隧道工程第2章2
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隧道工程第二章-围岩分级
可采用定性划分和定量指标两种方法确定。
隧道工程
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我国铁路隧道围岩分级方法
（一）围岩分级的基本因素 1 岩石坚硬程度 将岩浆岩、沉积岩和变质岩三大岩类按岩性、 物理力学参数、耐风化能力划分为硬质岩和软质 岩两大类。然后根据单轴饱和极限抗压强度再分 为5级，即极硬岩、硬质岩、较软岩、软岩、极 软岩。
隧道工程
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岩体的基本工程性质
（三）力学性质
试件尺寸(cm):15×15×30
3 裂隙岩体的强度性质 试件强度(MPa):32.8~34.6
表中数值为试件的强度 与岩石试件强度的比值
结构面强度：c=0.11MPa;φ=38
隧道工程
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围岩分级概述
围岩是指隧道开挖后其周围产生应力重分 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）。 依据各种围岩的物理性质之间存在的内在联
隧道工程
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围岩的分级方法
（二）以岩石强度或岩石的物性指标为代表 的分级方法 1 以岩石强度为基础的分级方法
该方法单纯以岩石的强度为分级依据。该方法认
为：坑道开挖后，它的稳定性主要取决于岩石的
强度。岩石愈坚硬，坑道愈稳定；反之岩石愈松
软，坑道的稳定性就愈差。该法不全面！
隧道工程
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围岩的分级方法
节理较发育、节理发育、节理很发育4级。 按照岩体风化程度的不同将围岩分为：风化轻 微、较重、严重、极严重4级。
隧道工程
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我国铁路隧道围岩分级方法
（一）围岩分级的基本因素
围岩完整程度
指标1：结构面发育程度 指标2：地质构造影响程度 由此两指标，将岩体完整程度分为5个级别，见下表：
2024年隧道施工安全技术规程（三篇）
2024年隧道施工安全技术规程第一章总则第一条为了加强隧道施工中的安全管理，切实贯彻“安全第一，预防为主”的安全生产方针，保护作业人员在隧道工程施工中的安全与健康，根据国家有关规定，特制定本规程。
第二章基本要求第二条隧道工程施工中使用的爆破器材、安全设施、机电设备、电气材料、工具、仪器、安全检测仪器和个人劳动保护用品必须符合国家标准或行业标准，并有产品合格证，检验证；设备、仪器应有铭牌。
第三条要害岗位，特殊工种的作业人员必须严格挑选，并进行安全、技术考核，特殊工种必须持证上岗。
第四条隧道作业人员必须遵守下列规定：1、作业前应认真做好敲帮问顶等安全工作，发现不安全因素，必须采取措施保证安全后方可施工。
2、必须正确使用个人劳动保护用品。
如穿戴好工作服、防护鞋、安全帽、防尘口爪等。
3、危险地段，不准单人作业。
4、不准喝酒上班，严格遵守劳动纪律。
5、进入施工现场应注意观察各种标志、信号和来往车辆等。
6、未经许可，非作业人员，不得进入施工现场和机房。
7、尽量避免带电作业，严禁在机械运转时进行检修，必须带电作业时，要有专人监护。
8、开动机械前，必须进行前后检查，或打信号，以免伤人或压断各种管路、线路。
