青川曲河电站引水隧洞围岩分类评价 37页PPT文档
围岩分级(精选优秀)PPT
❖ 二、岩石力学性质
❖
岩石对围岩稳定性及分级的影响主要是指岩石强度或坚固性。由于岩
石（块）强度可由室内试验获得，因此围岩分级中一般采用岩石单轴饱和
抗压强度σcw作为强度指标。该指标既考虑了地下水对岩石的软化，又兼
顾考虑了岩石的风化情况，同时，它与其它力学指标有较好的互换性，而 且试验方法简单可靠。若无岩石单轴饱和抗压强度的实测值，可采用实测 的岩石点荷载强度指数Is(50)的换算值，换算公式为：
体积裂隙数
<1
1-3
3-10
10-30
>30
岩 Jv(条数/m3) (巨块状) （块状） (中等块状) (小块状) (碎裂状)
体 完整性系数 0.9-1.0 0.75-0.9 0.5-0.75 0.2-0.5
<0.2
完
KV
(极完整)
整 性
岩石质量系数 RQD(%)
90-100 (优)
(完整)
75-90 (良)
RQD%10cm以岩上芯岩总芯长累度计长度 （3-3）
❖ 2．地质构造影响程度
❖
结构面的发育情况与区域性摺皱、断裂等地质背景有着密切联系，所以
分类中一般要考虑地质构造的影响程度。一，见表3-3。
❖ 表3-3
岩体受地质构造影响的分级
受地质构造 地 质 构 造 作 用 特 征 影响程度
❖
结构面发育状况及产状包括节理裂隙或层面的密度（间距）、组数、
贯通程度、闭合程度、充填情况和粗糙程度等。结构面的定性指标通常有
如下几种：
❖ (1)结构面的成因及其发展历史，一般分为原生结构面、构造结构面与次生 结构面。
❖ (2)结构面的产状，包括结构面的长度、宽度、方向与间距等。结构面按其 贯通情况可分为贯通的、断续交错的。结构面方向主要考虑与洞轴线的关 系及结构面与临空面的组合关系。表3-4列出了洞轴线与主结构面产状的不 同交角关系对围岩稳定性的影响。分类中尤应注意软弱结构面的数量、规 模与产状。软弱结构面与洞轴线的不利交角关系及软弱结构面与临空面的 不利组合，是形成不稳定块体，造成围岩失稳的重要因素。
隧道工程围岩分类评价
隧道工程围岩分类评价隧道工程是一项重要的基础设施建设工作，而围岩评价作为隧道工程中的关键环节，对于隧道的施工、运行和维护具有重要的指导意义。
隧道工程的围岩分类评价是基于对围岩的力学性质、物理性质、结构性质等方面进行综合评估，以确定相应的施工方案和措施，确保隧道的安全和稳定。
一、引言隧道工程的建设对围岩的要求很高，不同类型的围岩会对隧道的施工和运行产生不同的影响。
因此，对围岩进行合理的分类评价，有助于选择合适的施工方法和技术措施，提高隧道的工程质量和安全性。
二、围岩分类方法隧道工程围岩的分类评价主要有岩性分类法、岩层结构分类法和围岩强度分类法等。
不同的分类方法适用于不同的隧道工程，需要根据实际情况选择合适的分类方法。
1. 岩性分类法岩性分类法是根据围岩的岩性特征进行分类评价，包括岩石的成分、结构和质地等方面。
这种分类方法可以直观地反映围岩的物理性质和力学性质，对于隧道工程的施工方法和技术措施的选择具有重要的指导意义。
2. 岩层结构分类法岩层结构分类法是根据围岩的岩层结构特征进行分类评价，包括围岩的岩层倾角、厚度和岩层间的接触关系等方面。
这种分类方法主要用于评价围岩的稳定性和断裂性，对于隧道工程的开挖和支护具有重要的参考价值。
3. 围岩强度分类法围岩强度分类法是根据围岩的强度特征进行分类评价，包括围岩的抗压强度、抗剪强度和抗拉强度等方面。
这种分类方法主要用于评价围岩的稳定性和承载能力，对于隧道工程的设计和施工具有重要的影响。
