。这种材质整体比较轻,施工过程中 比较方便简单。但是独立的承载能力比较差。 而刚度比较强,就能够弥补这个缺点产生较好 的支护作用。而第一种型钢架,安装过程中有 一定的困难需要花费较长的时间。而且和第二 种相比,实用性更差。 单层钢架进行支护可能无法限制千枚岩 地质条件围岩大变形。此时需要更强的支护参 数进行支撑,加设锚杆、注浆小导管等措施可 能也无法起到效果的情况下,采用双层拱架进 行支护。第一层拱架采用格栅钢架,利用格栅 钢架与喷射混凝土的粘结握裹好,喷射混凝土 能与围岩紧密粘结,可以很好的传递剪应力、 拉应力和压应力,改变围岩表面的受力状态。
围岩分级与
围岩分级方法简介
其一,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。 其二,与地质构造有关的因素,如软弱结构面的分 布与性态、风化程度等,其分级指标是采用评价岩 体完整性或结构状态的岩石质量指标或地质因素等。 这种分级指标在围岩分级中占有重要的地位。 其三,与地下水有关的因素。
岩石类别 单轴饱和抗压 强度Rc (MPa) 代表性岩石 未风化或微风化的花岗岩、片麻岩、闪长岩、石 英岩、硅质灰岩、钙质胶结的砂岩或砾岩等 弱风化的极硬岩;未风化或微风化的熔结凝灰岩、 大理岩、板岩、白云岩,灰岩、钙质胶结的砂 岩、结晶颗粒较粗的岩浆岩等 强风化的极硬岩;弱风化的硬岩;未风化或微风 化的云母片岩、千枚岩、砂质泥岩、钙泥质胶 结的粉砂岩和砾岩、泥灰岩、泥岩、凝灰岩等 强风化的极硬岩;弱风化至强风化的硬岩;弱风 化的较软岩和未风化或微风化的泥质岩类;泥 岩、煤、泥质胶结的砂岩和砾岩等 全风化的各类岩石和成岩作用差的岩石
较好地反映了坑道围 岩的稳定状态
1.弹性波(纵)波速分级 2.岩石质量指标RQD分级法,RQD=(单位 长度中10cm以上岩芯累计长度/单 位钻孔长度)×100% 3.Q分级法, Q=RQD×Jr×Jw/(Jh×Ja×SRF),Jh、Jr 、Ja、 Jw分别为节理组数、节理粗 糙度、节理蚀变值和节理含水折减 系数,SRF为应力折减系数,RQD 同前。 以岩体为研究对象,与地质勘探手段相联 系,有明确的工程对象和工程目的, 量化程度高,采用先进的手段
以岩体构造、岩 性特性为 基础的分 级法 与地质手段关联 的分级法
1.泰沙基(K.Terzaghi)法 2.我国铁路隧道围岩分级
根据3.0m×3.0 m断面的坑道中实测的岩体构造和特 征分为9级,每级围岩都有相应的支护类型 分为6大级 将围岩分为7级 RQD>90%为优质;75%<RQD<90%为良好; 50%<RQD<75%为好;RQD<25%为差; RQD<25%为很差 分为9级,Q=400~1000为特别好;Q=100~400为极 好;Q=40~100为良好;Q=10~40为好; Q=4~10为中等;Q=1~4为不良;Q=0.1~1为 坏;Q=0.01~0.1为极坏;Q=0.001~0.01为特 别坏。 根据岩体的强度、结构特性、结构状态、弹性波素、 地下水等实测资料由计算机自动进行分级
千枚岩隧道施工及常见地质病害防治技术
千枚岩隧道施工及常见地质病害防治技术摘要通过对主要为强、中风化千枚岩的关家隧道施工过程的研究,介绍了适用软弱围岩隧道的三台阶七步流水作业施工方法及其操作要点,同时对千枚岩隧道常见地质灾害成因及其防治技术进行了介绍,得出了千枚岩隧道必须严格按照新奥法“管超前、短进尺、弱爆破、勤量测、强支护、早封闭、快成环”的施工理念进行施工的结论。
关键词软岩;施工;防治1 工程概况关家隧道为国家高速公路十堰至天水联络线陕西境内的高速公路隧道,位于安康市汉滨区关家乡大田村三组至张滩镇响水村一组,呈曲线形展布,隧道总体轴线方向约为240°。
隧道分为左、右线,左线长2 540m,最大埋深约249.2m;右线长2547m,最大埋深约231.0m。
该隧道区属低山地貌,地形起伏较大。
隧道范围内中线高程430.1m~685.1m,最大高差约255m。
山体自然坡度20°~55°,植被较发育。
十堰端左、右线洞口均位于陡斜坡,山坡处于基本稳定状态;天水端洞口位于缓斜坡地段。