9、作业人员必须进行岗前培训，经考核合格后，方准上岗作业。
第三章凿岩安全第五条各种凿岩机械必须保持技术状况良好、安全、灵活、可靠。
操作人员必须按操作规程操作。
第六条凿岩前必须进行“四检查”、“四清除”。
检查和清除炮烟和残炮；检查和清除盲炮；检查和清除顶、帮、工作面浮石；检查和清除支护的不安全因素。
第七条凿岩时，必须做到“四严禁”。
1、严禁打干眼；2、严禁打残眼；3、严禁戴手套扶钎杆；4、严禁站在凿岩机钎杆下方。
第八条使用气腿钻眼时，要注意站立姿势和位置，决不能靠身体加压，严禁骑在气腿打上操作，更不能站立在凿岩机前方或钎杆下，以防断钎伤人。
第九条风动凿岩时应随时观察和检查压气胶管接头，机械联结螺帽是否松动，机械动转是否正常；退出或更换钎杆时，应减速慢退，切实注意钢钎位置，避免钢钎自动脱落伤人，并及时关闭气路。
隧道工程课件-第2章 隧道勘测设计
盾构法特点
适用于大断面隧道，施工速度 快，但对地质条件要求较高， 成本较高。
顶管法特点
适用于软土地层，施工方便， 但对顶推力要求较高，施工精
度要求高。
隧道施工方法的选择原则
根据工程规模、地质条件、环境要求 等因素综合考虑选择合适的施工方法。
优先选择技术成熟、施工经验丰富的 施工方法。
考虑施工安全、质量、进度和成本等 方面的要求。
隧道勘测设计是指在隧道施工前，对隧道所在区域的地质、地形、环境等进行详细勘测，并根据勘测结果进行隧 道施工图纸的设计。隧道勘测设计是确保隧道施工安全、质量、效率的重要前提，对于隧道工程建设具有至关重 要的作用。
隧道勘测设计的流程
要点一
总结词
隧道勘测设计的流程包括现场勘测、初步设计、技术设计 、施工图设计等阶段。
通风结构
为保障隧道内空气质量，需设置通风设备，如风机、风道等。
隧道结构设计的方法与技术
01
02
03
04
数值模拟
利用数值模拟软件对隧道结构 进行受力分析、稳定性评估和
优化设计。
模型试验
通过制作缩尺模型进行试验， 验证隧道结构的可行性和可靠
性。
经验公式
根据工程实践和经验总结，采 用经验公式进行隧道结构设计行 咨询和评审，提高隧道结构设
计的专业性和可靠性。
04
隧道施工方法选择
隧道施工方法的分类与特点
隧道施工方法分类
根据隧道施工的工艺、技术和设 备，隧道施工方法可分为传统矿
山法、盾构法、顶管法等。
传统矿山法特点
适用于各种地质条件，但施工 周期长，对周边环境影响较大 。
地质条件复杂、设计难度大
详细描述
隧道工程课件-第2章 隧道勘测设计
例如：成昆线沙木拉打隧道的比选
线路方案
隧道长（km）
高程（m）
线路长（km）
沙木拉打
6.4
2188～2243
141.5
瓦 吉 木
14.5
1950～2077
109.3
小 相 岭
19.5
1782～1815
109.3
阳糯雪山
25.8
1760～1800
83.5
一般隧道标高越高，隧道长度越短，相应施工工期也短，但两端展线长度增加，且线路拔起高度大，运营条件差，线路通过能力降低；
(一)单斜构造与隧道位置的选择
1．水平或缓倾角岩层
单斜构造 当隧道通过坚硬的厚层岩层时，较为稳定。若通过很薄的岩层，则施工时顶部易产生掉块现象，此时，以不透水的坚硬岩层作顶板为最好。
2．陡倾角岩层
当隧道中线可能沿两种不同岩性的岩层走向通过时，应避免将隧道置于两种不同的岩层软弱构造(破碎)带．如图a(B)所示；而宜将隧道置于岩性较好的单一岩层中，如图a(A)．
第 1 章 隧道工程勘测设计
选择越岭隧道的两大要素 平面位置与立面位置的选择 平面位置的选择 ——选择垭口
什么叫做垭口？
A
B
C
较低的垭口
山岭（褶多山）
较高的垭口
选择的垭口 路线总方向 垭口 什么叫做垭口？ 如何选择垭口？
