公路隧道围岩分类
公路隧道围岩分级与压力计算
我国公路隧道围岩分级JTG D70-2004与《工程岩土分级标准》GB50218-1994中分类方法相同。
隧道围岩分级评判方法宜采用两步分级:①根据岩石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对围岩进行详细定级时,应在岩体基本质量分级基础上考虑修正因素的影响,修正岩体基本质量指标值。
按照修正后的岩体基本质量指标[BQ],结合岩体的定性特征综合评判、确定围岩的详细分级(1) 岩石坚硬程度:岩石坚硬程度定量指标用岩石单轴饱和抗压强度Rc表达。
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的换算值,即Rc与岩石坚硬程度定性划分见表3.6.2-2岩石坚硬程度的定性划分可按表3.6.2-1(2)岩土完整程度的定性划分可按表3.6.2-3岩土完整程度的定量指标用岩体完整性系数Kv表达。
Kv一般用弹性波探测值,若无探测值时,可用岩体体积节理数Jv按表3.6.2-4确定对应的Kv值。
Kv值与定性划分的岩体完整程度的对应关系可按表3.6.2-5(3)围岩基本质量指标BQ应根据分级因素的定量指标Rc和Kv按下式计算。
(4) 围岩详细定级时,如遇下列情况之一,应对岩体基本质量指标BQ进行修正:1)有地下水2)围岩稳定性受软弱结构面影响,且由一组起控制作用3)存在高初应力围岩基本指标修正值[BQ]按下式计算:(5)公路隧道围岩分级●根据以上对分级因素和指标,公路隧道围岩分级将围岩分为6级: I~VI级;某公路隧道工程中的岩体定量指标如下: 1)单轴饱和抗压强度Rc=62MPa 2)岩体弹性纵波速度2400km/s 3)岩石弹性纵波速度4200km/s 4max=9.5MPa 5)岩体中主要结构面倾角为20°,岩体处于潮湿状态。
该岩体的基本质量分级及工程岩体的基本可确定为( )。
A. III 级、III 级 B. IV 级、III 级 C. III 级、IV 级 D. IV 级、IV 级 基本质量指标BQ由BQ 可初步确定岩体基本质量分级为III 级 基本质量指标BQ 的修正:地下水:岩体潮湿,BQ=351.6,查表A.0.2-1得K1=0.1 主要软弱结构面倾角为20°,查表A.0.2-2得K2=0.3 初应力修正系数岩体应力处于高应力区由BQ=351.6查表A.0.2-3得K3=0.5岩体详细定级为IV 级33.0)2.4/4.2()/(22===pr pm v V V K 6.35133.02507.5939025039033.052.24.06204.04.004.07.59627.593033.0903090=⨯+⨯+=++==>=+⨯=+==<=+⨯=+v c v c c c v K R BQ K R R R K 所以取53.65.9/62/max ==σc R 6.261)5.03.01.0(1006.351)(100][321=++⨯-=++-=K K K BQ BQ。
20231009公路隧道围岩分级
公路隧道围岩分级一、公路隧道围岩分级隧道围岩分级可以作为隧道开挖方法选用的前提条件。
公路隧道围岩级别一共分了六级,分别用罗马数字I、II、III、IV、V、VI来表示。
根据围岩或土体的主要定性特征(包括坚硬程度和完整程度)以及围岩基本质量指标BQ来确定围岩的级别。
I级围岩。
定性特征:坚硬岩(饱和抗压极限强度Rb>60MPa),岩体完整、巨块状或巨厚层状整体结构。
围岩基本质量指标BQ>550MPa0II级围岩。
定性特征:坚硬岩(R b>3OMPa),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。
围岩基本质量指标BQ=550-451MPa,In级围岩。
定性特征:坚硬岩,岩体较破碎;较坚硬岩,岩体较完整;较软硬质岩,岩体较完整。
围岩基本质量指标BQ=450-351MPaoIV级围岩。
定性特征:坚硬岩,岩体破碎;较坚硬岩,岩体较破碎-破碎;较软岩或软硬岩互层,岩体较完整-较破碎。
黄土(QI,Q2)。
围岩基本质量指标BQ=350-251MPa.V级围岩。
定性特征:较软岩,岩体破碎;软岩,岩体较破碎-破碎;极破碎的各类岩体。