隧址区有张坝路及多条简易公路通过,交通条件较差。
2 地质工程特性2.1 地质描述千枚岩属于软岩的一种,但有其特殊的性质。
千枚岩是一种浅变质的岩石,是一种具有千枚状构造的岩石,属于区域变质浅变质带岩之一,是泥质、粉砂质或中酸性凝灰岩等岩石经过区域变质作用而形成,一般颜色较浅,为黄色、绿色、褐色或灰色,经过变质作用后,原岩中的物质大部分重结晶,生成石英、绢云母、绿泥石和石英,可含少量长石及碳质、铁质等物质。
有时含少量方解石、雏晶黑云母、黑硬绿泥石或锰铝榴石等变斑晶。
常为细粒鳞片变晶结构,粒度小于0.1mm,在片理面上常有小皱纹构造。
2.2 工程特征在工程上,千枚岩具有两个典型的特征,一是遇水泥化,当千枚岩含水量超过其稳定状态原始含水量时,则表面出现软化、泥化的特征,特别是在富水隧道仰拱路基部位的千枚岩,经过车辆的碾压,迅速泥化并不断发展;二是托说粉尘化,在隧道开挖后,千枚岩暴露面会因为其水量的流失,出现崩解、剥落,强度降低,最终成为沙土。
围岩等级划分.
3-1-1隧道围岩级别划分与判定隧道围岩分级就是评定围岩性质、判断隧道围岩稳定性,作为选择隧道位置、支护类型的依据和指导安全施工。
国内外现在的围岩分级方法有定性、定量、定性与定量相结合3种方法,且多以前两种方法为主。
定性分级的做法是,在现场对影响岩体质量的诸因素进行定性描述、鉴别、判断,或对主要因素作出评判、打分,有的还引入分量化指标进行综合分级。
以定性为主的分级方法,如现行的公路、铁路隧道围岩分级等方法经验的成分较大,有一定人为因素和不确定性,在使用中,往往存在不一致,随勘察人员的认识和经验的差别,对同一围岩作出级别不同的判断。
采用定性分级的围岩级别,常常出现与实际差别1~2级的情况。
定量分级的做法是根据对岩体性质进行测试的数据或对各参数打分,经计算获得岩体质量指标,并以该指标值进行分级。
如国外N.Barton 的Q分级,Z.T.Bieniawsks 的地质力学(MRM)分级、Dree的RQD值分级等方法。
但由于岩体性质和赋存条件十分复杂,分级时仅用少数参数和某个数学公式难以全面准确地概括所有情况,而且参数测试数量有限,数据的代表性和抽样的代表性均存在一定的局限,实施时难度较大。
影响围岩稳定的因素多种多样,主要是岩石的物理力学性质、构造发育情况、承受的荷载(工程荷载和初始应力)、应力变形状态、几何边界条件、水的赋存状态等。
这些因素中,岩体的物理力学性质和构造发育情况是独立于各种工作类型的,反映出了岩体的基本特性,在岩体的各项物理力学性质中,对稳定性关系最大的是岩石坚硬程度,岩体的构造发育状态、岩体的不连续性、节理化程度所反映的岩体完整性是地质体的又一基本属性。
国内外多数围岩分级都将岩石坚硬程度和岩体的完整程度作为岩体基本质量分级的两个基本因素。
1 国标《锚杆喷射混凝土支护技术规范》围岩分级1.1围岩分级围岩级别的划分应根据岩石坚硬性岩体完整性结构面特征地下水和地应力状况等因素综合确定并应符合表1.1规定。
隧道围岩分级的有关规定(1)
公路隧道围岩分级的有关规定1、根据岩石的坚硬程度和岩体完整程度两个基本因素的定性特征和定量的岩体基本质量指标BQ,综合进行初步分级;2、修正岩体基本质量指标;3、按照修正后的岩体基本质量指标[BQ],结合定性特征,综合评判确定围岩的详细分级;4、岩石的坚硬程度定性划分为:硬质岩:包括坚硬岩和较坚硬岩(或者坚石、次坚石);软质岩:包括较软岩、软岩和极软岩;5、岩石坚硬程度的定量指标是岩石的单轴饱和抗压强度R c;R c与岩石坚硬程度定性划分的关系:坚硬岩:R c超过60MPa;较坚硬岩:R c在60~30MPa之间;较软岩:R c在30~15MPa之间;软岩:R c在15~5MPa之间;极软岩:R c小于5MPa;6、岩体完整程度与结构面(节理、裂隙、层面)的发育程度(组数及间距)、结合程度及相应的结构类型有关;定性分为:完整:整体状或巨厚层结构;较完整:块状或厚层结构;较破碎:裂隙块状、中厚层结构、镶嵌破碎结构、中~薄层状结构;破碎:裂隙块状结构、破碎状结构;极破碎:散体状结构;7、岩体完整程度的定量指标用岩体完整性系数Kv表示;Kv一般用弹性波探测值计算,也可根据岩体体积节理数Jv的数量查用(条/m3单位体积内的节理数量);由公式Kv=(v