三、围岩分类评价指标在进行围岩分类评价时，需要考虑的指标有很多，其中主要包括地应力、岩石的物理力学特性、围岩结构、围岩的变形特性等。
下面对一些常用的指标进行简要介绍。
1. 地应力地应力是指围岩所承受的来自地下的应力。
地应力对围岩的稳定性和变形性能有重要的影响，是评价围岩分类的重要指标之一。
2. 岩石的物理力学特性岩石的物理力学特性包括密度、弹性模量、泊松比等。
这些特性对于评价围岩的稳定性和变形性能非常关键。
隧道围岩类别划分与判定
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。
隧道地质环境围岩类别分级与不良地质现象概述PPT实用课件(共96页)
岩体的结构 不同块度、形状、产状的结构体构成不同类型 整体结构、块状结构 层状结构、板状结构 碎裂结构、镶嵌结构、层状碎裂结构 散体结构
隧道工程的地质环境---2围岩的工程性质
岩 石 试 验
隧道工程的地质环境---3围岩的稳定性
3 围岩的稳定性
➢研究围岩稳定性的意义 ➢影响围岩稳定性的因素 ➢围岩失稳破坏性态
D
隧道
隧道工程的地质环境---2围岩的工程性质
2 隧道围岩的工程性质
➢围岩的工程性质 ➢岩体的变形特性 ➢岩体的强度 ➢岩体结构分类
隧道工程的地质环境---2围岩的工程性质
➢围岩的工程性质
了解岩体的工程性质,有助于理解隧道围岩稳定性 结构面 断层面、层理面、节理面、裂隙面等
岩体概念 结构体 被结构面切割的块体
应
变
应力=常数
应 力
应变=常数
t
t
0
0
蠕变曲线
松弛曲线
隧道工程的地质环境---2围岩的工程性质
➢岩体的强度
1.岩石强度： 通过试件获得 2.岩体强度： 低于岩石强度，约为岩石强度的70～80％。
抗压强度： 岩石：受微裂隙制约，强度大
岩体：受结构面制约，强度小，具有各向异性
抗剪强度： 受结构面的制约 结构面发育的岩体，只有抗压的5~10%
现场试验：真实、费时、费钱 室内试验：不易取样、代表性差
隧道工程的地质环境---2围岩的工程性质
➢岩体的变形特性
1.岩体的变形特性： 受拉、受压、剪切、流变
问题：岩体能受拉吗？ 有限，一般不考虑
2.受压变形
岩石：线性、弹性 软弱结构面：非线性、塑性 岩体：弹塑性体、四个阶段 岩体既不是简单的弹性体，也不是纯粹的塑性体 而是复杂的弹塑性体 完整性好，接近弹性体
隧道围岩类别划分与判定
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.Bienia ｗsｋs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。
隧道围岩类别划分与判定
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 ppt课件
ppt课件
5
岩石坚硬程度的定性划分
1、坚硬岩 定性鉴定： 锤击声清脆，有回弹，震手，难击碎；浸水后无吸 水反应。抗压强度大于60MPa。 花岗岩、辉绿岩、石英岩、硅质石灰岩、玄武岩 2、较坚硬岩 定性鉴定： 锤击声较清脆，有轻微回弹，稍震手，较难击碎； 浸水后有轻微吸水反应。抗压强度大于30小于60MPa。 石灰岩、钙质砂岩、大理岩
隧道围岩级别判定
2012年7月06
ppt课件
1
前言
隧道围岩等级判定是实际施工中新奥 法施工反馈设计的重要组成部分，是隧道 施工过程中能够及时调整支护参数，保证 隧道施工安全和工程质量的重要保障。
ppt课件2名Fra bibliotek解释1、岩体基本质量 岩体基本质量是由岩体坚硬程度和岩 体完整程度决定。 2、结构面 岩体内开裂的和易开裂的面，对于隧 道施工主要为层面、节理、断层。