黄土(Q3,Q4)(,围岩基本质量指标BQW250MPa.VI级围岩。
土。
技巧归纳:坚硬岩有I、II、III、IV这四种围岩级别,岩体完整的为I级围岩,岩体较完整的为∏级围岩,岩体较破碎的为III级围岩,岩体破碎的是IV级围岩;较坚硬岩有IMI1IV这三种围岩级别,岩体完整的是∏级围岩,岩体较完整是In级围岩,岩体较破碎-破碎是IV级围岩。
较软硬质岩,岩体较完整的为HI级围岩。
较软岩或软硬岩互层(软岩为主),岩体较完整的是IV级围岩。
又软又破的是V级围岩。
【例题单选】隧道围岩为坚硬岩,岩体较完整,块状或厚层状结构,其围岩基本质量指标BQ为550-451MPa,该围岩属于O级。
AIBIICIIIDIv【参考答案】首先坚硬岩只有I到IV级围岩,其次岩体较完整的是II级围岩,通过围岩基本质量指标BQ为550451进行验证,得出该围岩属于II级围岩,答案选【例题单选】隧道进出口段的围岩为较坚硬岩,岩体较破碎-破碎,镶嵌碎裂结构,则该洞口围岩为O级。
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。
岩石地基承载力及公路隧道围岩分级
岩石地基承载力及公路隧道围岩分级1 《公路桥涵地基与基础设计规范》:岩石地基承载力基本容许值[fα0](kPa)见表1.4-1。
表1.4-1《公路桥涵地基与基础设计规范》(老)岩石的容许承载力[σ0](kPa)如表1.4-2。
2 《铁路工程地质勘察规范》(TB10012-2001)岩石地基基本承载力σ0(kPa)/(岩石地基极限承载力P u,kPa)见表1.4-3。
表1.4-33 《建筑地基基础设计规范》取消了有关承载力表的条文和附录,要求“勘察单位应根据试验和地区经验确定地基承载力等设计参数”。
以下按已作废的《建筑地基基础设计规范》(GBJ7-89)附录五表5-1列出岩石承载力标准值(kf ,kPa)见表1.4-4。
表1.4-44 《贵州建筑地基基础设计规范》(DB22/45-2004)岩石地基承载力特征值af (kPa)见表1.4-5。
表1.4-5*:a f取用大于4000kPa时,应由试验确定。
软硬夹层或互层时,据《贵州建筑岩土工程技术规范》承载力确定:①当岩层产状水平或缓倾斜时:a. 基础直接置于软质岩上,按软质岩承载力确定。
b. 基础直接置于硬质岩土,可根据基础类型和硬质岩石夹软质岩石在基底下厚度,按表1.4-6确定。
表1.4-6注:B—扩展式或条形基础的宽度(m)D—桩墩式基础的基底直径(m)②当岩层产状陡倾斜或直立时,按下式计算确定:f az =f aR+k(f ay-f aR)式中:f az —软硬互层岩组的承载力特征值综合值f aR—软质岩的承载力特征值f ay —硬质岩的承载力特征值k—硬层在夹层或互层综合承载力中的贡献率k =[h y -(11n+)]/[1-(11n+)]式中:n —软岩层的承载力比值n= f ay / f aRh y —硬层的厚度比h y =d y /d∑d y —硬层厚度d∑—硬层与软层的总厚度上列f az计算式使用条件:a.n > 2;b.基础底面应力范围内无临空面;c.基础跨越且尺寸大于夹层或互层中单层的平面出露宽度三倍以上。
公路隧道围岩分级标准
公路隧道围岩分级标准隧道围岩是隧道工程中一个非常重要的参数,对隧道的设计、施工和运营都有着至关重要的影响。
因此,对隧道围岩的分级标准是非常必要的。
本文将对公路隧道围岩分级标准进行详细介绍,以便工程师和相关人员在实际工作中能够更好地应用和理解。
一、围岩的分类。
根据围岩的稳定性和坚固程度,可以将围岩分为五个等级,优良、良好、一般、较差和差。
其中,优良围岩指的是岩石质地坚硬、稳定性好,几乎没有裂隙和变形的围岩;良好围岩指的是岩石质地较硬,稳定性较好,裂隙较少,变形较小;一般围岩指的是岩石质地一般,稳定性一般,有一定的裂隙和变形;较差围岩指的是岩石质地较软,稳定性较差,有较多的裂隙和变形;差围岩指的是岩石质地很软,稳定性很差,有大量的裂隙和变形。
二、分级标准。
1. 优良围岩,对于优良围岩的隧道,可以采用开挖支护一体化的施工方法,如全断面法、局部断面法等,施工难度较小,支护成本相对较低。
2. 良好围岩,对于良好围岩的隧道,可以采用局部开挖、局部支护的方法,如局部爆破法、喷射混凝土支护法等,能够有效控制开挖面的稳定性,减少支护结构的使用量。