pm/v pr)2计算所得的Kv值最为准确可靠;其中v pm为岩体的弹性纵坡速度,v pr为在测定岩体区取样的岩石(岩芯)的弹性纵坡测试速度;由于岩体内有节理等不利因素,所以v pm应比v pr要小,因此Kv值是个小于1的数值;如果岩体非常完整,Kv的最大值为1;不管是测定弹性速度还是目测岩面的节理条数,准确的数据只能是在隧道掘进后测量的数据,设计阶段无法进行准确定量;因此,开挖后对围岩分级进行调整是不可避免的,也是非常正常的现象。
8、围岩的基本质量指标计算:BQ=90+3Rc+250Kv其中Rc取值单位为MPa,只取值不带单位;计算要求:当(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);9、当隧道内存在地下水、围岩稳定性受软弱结构面影响、存在高初始应力等情况时,要对围岩基本质量指标进行修正,修正公式如下:[BQ]=BQ-100(K1+K2+K3);式中的BQ为围岩基本质量指标;[BQ]为围岩基本质量指标修正值;K1为地下水影响修正系数;K2为主要软弱面结构层状影响修正系数;K3为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。
千枚岩隧道施工技术
浅谈千枚岩隧道施工技术摘要:本文以京福闽赣ⅰ标dk365+667~dk376+759段的隧道施工为例,介绍了千枚岩的特性、千枚岩地层隧道施工现状、以及隧道的设计情况,并对千枚岩隧道施工技术、施工方法以及施工中需要注意的问题进行了分析和探讨。
关键字:隧道施工,施工技术千枚岩地层中图分类号:tu74 文献标识码:a 文章编号:一、工程概况京福闽赣ⅰ标dk365+667~dk376+759段共有隧道七座,隧道总长3044m,最长799m,最短144m。
隧道均位于婺源县内,属剥蚀低丘区,邱坡地形起伏较大,植被发育,主要为灌木,杂草。
隧道洞口表层多为粉质粘土,硬塑,厚约1.5~4.2m。
下伏千枚状粉砂岩,全~弱风化,全风化层厚约2.0~5.0m,强风化层厚约2.0~11m,下为弱风化,局部石英脉充填,岩层产状为90°∠55°,岩质较软,岩体破碎,节理发育。
地下水主要为孔隙水,较发育。
洞身地段围岩为千枚状粉砂岩,弱风化,局部石英充填或含绢云母,岩层产状为90°∠55°,岩质较软,岩体较完整,节理较发育,地下水主要为基岩裂隙水。
1.1千枚岩的特性千枚岩是一种具千枚状构造的岩石,属于区域变质浅变质带岩,是有特殊性质的一种软岩。
岩石内的矿物发生重结晶作用,一方面可见这些矿物具有定向排列,另一方面又使整块岩石呈现出薄片状构造,在片理面上,平整光滑并发出丝绢状的光泽。
千枚状构造比板状构造的变质程度要深一些。
呈细粒状或鳞片状变晶结构,绢丝光泽。
1.2千枚岩地层隧道施工现状采用传统的钻爆法施工,爆破后造成隧道超挖严重,扩大了施工断面,对隧道的施工留下了不同程度的安全隐患,增加了初期支护的工程量投入和施工工序时间的延长。
千枚岩对水的敏感性强,遇水软化。
本地区雨水季节较长,植被丰富,岩层的裂隙发育,隧道开挖过程中裂隙水较多,对初期支护的支护时间要求较高。
1.3设计情况根据设计要求,我部隧道洞口浅埋段采用六步cd法、四步cd法施工,洞身多采用三台阶临时仰拱法施工。
浅谈塌方冒顶处理标准流程
浅谈塌方冒顶处理标准流程在浅埋隧道施工过程中,塌方冒顶等事故时有发生,若不能及时提出合理、有效的治理方案,有可能造成二次塌方,这样,给隧道施工带来了巨大的施工风险和经济损失。
提出一套系统的标准化塌方治理流程至关重要。
本文以安康香溪隧道塌方冒顶治理为例,总结了一套塌方冒顶治理的标准流程。
1.工程概况香溪隧道位于陕西省安康市香溪洞风景区,横穿香溪洞梁,是安康环城干道江南段的重要组成部分,隧道里程K1+400~K1+590,长190米,连拱隧道。
隧道最大埋深约28米,隧道穿越地层主要以全风化千枚岩和强风化千枚岩为主,围岩为V级围岩。