4、结合很差：泥质充填或泥夹石屑充填。
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10
岩体完整程度定性
1、完整：平均间距大于1m，整体状或巨厚层状， 结合好或一般。
2、较完整：平均间距大于1m，块状或厚层状，结 合差；平均间距大于0.4m小于1m，裂隙块状或中厚层状， 结合好或一般。
3、较破碎：平均间距大于0.4m小于1m ，裂隙块状 或中厚层状，结合差；平均间距大于0.2m小于0.4m，镶 嵌碎裂结构，结合好；裂隙块状结构，结合一般。
ppt课件
3
符号
1、岩石单轴饱和抗压强度（RC） 一般为实测值。 2、岩体完整性指数（Kv） 为岩体弹性纵波速度与岩石弹性纵波速度之比 的平方。 3、岩体体积节理数（Jv） 每立方岩体体积内的节理（结构面）数目。 4、地下水影响修正系数（K1）
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隧道围岩类别划分与判定
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。
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1 工程概况
青川县位于四川省西北部，四川盆地的边缘。东临广元，南与 江油接界，西接平武县，北为甘肃省文县。地理位置处于东经105º， 北纬32～33º之间。县境地势西北高东南低，最低海拔520m，最高 海拔3837m。
曲河电站位于青水河上游曲河乡境内，1987年10月四川大学工 程设计院接受了青川县水电农机局的委托，负责曲河水电站可行性 和初步阶段的地勘及设计工作。87年11月至88年6月完成了第一阶 段的野外调查和勘测工作，2019年7月至10月进行了第二阶段的野 外调查和坑探工作，两期共计完成表1.1所列主要实物工作量。
1988年7月）。
4 隧洞围岩工程地质分类
4.1 分类判据 根据《水利水电工程地质勘察规范》GB 50287-99，围岩的工 程地质分类以控制围岩稳定的岩石强度、岩体完整程度、结构 面状态、地下水和主要结构面产状五项因素之和的总评分为基 本判据，以围岩强度应力比为限定判据，按表4.1-1进行分类。
表4.1-1 围岩工程地质分类
26/5 291/8 49/8
块
17
图1.1 隧洞轴线位置图
2 工程地质条件 3 2.1 地形地貌及物理地质现象
隧洞途经地段为高丘地貌，研究区未见泥石流、滑坡和大型 崩塌等不良地质现象
2.2 地层岩性
拟建隧洞涉及地层除周家—毛坝断裂至调压井段基岩为寒武 系下统є1千枚岩、变质砂岩、硅质板岩等外，其余地段基岩均为 Zbh地层，表层为第四系全新统松散堆积物，厚度不等，局部基岩 裸露。岩性分层简要叙述如下：
S 围岩强度应力比按下式计算：
S Rb Kv σm
式中：Rb——岩石饱和单轴抗压强度（MPa）； Kv——岩体完整性系数，Kv=（VPm/VPr）2； σm——围岩的最大主应力（MPa）。
① Zbh，震旦系上统胡家寨组：为工区内主要工程岩体，由浅变质 的粘土岩和碎屑岩组成，主要有灰绿色、浅黄灰色的绢英千枚岩、 变质石英砂岩和板岩等。顶部以浅绿—灰色条纹状绢英千枚岩夹薄 层板状浅灰白色石英岩为其特征，厚210～1256m。
② є1，寒武系下统邱家河组和油房组：上部为变质岩屑砂岩、粉砂 岩夹板岩和砂质千枚岩，下部为碳硅质板岩夹硅质岩、灰岩、劣质 铁锰矿层及石煤。厚0～4300m，假整合于Zby之上。