当线路必须跨越分水岭时，分水岭的山脊线上总会有高程较低处，称之为垭口。 常常有若干个垭口可以通过。通过上述因素的分析比较，选定最为理想的垭口。垭口是选定越岭隧道线路方案的控制点。
物探根据岩土物理性质不同的分类：
电磁法勘探（地质雷达）－隧道常用
地震勘探－隧道常用
声波探测
重力勘探
线路方案
隧道长（km）
高程（m）
线路长（km）
沙木拉打
6.4
2188～2243
141.5
瓦 吉 木
14.5
1950～2077
109.3
小 相 岭
19.5
1782～1815
109.3
阳糯雪山
25.8
1760～1800
83.5
一般隧道标高越高，隧道长度越短，相应施工工期也短，但两端展线长度增加，且线路拔起高度大，运营条件差，线路通过能力降低；
(一)单斜构造与隧道位置的选择
1．水平或缓倾角岩层
单斜构造 当隧道通过坚硬的厚层岩层时，较为稳定。若通过很薄的岩层，则施工时顶部易产生掉块现象，此时，以不透水的坚硬岩层作顶板为最好。
2．陡倾角岩层
当隧道中线可能沿两种不同岩性的岩层走向通过时，应避免将隧道置于两种不同的岩层软弱构造(破碎)带．如图a(B)所示；而宜将隧道置于岩性较好的单一岩层中，如图a(A)．
第 1 章 隧道工程勘测设计
选择越岭隧道的两大要素 平面位置与立面位置的选择 平面位置的选择 ——选择垭口
什么叫做垭口？
A
B
C
较低的垭口
山岭（褶多山）
较高的垭口
选择的垭口 路线总方向 垭口 什么叫做垭口？ 如何选择垭口？
当线路必须跨越分水岭时，分水岭的山脊线上总会有高程较低处，称之为垭口。 常常有若干个垭口可以通过。通过上述因素的分析比较，选定最为理想的垭口。垭口是选定越岭隧道线路方案的控制点。
物探根据岩土物理性质不同的分类：
电磁法勘探（地质雷达）－隧道常用
地震勘探－隧道常用
声波探测
重力勘探
第二章_隧道工程地质环境及围岩分级1
下面概要介绍航摄资料用于绘制工程地质图的 方法。 （a）主体镜判释：立体镜是航空像片立 体观察仪器。利用判断标志，结合所需掌握的 区域地质资料，将判明的地层、构造、岩性、 地貌、水文地质条件，不良地质现象等，调绘 在单张像片上，并据以确定需要调查的地点和 路线。 （b）实地调查测绘：对判释的内容，通 过实地调查测绘进行核对，修改与补充。重要 的地质点应剌点纪录。 （c）绘制工程地质图：根据地形、地貌、 地物的相对位置，将测绘在像片上的地质资料， 利用转绘仪器绘制于等高线图上，并进行野外 核对。
地下工程地质环境是个复杂的概念： 1、地层特征； 2、地下水状况； 3、原始地应力；
4、地温；
5、含煤地层（瓦斯）；
2.1.3、研究地下工程地质环境问题，归根到底 是研究地下工程围岩稳定性。 它包括：
1、围岩破坏或稳定的规律；
2、影响围岩稳定的主要因素；
3、标志围岩稳定性的指标和判断准则；
4、分析围岩稳定性的方法； 5、以及为围岩稳定而必须采取的工程措施（施 工程序和方法、支护结构的类型、支护结构的 布置、架设时间等）。
2 .2.1.2初步勘察
初勘是在批准的工程可行性研究报告推荐 建设方案的基础上，在初步选定的路线内进行 勘察，其任务是满足初步设计对资料要求。 根据工程地质条件，优选路线方案，在路 线基本走向范围内，对可能作为隧道线位的区 间进行初勘，重点勘察不良地质地段，以明 确隧道能否通过或如何通过。提供编制初步 设计所需全部工程地质资料。
2.2.2.2 调查与测绘 调查与测绘是工程地质勘察的主要方法。 通过观察和访问，对隧道通过地区的工程地 质条件进行综合性的全面研究，将查明的地 质现象和获得的资料，填绘于有关的图表与 记录本中，这种工作统称为调查测绘（调 绘）。隧道工程地质测绘，一般可在沿线两 侧带状范围内进行，通常采用沿线调查的方 法，对不良地质地段及地质条件复杂的路段， 应扩大调绘范围，以提出完整可靠的地质资 料。