隧道衬砌结构设计采用"新奥法"复合式衬砌;隧道照明采用高压钠灯光电照明,通风方式采用自然通风。
2.香溪洞隧道工程地质与水文地质条件2.1 气象安康市地处北亚热带湿润季风气候带,气候温和,雨量充沛,四季分明。
年平均气温15.7℃,1月份平均气温3.1℃,7月份平均气温27.6℃,极端最高气温41.7℃,10℃的積温4986℃。
无霜期253天。
年平均降水量786.22mm,多集中于7、8、9月;1983年降水量达1109.2mm,7、8、9、10月达769.9mm。
每年均蒸发量1200~1500mm,相对湿度多在60~80%之间,风速小于1.5m/秒,风向以偏东南风为主。
平均日照1812.6小时,夏季日照时数最多,秋季最少。
常有旱、涝、暴雨和高温热害等灾害天气。
2.2 工程地质条件2.2.1 地形地貌隧址区属于汉江南岸低山~丘陵地带,位于汉滨区金川村所辖的黄土梁,洞线通过地形最高点海拔320.2m,南端288.50m,北端307.30m,北高南低。
南部属于药王沟北坡,北部属于黄土梁北坡中。
地貌单元可划分为侵蚀剥蚀型低山缓坡地带。
2.2.2 地质构造根据工程地质调绘及勘探成果,隧址区未发现断层等不良地质体及物探异常带存在。
2.2.3 地层岩性构成场地的地层由下志留统的千枚岩组成,按其风化程度,钻孔内只控制了全风化层和强风化层的上部,现分别叙述如下:⑴全风化千枚岩S1m:灰黄色,极破碎,呈土状,性软,用手可轻易捏成碎沫,冲击可钻进,镐锹能直接开挖,风化节理裂隙十分发育。
全风化千枚岩围岩综述资料.
2 工程概况
香溪洞隧道是安康市环城主干道控制性工程。该隧道属 双向六车道双连拱隧道,全长190米,最大埋深28m,开挖高 度9.818m,宽度达33.834m,隧道围岩为Ⅴ级全风化千枚岩围 岩,隧道衬砌结构设计采用“新奥法”复合式衬砌。中墙采 用曲中墙形式。
隧址区属于低谷~丘陵地带,该隧道构成场地的地层由下 志留统的千枚岩组成,全风化千枚岩呈灰黄色、极破碎、呈 土状、性软、无自稳能力、物理力学性能差,用手可轻易捏 成碎沫,冲击可钻进,镐锹能直接开挖,风化节理裂隙十分 发育。
因山体滑移的推挤作用,靠山侧的左侧壁导坑开挖后,立 即在拱腰和拱脚位置采用I20a纵向按50cm间距进行横向临时支 撑,按原设计进行支护时,强大的压力会造成横向支撑全部压 弯,初期支护喷射混凝土会出现掉块现象,以及拱架与喷射混 凝土产生开裂,甚至出现分离现象,特别是在阴雨天尤为严重 。
中导洞变形 后上下两排临 时支撑,下排
时间 T(天)
4 全风化千枚岩的特性分析
全风化千枚岩按坚硬程度划分属极软岩,岩体基本质量 等级为V级,具细粒鳞片变晶结构,千枚状构造,上部为灰 黄色,下部为青灰色,性软,用手捏极易成碎末。含水量大 时呈团块状,含水量少时为鳞片状,失水后变成粉末状,片 理极其发育,层厚0.01~2mm,岩体完整性指数=0.14,岩体 属极破碎,片理面手感光滑,有丝绢光泽。千枚岩属副变质 岩,主要由沉积岩中的页岩经区域变质作用形成,主要矿物 成分是绢云母、石英、绿泥石等,基本已全部重结晶,软弱 矿物成分较多,因而千枚岩硬度小,单轴抗压强度小于 1MPa,膨胀率13%以上,围岩暴露后风化非常迅速。挤压紧 密的炭质千枚岩层具有弱透水性。开挖后呈碎石、角砾状, 掌子面无明显渗水,但开挖后有渗漏水、滴状及面状淋湿, 拱部有掉块、坍塌现象。围岩整体稳定性较差。
浅谈浅埋偏压隧道台风季节洞口施工中支护变形的处理
支护 后 , 表 的岩体 自重大部 分 由初期支 护承 担 , 地 随着掘 进深度 的不 断延长 , 覆盖层 传递 到初 期支 护上 的压 力也 越来 越大 , 当开挖 深度 达到 定 长度 时 , 一 支护承 重达 到极 限状 态 ,支 护产 生失 稳而变 形 。本 次变形 终 点附近拱 脚 与边 墙 的钢 拱 架 接 头产 生 扭 曲, 以 致 左侧 拱 脚 插 入 边墙 后 背 ( 生 的 错 台达 产 1O m ,其 它变形 段均有 拱架 拱脚扭 曲的现象 ,部分 地段 已侵 限。 