隧道围岩判定等级划分方法

高速公路、铁路隧道围岩等级判定

（文/萧整勇）

一、前言

随着我国高等级公路、铁路建设的迅猛发展，高速公路、铁路的隧道比也不断的增加，由于现阶段探测方法的不准确性，隧道围岩情况又复杂多变，隧道围岩判定、分类工作对指导隧道施工、调整工法和支护参数尤为重要。在围岩分类的基础上再依照每一类围岩的稳定程度给出最佳的施工方法和支护结构设计。围岩分类是选择施工方法的依据、是进行科学管理及正确评价经济效益、确定结构上的荷载（松散荷载）、确定衬砌结构的类型及尺寸、制定劳动定额、材料消耗标准等的基础，同时也是安全指导施工的有力保障。

汶马高速公路工程起于汶川县凤坪坝，止于马尔康市卓克基，是典型的第二阶梯（四川盆地）向第三阶梯（青藏高原）的过渡段。公路沿线穿越了龙门山断裂带、米亚罗断裂带、松岗断裂带；汶马高速C14合同段的狮子坪1号隧道全长13.4公里，穿越了米亚罗断裂带，所穿越的主要岩性有变质砂岩、板岩、千枚岩等，地形地貌、水文地质条件极其复杂。所以对狮子坪1号隧道掌子面围岩判定指导施工尤为重要。

二、隧道围岩级别判定工作流程

隧道工程施工过程中需要进行隧道围岩级别判定的情况较多，这里指可能发生隧道围岩支护参数设计变更时进行的围岩级

别判定工作。由于其特殊性，隧道围岩级别判定一般采用五方现场会审制度（地质咨询、施工、监理、设计、业主）。五方现场会审一般由业主组织，进行隧道围岩级别判定时由地质咨询方牵头会审，其他各方共同确认；进行支护参数确认时由设计方提出并经业主确认。隧道围岩级别判定工作流程：预判-组织现场会审-审查工作-判定围岩级别-支护参数确认-签字确认。

三、隧道围岩级别判定工作方法

隧道围岩判定一般采用定性和定量相结合的方法，按两步判定围岩分级：第一步通过测量或观察隧道围岩状况得到岩石硬度和岩体完整度的定量数值或定性结论，然后计算得到岩体基本质量指标BQ值或利用矩阵法查得围岩基本分级判定结论；第二步综合考虑其它影响岩体质量和稳定性的因素，选取地下水状况、软弱结构面、地应力三个因素进行围岩级别修正，同时结合隧道设计支护参数分等级的做法，以半级为单位进行修正。

1、隧道围岩基本分级判定方法

a、为便于会审各方清晰观察和测量掌子面围岩的相关状

况，施工单位须确保掌子面已出渣、清危完毕。洞内具备

良好的通风和照明条件。

b、地质咨询方拍摄掌子面照片，测绘结构面产状，即时进

行地质素描工作。

c、通过对结构和物质组成、构造、触摸、锤击等方式确认

岩性和岩性组合。

d、有条件可直接实测出Rc值；也可观察岩体风化程度，

结合岩性确定岩石坚硬程度。

e、可直接或间接测量得到岩体体积节理数Jv来确定岩体

的完整程度；也可以观察测量结构面类型、裂隙发育及结

构面结合情况等，判定出岩体的完整性。

f、根据岩石坚硬程度和岩体的完整性，计算得到岩体基本

质量指标BQ值或利用矩阵法查得围岩基本分级判定结论。

2、隧道围岩综合分级判定方法

a、地下水修正：观察了解水文情况，根据地下水特征、流量

进行修正。需要注意的是地下水对含千枚岩的岩层质量和稳定性

影响较大，并且影响时间将跨过施工阶段一直延续至运营期间，在修正时需根据千枚岩类别详细考虑。

b、主要软弱结构面修正：掌子面围岩出现近水平贯通结构面（倾角小于10°）、泥化夹层、断层破碎带等状况时，围岩等级降低半级；遇其组合则降低一级；遇见组合断层围岩等级降低一级。

C、地应力的修正：若能测定围岩地应力状况，可根据测量结论进行地应力修正。也可根据施工过程中的异常情况（钻孔发现动力现象如岩芯饼化、周围围岩自行鸣响）或观察近段时间初期支护有无变形，结合监控量测资料对地应力进行判断。当发现近期初期支护变形量大并发生明显开裂时（非施工质量引起，下同），按高应力区考虑，降半级；当发现初期支护变形侵限，按极高应

力区考虑，降一级；当可能发生岩爆时，按岩爆烈度等级考虑支护参数。

需要强调的是，对于岩石类围岩，无论多少因素引起的降级修正，最低只能是Ⅴ级弱。

四、支护参数的确认

支护参数由设计代表提出，业主确认。正常情况下，围岩支护参数与围岩分级判定存在一一对应关系，但设计综合考虑的因素还有：是否存在偏压，隧道上方是否存在冲沟、隧道四周是否存在通道或需保护的重要建筑物，隧道是否处于软弱地质的影响延长带等等，在这些因素的影响下，确认的支护参数与围岩级别可能不再一一对应。

五、隧道岩体主要岩性（这里用狮子坪1号隧道岩性作为讲例）

鉴定岩性没有捷径，唯有熟能生巧。

为了缩小鉴定范围，通过综合设计地勘报告和实际开挖过程中露出岩性总结，将出现的岩性或岩性组合进行归纳，结合颜色、成分和结构、构造、刻划等鉴定方法，查下表确认岩性。

特例：当观察到掌子面为洪冲积、崩坡积堆积体时，不需进行基本判定和综合判定两步，直接确定最终围岩分级结论：Ⅴ级弱。

六、岩石硬度

现场会审时，可直接测出隧道掌子面岩体Rc值用于判定岩石硬度。

1、也可以通过观察岩体风化程度，结合岩性，按下表确认岩石

硬度。

3、一般说来，在没有大的贯通至地面的较大裂隙的情况下，

隧道埋深较深，可认为风化程度不予考虑（未风化或微风化）。

隧道洞口段、埋深较浅的隧道且受构造破坏的需要判定风化程

度，参见下表。

七、岩体完整度

1、在掌子面条件允许的情况下，可直接或间接测量得到岩体

体积节理数Jv，通过下表换算得到岩体完整度指标Kv。

2、也可观察结构面类型、结构面发育程度及结合情况，测定

得到具体数据后，可查下表得到岩体完整度结论。观察重

点为隧道中心至拱顶150度范围的扇形区域。

在具体使用时有两种方法，一种是利用“结构面发育程度”和“主要结构面的结合程度”综合判定岩体完整度；另一种是利用“结构面类型”和“主要结构面的结合程度”综合判定岩体完整度。

3、利用“结构面类型”对岩体完整度进行判定与“结构面发育程度”判定方法划分基本一致，存在一定对应关系，结构分类见下表。