隧道工程2-3-2 洞门及洞口缓冲结构-洞口缓冲结构
3 洞口缓冲结构
• （1）设计规定 • 缓冲结构当横断面不变时，侧面或顶面应开 减压孔，减压孔面积可根据实际情况确定， 宜为隧道净空有效面积的1/5~1/3。 • 缓冲结构宜采用钢筋混凝土结构；
• 预留设置缓冲结构条件的洞口，当有路基挡 土墙时，其位置应在缓冲结构之外。
第7页
3 洞口缓冲结构
• （2）设计原则及结构形式 • 一般情况下，列车速度越高，隧道阻塞比越 大，所需要的缓冲结构越长，在缓冲结构周 壁上的开孔的设置也越复杂。但是，为建造 方便，通常采用断面积不变，侧面或顶部开 孔的开孔型缓冲结构作为缓冲结构的标准型。 下面以合（肥）福（州）铁路隧道为例，对 缓冲结构的设置原则和结构形式进行阐述。
第8页
3 洞口缓冲结构
• （2）设计原则及结构形式 • 合福铁路隧道缓冲结构采取在隧道顶部开孔 方式，开孔大小为3m（纵向）×3.2m（横 向），根据隧道的具体情况，一般隧道洞口 缓冲结构的设置有以下五种情况：
பைடு நூலகம்第9页
3 洞口缓冲结构
• ① 隧道长度小于500m； • 适用形式：帽檐斜切开孔式（L-19m）； 喇叭口倒切开孔式缓冲结构（L-10m）；
• 开孔个数4个；
第14页
3 洞口缓冲结构
• 因地形、地质条件等因素影响选用标准型存 在困难时，可因地制宜，采用其他型式的缓 冲结构形式。武广客运专线部分隧道采用了 矩形截面顶部开孔型、扩大断面开孔型等。
第15页
谢 谢！
第16页
• 开孔个数1个；洞口有环境敏感点时设置；
第10页
3 洞口缓冲结构
• ② 隧道长度500m~1000m； • 适用形式：帽檐斜切开孔式（L-19m）； 喇叭口倒切开孔式缓冲结构（L-10m）；
隧道工程第二章隧道工程地质环境及围岩分级
✓ 勘测设计阶段的地质预估预评价是对隧道所处地质背 景的宏观把握，不可能做出微观的把握；
✓ 复杂长隧道的地质变化对施工方法及工期有决定性影 响；
『 2.2 ▎施工地质超前预报
✓ 作用（施工开挖）引起地质的变化只有在施工期才能 显现出来；
✓ 施工期需要对地质定量的评价而非定性； ✓ 积累经验提高隧道施工地质超前预报准确率和水平及
『 2.2 ▎施工地质超前预报
水平声波反射法
它利用孔间地震剖面法(ABSP)的原理及相应软件开发的 一种超前预报方法。
其原理是向岩体中辐射一定频率的高频地震波，当地震 波遇到波阻抗分界面时，将发生折射、反射，频谱特征也将 发生变化，通过探测反射信号(接收频率为声波频段的地震 波)，求得其传播特征后，便可了解工作面前方的岩体特征 。
三、与地质勘探手段相联系的分级方法
围岩弹性波速度是判断岩性、岩体结构的综合指标，它既 可以反映岩石软硬，又可以表达岩体结构的破碎程度。因此， 在弹性波速度基础上，综合考虑与隧道开挖及土压有关的因素 (岩性、风化程度、破碎状态、含水及涌水状态等)，将围岩分 为7级。
迭加成水平应力
重力应力场：岩体由于自重形成的应力场。它是地心引力和 离心惯性力共同作用的结果。
σv＝ H σH＝μ/（1-μ）· H
λ = μ/（1-μ）为侧压力系数
构造应力场：地壳各处发生的一切构造变形与破裂都是 地应力作用的结果。
较复杂，对岩体稳定影响较大。最大主应力方向为垂直 于构造线方向；水平分量一般大于垂直分量。构造应力 一般为压应力。水平应力具有明显的各向异性,且具有很 强的方向性。
岩体的范围：取决于工程的形状、位置、工程类型、工程规 模等。
岩体与岩石的区别：岩石和岩体过去统称岩石。岩体是 地壳的一部分，有结构体及结构面组成，即由各种岩石 块体组合而成的岩石结构物。