9m ) ( 3)由于 隧 道洞 口段 偏压 ,洞 口左 侧 埋深 仅 2米 ,右 侧埋 深 l 8米 , 造 成侧压 力过大 ,洞 口未施 工偏压 墙及 抗滑桩 等减 压措施 , 导致 偏压侧 压力 无 法减轻 , 侧所 受压力 过大 , 左 雨水灌 入厉对 初期 支护强度 产 生一定 影响 , 左 侧 初期支 护无法承 受 , 而产 生水 平裂纹 ,水平 裂纹 长达 8 , 部宽 2m 。 进 米 局 0 m 3处理 方 案 ( )对 洞 口段 洞 内左 侧安 放 砂袋 ,局 部增 压 抗压 ,减 轻 不平 衡 压力 , 1 右侧埋 深较 高地段清 除表 层松 散土 体进行 减压 ,清 除松 散上 体后喷 射混 凝土 封 闭,防止 雨水灌入 ,对洞 口地表 左侧 施工 3 排对 地抗 滑钢 管,钢 管采用 2 m 2 长 由 1 8 厚 6 m钢管 ,钢管 间距 1 o * . m梅花 状布 置,其 中 2 m 入地 O壁 m .m 10 0打 下, 出地面 2 施 工成 钢筋 混凝土 偏压 墙 , 管壁 预 留注 浆孔 , 露 m 钢 管壁 每隔 1a 5m 交错布 眼,孔径 lm ,钢管 施工 前清 除地表 植被 、腐 殖土 ,钢 管施工 完毕 后 Om 进 行注浆 ,注浆 比例为 1 水 泥砂 浆 ,注 浆分 3 :1 次进 行,预注 浆 、注 浆 、和 终压 浆 , 按压力 由小 至大进 行 , 终压 不小 于2 O P 维持 时 间5 .M, 分钟 以上 , 确 保注浆 密实。 ( 2)由 于洞 口段拱 顶 上 部埋 深 浅薄 、上体 松 散 下陷 、 围岩整 体 性 差 。 为确保 浅埋段 暗挖 隧道 的安全通 过 ,先 对边 仰坡所 有裂 纹凿 宽后采 用砂浆 封 死 ,防止雨水 继续渗 入 ,然后采 用地 表注浆 加 固隧道拱 顶 的地层 ,以提 高特 浅埋段 岩体 的 自身承 载能 力。地表 注浆 采用 由5 钢管 ,长度伸 入隧 道轮廓 线 0 内05 .m为宜 。注 浆 范围是 宽度 为中心 线两 侧各 1m 长度 为洞 口浅埋 段 2 m 2, 2。
中风化千枚岩地基承载力特征值
中风化千枚岩地基承载力特征值
以下是文章
千枚岩地基的承载力特征值是把千枚岩作为建设用地的主要原材料时,重要的参考指标。
由于千枚岩地基的风化程度不同,它的承载力特征值也
会有所差异。
因此,了解千枚岩地基的风化程度对其承载力特征值的影响
及其重要性,对于合理选择建设用地千枚岩地基,有利于提高施工安全和
质量。
千枚岩地基的风化程度一般分为轻度、中度、重度,因此受风化不同
程度影响,其承载力特征值也会有相应的差异。
这里以重度风化的千枚岩
地基为例来讨论其承载力特征值。
经重度风化的千枚岩地基,由于地基结构的变化,其本应有的黏聚力
会逐渐减弱,其原有的抗拉强度、抗压强度及抗滑程度也会大大降低。
另外,由于风化的作用,地基中的水分也在不断地挥发,这也会对地基的抗
拉强度、抗压强度和抗滑程度造成更大的影响。
因此,经重度风化的千枚岩地基的承载力特征值会有明显的下降,其
抗拉强度约为原先的70%,抗压强度约为50%,而抗滑程度则可能只有原
先的25%。
此外,由于土壤中水分的不断挥发,还会对其承载力特征值产
生负面影响,使得承载力更为弱势。
总之,千枚岩地基的承载力特征值受风化程度的影响很大。
浅析岩土测试在金属矿山工程中的应用
管理及其他M anagement and other浅析岩土测试在金属矿山工程中的应用曾 文摘要:岩土测试在金属矿山工程中扮演着重要的角色,它可以评估地质环境和土壤的特性以及设计合适的开采方案和支撑结构。
该领域的测试技术涵盖了从采样、试验到数据分析和解释的各个方面。
其中一些主要的测试包括原位测试、土壤力学试验、岩石力学试验、地震测试和地下水测试等。
这些测试可以确定地质环境中的主要问题和潜在风险以及优化开采和支撑结构的设计,从而确保金属矿山工程的安全和可持续性。
本文选取某露天金属矿床实例系统研究,根据岩土工程勘察技术要求,对其进行岩土测试和库区工程地质条件评估,得到岩土物理力学性质、地层渗透系数、地基承载力以及场地类别结果。