3. 一般围岩,对于一般围岩的隧道,需要采用全面支护的方法,如锚杆喷射混凝土支护法、钢架木护法等,以确保隧道的稳定和安全。
4. 较差围岩,对于较差围岩的隧道,需要采用全面支护和加固的方法,如预应力锚杆喷射混凝土支护法、岩锚网加固法等,以应对围岩的不稳定性和变形。
5. 差围岩,对于差围岩的隧道,需要采用全面支护和大规模加固的方法,如大规模爆破法、悬臂法等,以确保隧道的安全施工和运营。
三、结论。
通过对公路隧道围岩分级标准的介绍,我们可以看出,隧道围岩的稳定性对隧道工程有着重要的影响。
在实际工程中,需要根据围岩的不同等级,采取相应的支护和加固措施,以确保隧道的施工质量和运营安全。
希望本文能够对相关人员有所帮助,谢谢阅读!。
公路隧道围岩分级
• 铁道部、总参305部队同年提出了 以围岩地质条件的定性描述,岩体结 构特征和岩石强度并考虑其他因素的 综合分级方法。随着地下工程锚喷支 护技术的发展,各部门都提出了为锚 喷支护设计、施工用的地下工程岩体 分级方法。70年代随着声波技术的推 广应用,以声波参数为分级参数的分 级相继出现。
• 表2例举了国内主要围岩分级方法, 纵观国内外主要围岩分级方法,从早 期以单指标单因素的分级方法,逐步 发展为多因素综合指标的分级方法和 多因素定性、定量指标结合的分级, 近年又提出了以多因素指标的复合指 标——岩体质量系数的岩体分级。
一般
分配点数 25
20
12
6
0
隧洞总每10米
岩 长段涌水量, 0
石
L/min
透
5水
性
<25
隧洞干燥程度 干燥 稍潮湿
25~ 125
>125
潮湿 涌水严重
分配点数
10
7
4
0
表3-2 按裂隙产状校正分配点数表
影响程度等级 最 有 利
有 利
一
般
不 利
最不利
隧洞
0
分配 系数
地
基
0
边坡
0
-2
-5 -10
-12
D. 节理为粉质粘土或砂质粘土覆盖,少量粘土、半软弱 3.0 岩覆盖
E. 有软弱的或低摩擦角的粘土矿物覆盖在节理表明(如 4.0 高岭土、云母绿泥石、滑石、石膏等)或含有少量膨胀性 粘土(不连续覆盖、厚度约1~2cm或更薄)的节理面
25°~30° 25°~35° 8°~16°
(b) 当剪切变形<10cm时,节理面直接接触 F. 砂质微粒,岩石风化物充填 G. 紧密固结的半软弱粘土矿物充填(连续的或厚度小 于5mm) H. 中等或轻微固结的软弱粘土矿物充填(连续的或厚 度小于5mm) I. 膨胀性粘土充填,如连续分布的厚度小于5mm的蒙脱 土充填时 J. a值取决于膨胀性颗粒所占百分数,以及水的渗入情 况
隧道围岩分级方法
隧道围岩分级方法
隧道围岩分级方法可以根据围岩的强度、稳定性和透水性等特征进行划分。
常见的隧道围岩分级方法有以下几种:
1. 国际地铁隧道分类法:按照地质特征将围岩分为Ⅰ至Ⅵ级,1级围岩为最好的围岩,6级围岩为最差的围岩。
2. 日本高速公路隧道工程协会围岩分级法:按照围岩的岩性、颗粒级配、岩石坚度、块度、岩体结构和褶皱、断层等因素进行评价,将围岩划分为4个等级。
3. 美国地质勘探员协会(Rock Mass Rating)围岩分级法:按照地质结构和岩石机械特性等因素,将围岩划分为6个等级,从R0到R6,R0围岩为最差的围岩,R6围岩为最好的围岩。
4. 中国国内常用的围岩分级标准:根据地质特征和工程要求,将围岩分为I至V级,I级围岩为最好的围岩,V级围岩为最差的围岩。
以上只是隧道围岩分级的一些常用方法,在具体工程中可以根据实际情况选取适合的分类方法。
围岩等级划分
(1)公路隧道围岩分类
围岩级别划分:
围岩等级划分是根据围岩的坚硬程度和完整性来划分的,支护衬砌等级是按照围岩的完整性,稳定性来划分的。
444,地下水的侵蚀程度,以及原岩的构造影响。
坚硬程度,可分为
1.坚硬岩,锤击清脆,回弹,振手,可溶性差,放入水中不易产生水解反应。
(当然不包括灰岩以及盐岩,可溶性较强的岩类)
2. 较坚硬岩,锤击声清脆,轻微回弹,稍震手,浸水后有轻微吸水反应。
3.较软岩,锤击声不清脆,无回弹,较易击碎,浸水后指甲可刻出印痕。
4. 软岩,锤击声哑,无回弹,易击碎,浸水后可掰开。
5. 极软岩,锤击声哑,无回弹,有较深凹痕,浸水后可捏成团。