✓ 复杂长隧道的地质变化对施工方法及工期有决定性影 响；
『 2.2 ▎施工地质超前预报
✓ 作用（施工开挖）引起地质的变化只有在施工期才能 显现出来；
✓ 施工期需要对地质定量的评价而非定性； ✓ 积累经验提高隧道施工地质超前预报准确率和水平及
『 2.2 ▎施工地质超前预报
水平声波反射法
它利用孔间地震剖面法(ABSP)的原理及相应软件开发的 一种超前预报方法。
其原理是向岩体中辐射一定频率的高频地震波，当地震 波遇到波阻抗分界面时，将发生折射、反射，频谱特征也将 发生变化，通过探测反射信号(接收频率为声波频段的地震 波)，求得其传播特征后，便可了解工作面前方的岩体特征 。
三、与地质勘探手段相联系的分级方法
围岩弹性波速度是判断岩性、岩体结构的综合指标，它既 可以反映岩石软硬，又可以表达岩体结构的破碎程度。因此， 在弹性波速度基础上，综合考虑与隧道开挖及土压有关的因素 (岩性、风化程度、破碎状态、含水及涌水状态等)，将围岩分 为7级。
迭加成水平应力
重力应力场：岩体由于自重形成的应力场。它是地心引力和 离心惯性力共同作用的结果。
σv＝ H σH＝μ/（1-μ）· H
λ = μ/（1-μ）为侧压力系数
构造应力场：地壳各处发生的一切构造变形与破裂都是 地应力作用的结果。
较复杂，对岩体稳定影响较大。最大主应力方向为垂直 于构造线方向；水平分量一般大于垂直分量。构造应力 一般为压应力。水平应力具有明显的各向异性,且具有很 强的方向性。
岩体的范围：取决于工程的形状、位置、工程类型、工程规 模等。
岩体与岩石的区别：岩石和岩体过去统称岩石。岩体是 地壳的一部分，有结构体及结构面组成，即由各种岩石 块体组合而成的岩石结构物。
隧道工程第2章
第二章 2.4 隧道的水文勘察 2.4.1地下水涌水调查
• 涌水勘察的任务:
隧 道的 勘 察
为了预测施工中可能出现的涌水，要通过对构造裂 隙、地下水露头的调查，判明含水层、透水层、隔水层
的范围及其与隧道的关系和影响程度；调查地下水的类
型及其与地表水的相互补给关系，地下水的动态变化规 律；调查地下水的流量、流向及水质等。
优点
缺点
有小螺纹钻、钎探、
洛阳铲等
第 二 章 隧 道的勘察
2.3 隧道地质勘察
隧道是修建在地层中的建筑物，它从位臵选择到 具体设计、直到施工，均与工程地质条件有密切关系。 工程地质条件包括岩层性质、地质构造、岩层产状、 裂隙发育程度及风化程度、隧道所处深度及其与地形 起伏的关系、地层含水程度、地温及有害气体情况、 有无不良地质现象及其影响等。一般分为可行性研究 勘察、初步勘察、详细勘察。
第二章 2.4.1地下水涌水调查
隧 道的 勘 察
详细的涌水勘察任务如下：
⑴查明隧道区的地形、地貌、地层岩性、地质构造特征；各类蓄 水构造，划分水文地质单元。 ⑵查明地下水类型及特征、含水层分布位臵、高程及特征，进而 确定隧道所处位臵与含水层之间的关系。 ⑶查明隧道的水文地质条件，特别是地质构造特征对水文地质条 件的影响，分析场地地下水在隧道开挖及运营过程中的补给、径 流、排泄关系。评价地下水对围岩级别、施工开挖和支护工程的 影响。 ⑷确定隧道开挖及运营期的疏干区、影响区范围，预测隧道静态 涌水量、动态涌水量及总涌水量，预测隧道通过地段在施工中可 能发生集中涌、突水地段位臵及危害程度。 ⑸对隧道开挖及运营过程中汇入或涌突的地下水提出预报、预防 及排治水措施和建议。 ⑹评价隧道施工排水对环境生态的影响。
难点：切实掌握不同勘察阶段的目的、手段、内容、深 度以及应提交的勘察资料。
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1.施工过程中： 长距离预报采用地震反射波法 中短距离预报采用地质雷达 进一步验证采用超前钻孔、超前导坑法 掌子面地质综合信息预报