关键词:金属矿山;岩土测试;原位测试;室内试验1 前言岩土测试在岩土工程勘察中扮演着非常重要的角色。
岩土测试可以为岩土工程勘察提供准确、详细、全面的数据和信息,为工程建设提供技术支持,同时也是岩土工程勘察的必要环节之一。
岩土测试在岩土工程勘察中的重要作用主要体现在以下几个方面。
1.1 确定地质构造和地层情况岩土测试可以通过钻探、取样、测量等方法,对地质构造和地层情况进行深入研究和分析。
通过岩土测试可以了解到地质构造的类型、特点,确定地层的分布、结构、性质、厚度等,为工程建设提供了非常重要的基础数据。
1.2 确定岩土物理力学性质岩土测试可以通过试验、测量等方法,确定岩土的物理力学性质,如密度、孔隙度、强度、变形性质等,这些参数是岩土工程设计和施工中非常重要的参数。
只有通过岩土测试,才能准确地获取这些参数,为工程建设提供技术支持。
1.3 确定岩土水文地质特征岩土测试可以通过水文试验、测量等方法,确定岩土的水文地质特征,如渗透系数、含水量、水头、水位等参数。
这些参数对于水利工程、交通工程等工程建设来说尤为重要,通过岩土测试,可以为工程建设提供准确、全面的水文地质数据。
1.4 确定岩土水污染程度岩土测试可以通过化验、测量等方法,对岩土水中的污染物质进行检测和分析,确定岩土的污染程度。
各种规范岩石分类
1 工民建工程1.1、岩石坚硬程度分类《岩土工程勘察规范》GB50021—2001注:1 当无法取得饱和单轴抗压强度数据时,科用点荷载试验强度换算,换算方法按现行国家标准《工程岩体分级标准》(GB50218)执行;2 当岩体完整程度极为破碎时,可不进行坚硬程度分类。
1.2、岩石坚硬程度等级定性分类《岩土工程勘察规范》GB50021—20011.3、岩体完整程度分类《岩土工程勘察规范》GB50021—2001注: 完整性指数为岩体压缩波速与岩块压缩波速之比的平方。
1.4-1、岩石完整程度的定性分类《岩土工程勘察规范》GB50021—20011.4-2、岩体完整程度划分《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)注:1 波速比Kv为风化岩石与新鲜岩石压缩波速度之比;2 风化系数K f为岩石与新鲜岩石饱和单轴抗压强度之比;3 花岗岩类岩石,可采用标准贯入试验划分,N≥50为强风化;50>N≥30为全风化;N<30为残积土。
4 泥岩和半成岩,可不进行风化程度划分。
1.6、岩体基本质量等级分类《岩土工程勘察规范》GB50021—20011.7、岩石按质量指标RQD分类《岩土工程勘察规范》GB50021—20011.8、岩层厚度分类《岩土工程勘察规范》GB50021—20011.9、岩石按在水中软化系数分类《岩土工程勘察规范》GB50021—2001注:软化系数(K)等于饱和状态与风干状态的岩石单轴极限抗压强度之比。
2 公路工程2.1、岩石坚硬程度分级《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63—2007)注:岩石饱和单轴抗压强度试验要点,见本规范附录B。
2.2、岩体完整程度划分《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63—2007)注: 完整性指数为岩体压缩波速与岩块压缩波速之比的平方。
2.3、岩体节理发育程度分类《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63—2007)2.4、岩石按软化系数分类《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63—2007)注:软化系数(K)等于饱和状态与风干状态的岩石单轴极限抗压强度之比。
工程地质岩芯编录详解
工程地质岩芯编录详解一、工程地质岩性描述的内容地层岩性描述是工程地质测绘的基本内容,是查明各种地质现象的基础,也是评价工程地质条件的基本因素,因此必须重视对地层岩性的描述。
为了建立描述上的共同语言,正确反映各种岩层的特性,特提出本内容,以供参考:岩石的描述一般应包括地质年代、岩石名称、风化程度、颜色、主要矿物、结构、构造、岩芯完整程度、坚硬程度。