完整性是根据围岩受风化剥蚀程度来判定的:
1.完整:节理裂隙不发育
2.较完整:节理裂隙略微发育—稍发育
3.较破碎:节理裂隙较发育
4.破碎:节理裂隙发育
5.极破碎:节理裂隙极发育
稳定性受岩石的坚硬程度,完整性,以及地下水状况影响。
围岩完整性越好,坚硬程度越高,地下水发育程度越低,稳定性越好。
节理的密集程度,节理面的张度,受风化作用的影响,观察节理面的张度、密度,判定围岩的完整性。
张度分为:
紧闭、微张、张开、宽张
在做超前预报的时候,需要详细的描述掌子面破碎带的位置时,可按照掌子面周边位置来划分如:
拱腰左侧,拱腰右侧
拱脚左右侧
拱顶处,拱腰处,拱脚处。
拱顶至拱腰处,拱腰至拱脚处。
掌子面右侧约3分之一处,掌子面拱腰左侧约3分之一处…
学习TSP的操作方法需要看,TSP使用手册。
TSP结合地勘报告才能把超前预报做好,多看地勘报告。
围岩等级划分
(1)公路隧道围岩分类
围岩级别划分:
围岩等级划分是根据围岩的坚硬程度和完整性来划分的,支护衬砌等级是按照围岩的完整性,稳定性来划分的。
444,地下水的侵蚀程度,以及原岩的构造影响。
坚硬程度,可分为
1.坚硬岩,锤击清脆,回弹,振手,可溶性差,放入水中不易产生水解反应。
(当然不包括灰岩以及盐岩,可溶性较强的岩类)
2. 较坚硬岩,锤击声清脆,轻微回弹,稍震手,浸水后有轻微吸水反应。
3. 较软岩,锤击声不清脆,无回弹,较易击碎,浸水后指甲可刻出印痕。
4. 软岩,锤击声哑,无回弹,易击碎,浸水后可掰开。
5. 极软岩,锤击声哑,无回弹,有较深凹痕,浸水后可捏成团。
完整性是根据围岩受风化剥蚀程度来判定的:
1.完整:节理裂隙不发育
2.较完整:节理裂隙略微发育—稍发育
3.较破碎:节理裂隙较发育
4.破碎:节理裂隙发育
5.极破碎:节理裂隙极发育
稳定性受岩石的坚硬程度,完整性,以及地下水状况影响。
围岩完整性越好,坚硬程度越高,地下水发育程度越低,稳定性越好。
节理的密集程度,节理面的张度,受风化作用的影响,观察节理面的张度、密度,判定围岩的完整性。
张度分为:
紧闭、微张、张开、宽张
在做超前预报的时候,需要详细的描述掌子面破碎带的位置时,可按照掌子面周边位置来划分如:
拱腰左侧,拱腰右侧
拱脚左右侧
拱顶处,拱腰处,拱脚处。
拱顶至拱腰处,拱腰至拱脚处。
掌子面右侧约3分之一处,掌子面拱腰左侧约3分之一处…
学习TSP的操作方法需要看,TSP使用手册。
TSP结合地勘报告才能把超前预报做好,多看地勘报告。
隧道工程
一、公路隧道围岩的分级1、一级围岩:坚硬岩,岩体完整,巨整体状或巨厚层状结构。
围岩基本质量指标大于550兆帕。
2、二级围岩:坚硬岩,岩体完整,块状或厚层状结构;较坚硬岩,岩体完整,块状整体结构。
围岩基本质量指标在550至451兆帕之间。
3、三级围岩: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石。
岩体较完整,快状体或中厚层结构。
围岩基本质量指标在450至351兆帕之间。
4、四级围岩:坚硬岩,岩体较破碎。
碎裂结构,较坚硬岩、岩体较破碎,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。
土体,压密或成岩作用的黏土及砂性土;黄土。
一般钙质、铁质胶结的碎石土、卵石土、大块石土。
围岩基本质量指标在350至251兆帕之间。
5、五级围岩:较软岩,岩体破碎;软岩,岩体较破碎至破碎;及破碎各类岩体,碎裂状,松散结构。
一般第四系的半干硬至重塑的黏土及稍湿至潮湿的碎石土,卵石土、网砾、角砾及黄土。
非黏土呈松散结构,黏土及黄土呈松软结构。
围岩基本质量指标小于等于250。
6、六级围岩:软塑状黏土及潮湿、饱和粉细砂层、软土等。
其中一级围岩为最好结构,六级围岩为最差结构。
二、围岩的初步判定1、隧道围岩的分级的综合评定方法宜采用两步分级,并按以下顺序进行:围岩分级分为初步分级和和详细分级。
其中初步分级为:定性(坚硬、完整)+定量。
详细分级为考虑修整因素的影响,修整定量。
修正因素为:有无地下水、软弱结构面,且有一组起控制作用。
是否存在高的初应力。
三、隧道的构成1、隧道主要由主体构造物和附属构造物构成。
其中主体构造物有分为:洞门和洞身衬砌。
附属构造物分为:通风、照明、安全措施、供配电、应急系统等。