2.地表勘察： 高密度电阻率法 浅层地震勘探方法
（1）高密度电阻率法
高密度电阻率法在隧道塌方区调查中应用
（2该）项浅目层为地丹震东反－射拉波萨法高勘速探公路本溪段高速公路勘 察项目，主要目的是进行公路隧道的选线以及查明 地质构造情况。
代表性岩石
硬 极硬岩 质 岩 硬岩
软 较软岩 质 岩
软岩
极软岩
RC＞60 30＜RC≤60 15＜RC≤30 5＜RC≤15
RC≤5
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
第二章 思考题
1、隧道工程地质调查与勘测的内容有哪些？ 2、初步勘察和详细勘察有何异同？
3、施工地质超前预报的方法有哪些？
什么是围岩？
围岩分级的目的 隧道围岩分级是正确进行隧道设计与施工的基础。围岩
分级直接影响隧道围岩压力的计算、施工开挖方法、支撑与 衬砌设计，特殊隧道（小净距隧道）的界定等。正确的、符 合工程实际的围岩分级，对于隧道设计计算及支护设计的准 确性有很重要的意义。
第二章 隧道工程地质环境及围岩分级
一、 隧道工程地质调查与勘探 二、施工地质超前预报 三、围岩分级
第一节 隧道工程地质调查与勘探
一、工程地质调查测绘 1.铁路工程地质技术规范的总要求 （1）查明隧道通过地段的地形、地貌、地层
、岩性、构造。
（2）查明隧道是否通过煤层、膨胀性地层及有害矿 体等。
（3）查明不良地质、特殊地质对隧道通过的影响， 特别是对洞口位置及边坡、仰坡的影响，提出工程 措施意见
TSP技术野外工作方法
超前预报爆破孔布置
检波器放置图
TSP超前预报现场
超前预报主要仪器连接图
检波器
起爆器
双角线
炸药 接收器
仪器连接示意图
仪器连接图
TSP技术在磨子潭隧道左线中的应用
掌子面 ZK55+485
预报结果： ZK55＋553处存在构造破碎带
(2)地质雷达法
(3)红外探水法
隧道地质超前预报运用选择
结构面大于3组，多以附近受构造 作用影响大，裂隙宽度以张开型为 主，多有充填物
结构面杂乱无序，在断层附近断层 作用影响大，宽张裂隙全为泥质或 泥夹岩屑充填，充填物厚度大
（4）查明隧道附近井、泉的分布情况，分析隧道地 区的水温地质条件，判明地下水的类型、水质及补 给来源，预测地下水的侵蚀性和洞身分段涌水量。
（5）对于深埋隧道，应作隧 道地温升温预测。对岩层坚 硬、致密、性脆、构造应力 集中的地段，应考虑发生岩 爆的可能性。
（6）综合分析岩性、构造、地下水等有关地质测绘、 勘探、测试结果，分段确定隧道围岩级别。
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
完整程 度 完整 较完整
铁路隧道围岩分级方法
目前铁路隧道围岩分级采用以围岩稳定 性为基础的分级方法。
围岩基本分级由岩石坚硬程度和岩体完 整程度两个因素确定。采用定性和定量指 标两种方法确定。
(1)岩石坚硬程度 根据单轴饱和极限抗压强度 R c 分为5 级，即极硬岩、硬 质岩、较软岩、软岩、极别 单轴饱和抗 压强度RC/MPa
（7）在隧道洞口需要接明洞的地段，应查明明洞基 底的工程地质条件。
（8）查明横洞、平 行导坑、斜井、竖 井等的工程地质条 件。
2.地形地貌调查
3.地层、岩性调查
4.地质构造调查
褶皱
断层
节理
5.水文地质调查 6.滑坡、落石、岩堆、泥石流和岩溶地质调查
7地温测定
二、勘探、测试工作要求 1、铁路工程地质技术规范，对勘探测试工作总的要求
较破碎
破碎
极破碎
结构面特征
岩体完整程度划分 结构类型
结构面1~2组，以构造型节理或层 面为主，密闭型