除此以外,对各类不同的岩层,还应有下列不同的描述重点:1.1沉积岩类对碎屑岩类应描述:颗粒的大小、形状、成份、分选情况,胶结类型和胶结物质的化学成份,层理(平行层理、斜层理、波状层理和交错层理),层面构造(如波痕、泥裂等)和结核等。
对泥质岩类应描述物质成份,结构层面软化、泥化和崩解特性等。
对化学和生物岩类应描述化学成份,结晶情况,特殊的结构和构造(如鲕状结构、晶粒结构、生物结构、碎屑结构,竹叶状构造、斑点状构造,虎斑状构造等),层面特征及可溶性与岩溶现象等。
☆胶结类型:可分为基底式胶结、孔隙式胶结、接触式胶结。
a.基底式胶结b.孔隙式胶结c.接触式胶结☆沉积岩的构造按层理的稳定性分为平行的、斜层的及交错的,另外还有波状的;按层厚则分为巨厚层(h>1m)、厚层(0.5m<h≤1m)、中厚层(0.1m<h ≤0.5m)、薄层(0.01m<h≤0.1m)、微层(页片理)(0.001m<h≤0.01m)、显微层(h<0.001m)。
☆层面构造:主要有波痕、泥裂等。
a.波痕——在尚未固结的沉积层面上,由于流水、风或波浪的作用形成的波状起伏的表面,经成岩作用后被保存下来。
b.泥裂——是未固结的沉积物露出水面干涸时,经脱水收缩干裂而形成的裂缝。
☆结核——指在成分、颜色、结构等方面与周围沉积岩具有明显区别的矿物集合体。
有球形、椭球形、透明状以及不规则状等。
☆沉积岩按胶结物分为:硅质、铁质、钙质及泥质等。
硅质-强度高,铁质-易氧化,钙质-易溶解,泥质-易软化。
结合具体工程,对上述各种岩类,应着重描述软弱夹层,如页岩、泥岩、石膏、煤层、泥炭等,研究其分布、层位、层次层间接触性质、厚度和延续等情况。
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变形情况
中导洞开挖后收敛变形非常大,围岩初期支护后在开始观 测的 30天内没有出现稳定迹象,收敛和沉降累计值均达到 30cm 以上,导致施工难度和安全风险很大。 正洞开挖时,由于变形过大,很容易就侵入了设计净空, 经观测正洞 10 天累计值最大沉降达到 435.26mm ,收敛值达到 466mm。洞身开挖支护后,当天即达到5cm左右,15天内的变形 量很大,变形速率较稳定,随着时间的推移,变形速率会相应 减小,但累计变形值越来越大,无稳定迹象,开挖预留变形量 为50cm。根据施工情况来看,一般来说15天内不进行二次衬砌施 工,初期支护即有侵入设计净空的风险,累计变形量非常大。 因山体滑移的推挤作用,靠山侧的左侧壁导坑开挖后,立 即在拱腰和拱脚位置采用I20a纵向按50cm间距进行横向临时支 撑,按原设计进行支护时,强大的压力会造成横向支撑全部压 弯,初期支护喷射混凝土会出现掉块现象,以及拱架与喷射混 凝土产生开裂,甚至出现分离现象,特别是在阴雨天尤为严重 。
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工程概况
香溪洞隧道是安康市环城主干道控制性工程。该隧道属 双向六车道双连拱隧道,全长190米,最大埋深28m,开挖高 度9.818m,宽度达33.834m,隧道围岩为Ⅴ级全风化千枚岩围 岩,隧道衬砌结构设计采用“新奥法”复合式衬砌。中墙采 用曲中墙形式。 隧址区属于低谷~丘陵地带,该隧道构成场地的地层由下 志留统的千枚岩组成,全风化千枚岩呈灰黄色、极破碎、呈 土状、性软、无自稳能力、物理力学性能差,用手可轻易捏 成碎沫,冲击可钻进,镐锹能直接开挖,风化节理裂隙十分 发育。 施工揭示围岩均为全风化千枚岩,无自稳能力,强度受 含水量影响变化大。隧道地质地形条件十分复杂:跨度大、 埋深浅、偏压严重,且隧道位于滑坡体上。
围岩整体性差易造成掉块
易风化,失水成粉末
5
变形原因分析、变形特征及规律5 Nhomakorabea1 变形原因分析