2、不同的分类形式分为不同的种类:(1)按地层分类,分为岩石隧道、土质隧道。
(2)按所处位置分为,山岭隧道、城市隧道、水底隧道。
(3)按埋深长度分为,浅埋隧道和深埋隧道。
(4)按长度分为,短、中、长、特长。
我国现行公路隧道围岩分类的依据
我国现行公路隧道围岩分类的依据
我国现行公路隧道围岩分类的依据主要包括以下几个方面:
1. 岩体性质:依据围岩的构造、岩性、韧性等性质进行划分。
通常将围岩分为强固岩体、弱固岩体、软弱围岩等。
2. 抗压强度:依据围岩的抗压强度进行分类。
通常将围岩分为高抗压强度围岩、中抗压强度围岩、低抗压强度围岩等。
3. 围岩级别:根据围岩的稳定性、开挖难度等级划分。
通常将围岩分为一级、二级、三级等。
4. 抗变形能力:根据围岩的变形能力进行分类。
通常将围岩分为不可变形围岩、稍有变形围岩、可变形围岩等。
5. 工程地质条件:依据围岩的构造、岩性、地应力等工程地质条件划分。
通常将围岩分为稳定地层、较稳定地层、不稳定地层等。
以上是我国公路隧道围岩分类的主要依据,具体划分方法可能会根据工程需求和地质条件的不同而有所区别。
隧道围岩分级ppt课件
在高的初始应力场条件下,围岩级别应适当降低。
SUI DAO GONG CHENG
隧 ⑸ 地下水的影响
道 工
程 ● 软化围岩;
● 减少层间摩阻力促使岩块滑动;
● 具膨胀性的围岩,遇水后产生膨胀等。
SUI DAO GONG CHENG
2、人为因素
隧
道
工
⑴ 隧道形状和尺寸
石英岩 150-350 10-30 50-60 20-60 石灰岩 50-200 5-20 35-50 10-50
SUI DAO GONG CHENG
片麻岩 50-200 5-20 30-50 3-5 白云岩 80-250 15-25 35-50 20-50
板 岩 60-200
7-15
45-60
2-20
土石块 归入土类
d为 裂 缝 间 距
松散状
松软状
⑵ 结构面性质和空间组合
隧
道
● 性质
工
程
1) 结构面的成因;
2) 结构面的光滑程度;
3) 结构面的物质组成;
4) 结构面的规模;
5) 结构面的密集度。
SUI DAO GONG CHENG
●空间组合
指结构面的相互位置状态。
问题: 软弱结构面有怎样的害处? 什么是不利空间组合?
单轴抗拉强度、剪切强度等等。
1.单轴抗压强度
在单向压缩条件下,岩石能承受的最大压应力,称为单 轴抗压强度,简称抗压强度。
SUI DAO GONG CHENG
岩块的抗压强度通常是采用标准试件在压力机上加轴向
荷载,直至试件破坏。如设试件破坏时的荷载为Pc(N),
隧 横断面面积为A(mm2),则岩石的单轴抗压强度Rc(MPa)为:
关于隧道围岩的分级
关于隧道围岩的分级最近一段时间学习了关于隧道围岩分级的问题,逐渐的了解了隧道的施工工艺及工序,也在网上查找了一些关于围岩问题的文章,学习了,很深奥,有很多东西还是不能够理解,希望能交到良师益友向您学习,本文章来自于百度文库,我整理了下,其中有些内容是我通过查找规范所得。
《公路隧道设计规范JTGD70-2004》《公路工程地质勘察规范JTJ064-98》《岩土工程勘察规范GB50021-2001》《水工隧洞设计规范》(SL279-2002)《工程岩体分级标准》(GB50218-94)《铁路隧道设计规范》(TB10003-2005)《地铁设计规范》(GB50157-2003)《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(50086-2001)《公路隧道施工技术规范》(JTJF60-2009)《工程岩体分级标准》(GB50218-94)名词解释:围岩:围岩是隧道开挖后其周围产生的应力重分布范围内的岩体,或指隧道开挖后对其稳定性产生影响的那部分岩体,(这里所指的岩体是土体与岩体的总称)在不同的岩体中开挖隧道后岩体所表现出的性态是不同的,可归纳为充分稳定、基本稳定、暂时稳定和不稳定四种。
岩爆:岩体中聚积的弹性变形能在地下工程开挖中突然猛烈释放,使岩石爆裂并弹射出来的现象。
轻微的岩爆仅剥落岩片,无弹射现象。
严重的可测到4.6级的震级,一般持续几天或几个月。
发生岩爆的原因是岩体中有较高的地应力,并且超过了岩石本身的强度,同时岩石具有较高的脆性度和弹性。