结构面2~3组，以构造型节理、层 面为主，裂隙多呈密闭型，部分为 微张型，少有充填物
结构面一般为 3组，以节理及风化 裂隙为主，在断层附近受 构造作用 影响较大，裂隙以微张型和张开型 为主，多有充填 物
(1)目的任务：选定隧道位置 (2)基本内容：查明控制隧道方案的工程地质问
题，如地形、地质、岩性、不良地质等
详细勘察
(1)目的任务：对选定的隧道提供详细的工程地质水文 地质等信息。 (2)基本内容：查明为施工图设计服务的地质问题
第二节 施工地质超前预报
一、地质超前预报的内容
1.地区地质分析与宏观地质预报 2.不良地质及灾害地质超前预报 3.重大施工地质灾害临警预报
（1）钻孔布置 （2）钻探深度应达到路肩设计高程以下2~3m，遇溶洞、暗河 及其他不良地质时，应适当加深。 （3 ）应做好地下水位记录和观测工作，并取样做水质分析， 判明对混凝土的侵蚀性。 （4）应取代表性样品进行试验。 （5）对有害矿体和气体，应取样做定性、定量分析。
三、隧道勘察的几个阶段
初步勘察
二、地质超前预报的方法
1.地质分析法 2.超前平行导坑预报法 3.超前水平钻孔法 4.物理探测法
利用物体物性差异进行地质判断的间接方法。主要 有以下几种方法：
（1） TSP地震反射波法
TSP技术激发孔及接收孔布置示意图
掌子面
炮点
接收点
X
T
TSP技术工作原理
布孔图说明： 1 在掌子面后方，距掌子面5m处开始布设爆破孔24个，直径40mm，孔间距1.5m， 距离硐底板1m，见图1；孔深1.5m，倾斜5°，见图2 。 2 在距离第24个爆破孔15m处布设一个检波器孔，孔径50mm，距离硐底板1m，见图 1；孔深2m， 倾斜5°，见图3。 3 若为单硐，将孔布设在埋深较大、距离临空面较远的硐壁上；若为双硐，布孔 硐壁选择在受邻近硐影响较小的一侧，即布设在两相邻隧硐外侧硐壁上。 4 孔壁光滑平整，孔内无掉渣掉块，保证能顺利将炸药放入孔底。
2.地表勘察： 高密度电阻率法 浅层地震勘探方法
（1）高密度电阻率法
高密度电阻率法在隧道塌方区调查中应用
（2该）项浅目层为地丹震东反－射拉波萨法高勘速探公路本溪段高速公路勘 察项目，主要目的是进行公路隧道的选线以及查明 地质构造情况。
代表性岩石
硬 极硬岩 质 岩 硬岩
软 较软岩 质 岩
软岩
极软岩
RC＞60 30＜RC≤60 15＜RC≤30 5＜RC≤15
RC≤5
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
第二章 思考题
1、隧道工程地质调查与勘测的内容有哪些？ 2、初步勘察和详细勘察有何异同？
3、施工地质超前预报的方法有哪些？
什么是围岩？
围岩分级的目的 隧道围岩分级是正确进行隧道设计与施工的基础。围岩
分级直接影响隧道围岩压力的计算、施工开挖方法、支撑与 衬砌设计，特殊隧道（小净距隧道）的界定等。正确的、符 合工程实际的围岩分级，对于隧道设计计算及支护设计的准 确性有很重要的意义。
第二章 隧道工程地质环境及围岩分级
一、 隧道工程地质调查与勘探 二、施工地质超前预报 三、围岩分级
第一节 隧道工程地质调查与勘探
一、工程地质调查测绘 1.铁路工程地质技术规范的总要求 （1）查明隧道通过地段的地形、地貌、地层
、岩性、构造。
（2）查明隧道是否通过煤层、膨胀性地层及有害矿 体等。
（3）查明不良地质、特殊地质对隧道通过的影响， 特别是对洞口位置及边坡、仰坡的影响，提出工程 措施意见
TSP技术野外工作方法
超前预报爆破孔布置
检波器放置图
TSP超前预报现场
超前预报主要仪器连接图
检波器
起爆器
双角线
炸药 接收器
仪器连接示意图
仪器连接图
TSP技术在磨子潭隧道左线中的应用