1)全风化千枚岩围岩整体性差,无自稳能力,开挖后,风化迅 速,松动区迅速扩大,塑性区很大,对围岩原有结构的破坏 很大,丧失原有强度和承载力,隧道周边岩体失去原有支撑 ,径向应力降低,围岩向洞内位移,产生相互挤压,切向应 力升高,局部可能会产生拉应力,围岩应力状态会迅速恶化 ,对支护形成很大压力,在很短的时间内即出现大变形,若 不采取有效措施加以抑制,则造成围岩松弛卸载,极易产生 坍塌掉块。由于塑性区扩展迅速,应力快速释放,非常容易 造成应力集中破坏支护承力结构,造成支护变形、开裂、直 至破坏,危害性非常大。开挖后塑性区发展快、范围大,无 法达到新奥法施工所倡导的充分发挥围岩的自承能力。
全~强风化千枚岩围岩双连拱 隧道变形控制
1 引言
近年来,随着国家对交通基础建设投入不断加大,各地 建设项目陆续展开,施工单位在建设实践过程中积累了很多 经验,在常规地质条件下,双向六车道双连拱隧道施工技术 日益成熟,而对于处在全风化千枚岩、滑坡体上、地表水丰 富等特殊地质、水文条件下的双连拱隧道,若按照常规方法 施工,工序复杂并且施工安全风险极大,严重影响工期和成 本控制,因此完善特殊地质条件下双连拱隧道的施工工艺, 对缩短工期、节约建设投资和确保隧道施工安全具有非常重 要的实际意义。本文借助西北地区市政隧道的施工作为平台 ,对全风化千枚岩隧道变形控制技术作简要介绍。
5
变形原因分析、变形特征及规律
5.1 变形原因分析
2)全风化千枚岩遇水即泥化,丧失自稳能力,地表降水后 滑坡体蠕动加剧,加之遇水围岩自稳能力变差,初期支 护变形会迅速加剧。据国外资料介绍,当覆盖层厚度与 隧道内径比小于0.6时,地表可能会随着隧道拱顶一起下 沉,产生急剧的较大的变形量。 3)处在滑坡体上也是发生大变形的主要影响因素,由于隧 道走向设计为沿山体坡脚平行于山脊走向,且全风化千 枚岩一旦有临空面即风化和蠕变迅速,开挖坡脚引起蠕 变造成本是倾倒体的山坡滑坡复活。
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变形原因分析、变形特征及规律
5.2 变形特征及规律
特殊地质条件下全风化千枚岩隧道变形,具有变形量大、 变形速率高、变形持续时间长的变形特征。变形过程中,以 徐变为主要特征,一般不会出现突然坍塌现象。 发生的变形主要是塑性和流变性变形,开挖后应力重分 布持续时间长,变形收敛持续时间也很长,一般在2~4个月 左右。 换拱后的初支,由于围岩应力已得到了充分释放,一般 较为稳定,再次产生的变形量也较小。
4
全风化千枚岩的特性分析
综上所述,全风化千枚岩有三大工程特性: ①抗压强度低,属极软岩,岩体破碎,力学性能极差,很 容易失稳,易发生滑移; ②节理裂隙发育,易风化,遇水泥化,多沿裂隙面形成泥 化夹层,有膨胀性,失水成粉末状,丧失强度,整体性差; ③弱透水性。
有临空面即易失稳和滑移
极软,风镐即可开挖
时间 T(天)
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全风化千枚岩的特性分析
全风化千枚岩按坚硬程度划分属极软岩,岩体基本质量 等级为V级,具细粒鳞片变晶结构,千枚状构造,上部为灰 黄色,下部为青灰色,性软,用手捏极易成碎末。含水量大 时呈团块状,含水量少时为鳞片状,失水后变成粉末状,片 理极其发育,层厚 0.01~2mm,岩体完整性指数 =0.14 ,岩体 属极破碎,片理面手感光滑,有丝绢光泽。千枚岩属副变质 岩,主要由沉积岩中的页岩经区域变质作用形成,主要矿物 成分是绢云母、石英、绿泥石等,基本已全部重结晶,软弱 矿 物 成 分 较 多 , 因 而千枚岩 硬度小 , 单轴抗压 强度小于 1MPa,膨胀率13%以上,围岩暴露后风化非常迅速。挤压紧 密的炭质千枚岩层具有弱透水性。开挖后呈碎石、角砾状, 掌子面无明显渗水,但开挖后有渗漏水、滴状及面状淋湿, 拱部有掉块、坍塌现象。围岩整体稳定性较差。
中导洞断面调整前后
中导洞变形 后上下两排临 时支撑,下排 已压弯
相应的变形量对比
K1+428拱顶沉降回归分析对比图
360
沉降值 U(mm)
320 280 240 200 160 120 80 40 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32