这时一旦地下工程破坏了岩体的平衡,强大的能量把岩石破坏,并将破碎岩石抛出。
预防岩爆的方法是应力解除法、注水软化法和使用锚栓-钢丝网-混凝土支护。
在JTJD70-2004《公路隧道设计规范》中关于隧道围岩级别划分为六级,级别越大围岩越差,六级为土,但目前实施中不同,《岩土工程勘察规范GB50021-2001》中规定地下铁道围岩分类应按GB50307-1999《地下铁道,轻轨交通岩土工程勘查规范》,GB50307-1999《地下铁道,轻轨交通岩土工程勘查规范》中的围岩分类方法引自原《铁路隧道设计规范》(TB10003-1999)围岩分级是根据《工程岩体分级标准》(GB50218-94)结合工程经验得来的,勘察是为设计服务的,所以在地铁工程勘察中,如果还利用地铁勘察规范进行围岩分类,易给设计带来不便。
隧道围岩级别划分及判定
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X》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。
公路隧道围岩分级
拱部无支护时可产中
小坍塌,则壁基本稳定,爆破振动过大易塌
软质岩石(Rb=5以上~30MPu),受地质构造影响严重,节理较发育;层状岩层为薄层、中层或厚层,层间结合一般
呈大块状砌体结构
III
硬质岩石(Rb (>30MPa),受地质构造影响很严重,节理很发育,层状软弱面(或夹层)巳基本被破坏
I
石质围岩位于挤压极强烈的断裂带内,呈角砾、砂、泥松软体
呈松软结构
围岩极易坍塌变形,有水时土砂常与水一齐涌出;浅埋时易坍至地
表
软塑状粘性土及潮湿的粉细砂等
粘性土呈易蠕动的松软结构砂性土呈潮湿松散结构
3.呈巨块状整体结构
II
石质图岩位于挤压强烈的断裂带内,裂隙杂乱,呈石夹土或土夹石状
呈角(砾)碎(石)状松散结构
围岩易坍塌,处理不当会出现大坍塌,侧壁经常小坍塌;浅埋时易出现地表下沉(陷)或坍至地表
一般第四系的半干硬~硬塑的粘性土及稍湿至潮湿的一般碎、卵石土、圆砾、角砾土及黄土(Q3 、Q4)
非钻性土呈松散结构,粘性土及黄土呈松软结构
结构特征和完整状态
V1
硬质岩石(饱和抗压极限强度Rb>60MPa),受地质构造影响轻微,节理不发育,无软弱面(或夹层);层状岩层为厚层,层间结合良好
呈巨块状整体结构
围岩稳定、无坍塌,可能产少岩爆
V
硬质岩石(Rb>30MPa),受地质构造影响较重,节理较发育,有少量软弱面(或夹层)和贯通微张节理,但其产状及组合关系不致产生滑动,层状岩层为中层或厚层,层间结合一般,很少有分离现象,或为硬质岩石偶夹软质岩石
公路隧道围岩分级
公路隧道围岩分级将围岩分为六级,给出了各级围岩的主要工程地质特征、结构特征和完整性等指标并预测了隧道开挖后,可能出现的坍方、滑动、膨胀、挤出、岩爆、突然涌水及瓦斯突出等失稳的部位和地段,给出了相应的工程措施。
公路隧道洞口围岩类别
公路隧道洞口围岩类别公路隧道洞口围岩类别是指洞口附近的岩石类型和特征。
对公路隧道来说,洞口附近的围岩类别对于隧道的稳定性、施工和运营都有重要影响。
本文将详细介绍公路隧道洞口围岩的几种常见类别。
一、片岩类:片岩是由页岩经过变质作用形成的一种岩石。
公路隧道洞口围岩中常出现的片岩类有云片岩、石英云片岩等。
优点是岩体坚硬、破碎性小,缺点是片岩类岩体针片结构较密集,破碎时产生的碎屑较细,易导致隧道稳定性问题。
二、页岩类:页岩是一种由粘土、石英等组成的细粒状沉积岩。
公路隧道洞口围岩中常出现的页岩类有沉积页岩、变质页岩等。
页岩类围岩特点是岩体坚硬,但含有大量水分,易变形和塌落,容易引起隧道坍塌。
三、灰岩类:灰岩是一种由碳酸钙主要成分组成的岩石。
公路隧道洞口围岩中常出现的灰岩类有生灰岩、杂砂灰岩等。
灰岩类围岩通常质地坚硬,但在水的侵蚀下容易溶解,容易形成溶洞和岩溶隧道。
四、花岗岩类:花岗岩是一种成分为酸性石英、长石和黑云母等的岩石。
公路隧道洞口围岩中常出现的花岗岩类有细粒花岗岩、中等粒度花岗岩等。
花岗岩类围岩具有良好的抗压和抗剪性能,强度高,耐久性好,是理想的隧道围岩。
五、安山岩类:安山岩是一种含有较多角闪石和黑云母的酸性岩石。
公路隧道洞口围岩中常出现的安山岩类有粗晶安山岩、玄武岩等。