② 断层 拟选隧洞途经两条逆断层，其一为光头山附近的窑光断层F1， 产状为NE30ºSE∠70º；其二为周家—毛坝断层F2 ，该段裂隙发育 且有地下水活动，产状扭曲，实测约为NW15ºSW∠40º。
2.4 水文地质
研究区有基岩裂隙含（透）水带和松散堆积物含（透）水带 两个含（头）水带，分述如下。
基岩含（透）水带：分布大体与强风化带相一致，但下界多 在强风化带下界以下。受构造节理和岩体破碎带的影响，在空间分 布上和含（透）水性上均存在差异。
⑵ 褶皱 隧洞沿途地段主要为单斜构造，仅在进口段有一次一级背
斜。
⑶ 断裂 ① 节理裂隙 节理面一般延伸数米～数十米，间距数米～数十米，可分为 四组：第一组，走向北东，倾北西，陡倾角，规模和间距均在10m 以上，受卸荷作用，张开度较大；第二组，走向北西，倾南西，陡 倾角，规模和间距均在10m以上；第三组，走向北东，倾南东，倾 角40～60，闭合、延伸10m左右、间距约5m，在下坝线左岸发育； 第四组，“X”型节理，在上坝右岸分布较多，其产状为N５ºW/SW ∠50º，另一支为N47ºW/NE∠53º。卸荷裂隙左右岸均有，主要 表现为沿已有裂隙（顺河裂隙）张开，上坝线左岸表现最明显，张 开最大达40cm左右。层间错动带和挤压透镜体，下坝线右岸多见， 顺河而下，层错带多呈下部顺层，上部倾角变陡而切层，层错带一 般厚数厘米，多为砾质砂壤土充填。石英脉、块发育处多在构造破 碎带处，多为顺层产出，厚数厘米，长数十厘米。
本次分类评价的目的主要是为可行性研究阶段的隧洞支护及衬 砌设计和工程概算提供依据及建议。
表1.1 完成地勘工作量表
工作项目
综合地质测绘 1∶50000 综合地质测绘 1∶500 地质剖面测绘 1∶500 槽探 钻探 压水 试验 岩矿 鉴定
完成工作量
单位
数量
km2
217
km2
0.07
m
820
m3/条 m/孔 段次
照片4 隧洞出口处边坡探坑揭露的全～ 强风化状的千枚岩层
照片5 隧洞出口处边坡探坑揭露的强风化千 枚岩层的片理发育状况
照片6 隧洞出口处边坡探坑揭露的松散覆盖层，主 要为千枚岩风化后的残留物和崩塌体
3 分类依据
⑴《水利水电工程地质勘察规范》GB 50287-99 ； ⑵ 现场踏勘资料及图片； ⑶《四川省青川县曲河水电站设计任务书报告》（地质部分，
③ Q，第四系松散堆积物 Ⅰ Q3al，上更新统河流冲积物：厚0～20m。 Ⅱ Q4al，全新统河流冲积物 ，主要为砂砾、卵石，厚0～
13m。 Ⅲ Q4el、Q4dl 和Q4c等全新统残积、坡积及崩积等堆积物：
Q4el、Q4dl常共在一起，分布广泛而厚度较薄。
2.3 地质构造
⑴ 岩层产状 隧洞进口段为Zbh基岩，岩层呈单斜层构造，总体走向北东东， 倾向北北西，倾角一般30～50度，倾向上游而略偏向右岸，岩层倾 角在剖面上似有弧形变化，高陡而低缓的趋势。在光头山的西南面 总体上为NE75ºNW∠45º和NW77ºNE∠41º，从而在距隧洞入口约 200m左右形成次一级背斜构造；在光头山的东北面至周家湾一带， 地层呈单斜构造，岩层产状总体上走向为北西，倾向北东，倾角变 化不大，实测产状一般为NW39ºNE∠25º、NW10ºNE∠31º ；周家湾东北面，从周家—毛坝断裂开始，岩层走向北西，倾向南 西，实测产状约为NW66ºSW∠25º。
松散堆积物含（透）水层：河谷中含水较丰富，透水性强。
照片1 引水隧洞施工洞进口岩体，为千枚岩和板岩互 层，主要结构面为岩层层面（片理面或板理面），产 状：走向近东西，倾向北，略倾右岸，倾角约35度。 形成横向河谷。
照片2 微风化的千枚岩岩体
照片3上坝址推荐坝轴线位置右岸变质砂岩体，层面 走向与岸坡近于垂直，以约35度角倾向上游