安山岩类围岩具有较高的强度,但对水的渗透性较强,容易引起隧道水涌问题。
六、凝灰岩类:凝灰岩是一种火山碎屑岩石,由火山喷发产生的火山灰和碎屑物质固化而成。
公路隧道洞口围岩中常出现的凝灰岩类有安山凝灰岩、流纹凝灰岩等。
凝灰岩类围岩因质地疏松,结构不均匀,强度较低,易发生崩落和滑坡。
总结起来,公路隧道洞口围岩类别有片岩类、页岩类、灰岩类、花岗岩类、安山岩类和凝灰岩类。
在隧道洞口围岩的选择和设计中,应结合具体地质条件和工程要求,选用合适的围岩类别,以保证隧道的稳定性和安全性。
公路隧道围岩分类
节理不发育;层状岩层为厚层,层间结合良好
呈巨块状整体结构
Ⅳ
硬质岩石[Rb>30MPa(300kgf/cra2)]:
受地质构造影响严重,节理发育,有层状软弱面(或夹层),但其产状及组合关系尚不致产生滑动;层状岩层为薄层或中层;层间结合差,多有分离现象,或为硬、软质岩石互层
围岩极易坍塌变
形、有水时土砂常与水一齐涌出,浅埋时易坍至地表
软塑状黏性土及潮湿的粉细砂等
黏性土呈易蠕动的松软结构;砂性土呈潮湿松散结构
呈块(石)碎
(石)状镶嵌结构
拱部无支护时可产生小坍塌,侧壁基本稳定,爆破震动过大易坍
软质岩石[Rb=5~30MPa(50~300kgf/cm2)]:受地质构造影响较重,节理较发育;层状岩层为薄层、中层或厚层;层间结合一般
呈碎石状压碎整体结构
Ⅲ
硬质岩石[Rb>30MPa(300kgf/cm2)]:受地质构造影响很严重,节理很发育;层状软弱面(或夹层)已基本被破坏
Ⅴ
硬质岩石[Rb>30MPa(300kgf/cm2)]:受地质构造影响较重,节理较发育,有少量软弱面(或夹层)和贯通微张节理,但其产状及组合关系不致产生滑动;层状岩层为中层或厚层,层间结合一般,很少有分离现象;或为硬质岩石偶夹软质岩石
呈大块状砌体结构
暴露时间长,可能
会出现局部小坍塌,侧壁稳定,层间结合差的平缓岩层,顶板易塌落
隧道围岩分类表14.2-13
类别
围岩主要工程地质条件
围岩开挖后的稳定状态(坑道跨度5m时)
主要工程地质特征
结构特征和完整状态
Ⅵ
硬质岩石[饱和抗压极限强度Rb>60MPa(600kgf/cm2)]:受地质构造影响轻微,节理不发育,无软弱面(或夹层);层状岩层为厚层,层间结构良好。
公路隧道各级围岩施工方法与要求
公路隧道各级围岩施工方法与要求随着交通网络的不断完善,公路隧道作为一种重要的交通基础设施,在现代交通建设中扮演着关键的角色。
公路隧道的施工质量直接关系到交通运输的顺畅和安全,而围岩的施工是隧道施工的一个重要环节。
本文将探讨公路隧道各级围岩的施工方法与要求,以确保隧道的稳定性和安全性。
一、隧道围岩的分类1.1 软岩软岩是指在地表下相对较浅的深度内,其抗压强度较低、岩石结构较松散的岩层。
在隧道施工中,软岩的处理需要采取特殊的施工方法。
1.2 中硬岩中硬岩的抗压强度较高,岩石结构较致密,是较为理想的隧道围岩。
在施工中,需要注意保护岩体结构,防止岩体的破坏。
1.3 硬岩硬岩是指抗压强度非常高、岩石结构紧密的岩层。
硬岩的施工需要使用更强大的工程机械和更先进的施工技术。
二、各级围岩的施工方法与要求2.1 软岩的施工方法在软岩隧道施工中,常见的施工方法包括:2.1.1 预喷浆法通过在岩体前方喷射浆液,加固软岩,提高岩体的抗压强度。
2.1.2 支护结构法采用锚索、钢架等支护结构,对软岩进行有效支护,确保隧道的稳定。
2.1.3 冻结法在软岩隧道施工中,通过冻结软岩,提高其抗压强度,便于隧道的开挖和支护。
2.2 中硬岩的施工方法2.2.1 凿岩法中硬岩通常采用凿岩法进行开挖。
凿岩机械根据岩体的硬度选择不同的工作方式,如爆破凿岩、机械凿岩等。
2.2.2 钻爆法通过钻孔爆破的方式,将中硬岩分解成适合挖掘的块状,然后进行运输和处理。
2.2.3 引爆法对于特别坚硬的中硬岩,可以使用引爆法,通过爆炸将岩体破碎,然后进行清理和支护。
2.3 硬岩的施工方法2.3.1 钻孔爆破法硬岩的开挖主要采用钻孔爆破法,通过在岩体中钻孔,注入爆破药物,实现岩石的爆破破碎。
2.3.2 双盾掘进法双盾掘进机械是一种适用于硬岩的隧道掘进设备,通过旋转刀盘破碎硬岩,然后通过输送带将碎岩材料运输至隧道出口。
2.3.3 钻掘机法硬岩隧道施工中,还可以采用钻掘机进行局部的岩层打孔和破碎,然后再使用其他设备进行挖掘。
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影响坑道围岩稳定性的因素有两方面:①地质状态影响:围岩结构的完整状态和围岩结构状态的完整程度,亦即围岩的破碎程度。②施工带来的影响。如岩体的结构状态、岩石的基本性质、地下水及初始应力等为地质状态的影响因素,如施工方法、支护措施、坑道形状及尺寸等为施工影响因素,坑道施工是造成围岩丧失稳定性的一个重要因素。挖掘坑道的施工方法、坑道断面尺寸、断面形状、施工质量等都对围岩有影响。在坑道尺寸中,对道路隧道来说,跨度大小对围岩稳定性影响较显著,实践证明,跨度越大,则坑道围岩稳定性就越差。当前提到的裂隙间距,就是相对于坑道跨度为5~15 m的情况所说的,这个跨度范围相当于常用的铁路、公路隧道跨度,在这个范围根据裂隙间距把围岩分成大块状、整体状等,如果开挖的跨度很大或多,坑道形状不同,稳定性也不一样。以下就一些对坑道稳定性有影响的因素加以分析。
公路隧道围岩分类
1绪论道路隧道是穿越山岭建筑的工程结构物,它与周围的岩土体(一般简称围岩)有密切关系,相互影响、相互作用。不同的围岩在修建隧道时会有不同的地质现象。例如有些围岩开挖坑道后,坑道不会坍塌,能很好地保持稳定。而在有些围岩中开挖坑道后,坑道不能保持稳定,容易坍塌,要得到需要的开挖空间就必须修筑衬砌加以支护,这些情况说明了在不同围岩中开挖坑道,围岩会表现出不同的稳定性。为满足工程设计、施工等的要求,例如爆破、支护、挖掘、编制定额等,把与这些不同要求相应的地质条件归类,这就是围岩分类。对于设计道路隧道工程来说,主要是针对支护工程的需要而对应的地质条件进行分类。合理的、符合工程实际的分类,对于支护设计的准确与合理非常重要。
岩体结构面的成因及类型很多,性质复杂,它对于岩体的力学性质及受力状态有较大影响,在研究坑道稳定性时,要充分了解结构面对围岩稳定性的影响。结构面把岩体分割成不同的组合体,常见的类型有:块状结构、镶嵌、碎裂、层状、层状碎裂、松散结构等。岩体,一般指处在未受到人为外力破坏、扰动的山体,当坑道开挖后,则由于工程力的作用破坏了原始状态,使坑道周围在一定范围内的原有岩体受到影响,受到影响范围内的那部分岩体,称之为围岩。即围岩是指与坑道稳定有关系的那部分岩体,这个范围视坑道开挖情况、岩体本身性质、结构面性质及岩块形状等诸多因素影响大小不同。因此,围岩的概念非常广泛,它既包括岩体也包括土体。有的围岩在开挖后会迅速坍塌,甚至会填满坑道空间,在地表还会形成一个与坑道体积相仿的坍塌区,有的围岩在开挖后会出现岩块错动、掉块,甚至坍塌,有的围岩开挖后会维持暂时的稳定,仅在个别地方产生掉块。这些情况表明,开挖使围岩原有的平衡状态破坏了,坑道周围一定范围内产生了扰动,地质情况不同,影响范围不同。
3隧道围岩的分类影响坑道围岩的因素很多,在一个分类中全面地反映这些因素的影响是难以做到的,所以在分类中重点考虑以下3个分类指标。(1)坑道围岩的结构特征和完整状态,即围岩被各种结构面切割的破碎程度及其组合状态。(2)岩石的物理力学性质,即其强度、物理性质,主要是指单轴饱和极限强度较有意义,以强度等于30 MPa作为软硬岩石的分界指标,强度小于5 MPa属于半岩石,忽略具有结构强度的土体。(3)地下水活动的影响,它会使岩质软化、冲走填充物、减少岩块间的摩阻力。坑道开挖后,由于地下水的活动,使围岩稳定性降低,岩块易滑动下掉。
2由于地质情况复杂,我国提出了许多坑道围岩分类的建议,有的已在实践中得到广泛应用,具体有以下几种分类方法:①按地质强度或围岩的物理力学性质指标分类法;②按岩体构造、岩性特征分类法;③按与地质勘查手段相联系的分类法;④按多种因素分类法;⑤按坑道稳定状态分类法。目前公路隧道是参照铁路隧道的围岩分类进行设计的,是以稳定性为基础的分类方法,但在结构设计中往往把坑道围岩的稳定性转化为围岩压力来处理。以下介绍铁路围岩的分类及相应的计算荷载确定法。2围岩稳定性的影响因素岩石是由不同的矿物,经各种地质作用而构成,各种各样的岩石则是构成岩体的基础。岩体是整个地质体的一部分,由于构造作用、风化、变质等原因,岩体内部形成有许多结构面,它把岩体分成各种形状和大小的岩块。岩块间有的有充填物,整个岩体在某个初始应力状态下处于一定的平衡状态。