掌子面 ZK55+485
预报结果： ZK55＋553处存在构造破碎带
(2)地质雷达法
(3)红外探水法
隧道地质超前预报运用选择
结构面大于3组，多以附近受构造 作用影响大，裂隙宽度以张开型为 主，多有充填物
结构面杂乱无序，在断层附近断层 作用影响大，宽张裂隙全为泥质或 泥夹岩屑充填，充填物厚度大
（4）查明隧道附近井、泉的分布情况，分析隧道地 区的水温地质条件，判明地下水的类型、水质及补 给来源，预测地下水的侵蚀性和洞身分段涌水量。
（5）对于深埋隧道，应作隧 道地温升温预测。对岩层坚 硬、致密、性脆、构造应力 集中的地段，应考虑发生岩 爆的可能性。
（6）综合分析岩性、构造、地下水等有关地质测绘、 勘探、测试结果，分段确定隧道围岩级别。
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
完整程 度 完整 较完整
铁路隧道围岩分级方法
目前铁路隧道围岩分级采用以围岩稳定 性为基础的分级方法。
围岩基本分级由岩石坚硬程度和岩体完 整程度两个因素确定。采用定性和定量指 标两种方法确定。
(1)岩石坚硬程度 根据单轴饱和极限抗压强度 R c 分为5 级，即极硬岩、硬 质岩、较软岩、软岩、极别 单轴饱和抗 压强度RC/MPa
（7）在隧道洞口需要接明洞的地段，应查明明洞基 底的工程地质条件。
（8）查明横洞、平 行导坑、斜井、竖 井等的工程地质条 件。
2.地形地貌调查
3.地层、岩性调查
4.地质构造调查
褶皱
断层
节理
5.水文地质调查 6.滑坡、落石、岩堆、泥石流和岩溶地质调查
7地温测定
二、勘探、测试工作要求 1、铁路工程地质技术规范，对勘探测试工作总的要求
较破碎
破碎
极破碎
结构面特征
岩体完整程度划分 结构类型
结构面1~2组，以构造型节理或层 面为主，密闭型
结构面2~3组，以构造型节理、层 面为主，裂隙多呈密闭型，部分为 微张型，少有充填物
结构面一般为 3组，以节理及风化 裂隙为主，在断层附近受 构造作用 影响较大，裂隙以微张型和张开型 为主，多有充填 物
(1)目的任务：选定隧道位置 (2)基本内容：查明控制隧道方案的工程地质问
题，如地形、地质、岩性、不良地质等
详细勘察
(1)目的任务：对选定的隧道提供详细的工程地质水文 地质等信息。 (2)基本内容：查明为施工图设计服务的地质问题
第二节 施工地质超前预报
一、地质超前预报的内容
1.地区地质分析与宏观地质预报 2.不良地质及灾害地质超前预报 3.重大施工地质灾害临警预报
（1）钻孔布置 （2）钻探深度应达到路肩设计高程以下2~3m，遇溶洞、暗河 及其他不良地质时，应适当加深。 （3 ）应做好地下水位记录和观测工作，并取样做水质分析， 判明对混凝土的侵蚀性。 （4）应取代表性样品进行试验。 （5）对有害矿体和气体，应取样做定性、定量分析。
三、隧道勘察的几个阶段
初步勘察
二、地质超前预报的方法
1.地质分析法 2.超前平行导坑预报法 3.超前水平钻孔法 4.物理探测法
利用物体物性差异进行地质判断的间接方法。主要 有以下几种方法：
（1） TSP地震反射波法
TSP技术激发孔及接收孔布置示意图
掌子面
炮点
接收点
X
T
TSP技术工作原理
布孔图说明： 1 在掌子面后方，距掌子面5m处开始布设爆破孔24个，直径40mm，孔间距1.5m， 距离硐底板1m，见图1；孔深1.5m，倾斜5°，见图2 。 2 在距离第24个爆破孔15m处布设一个检波器孔，孔径50mm，距离硐底板1m，见图 1；孔深2m， 倾斜5°，见图3。 3 若为单硐，将孔布设在埋深较大、距离临空面较远的硐壁上；若为双硐，布孔 硐壁选择在受邻近硐影响较小的一侧，即布设在两相邻隧硐外侧硐壁上。 4 孔壁光滑平整，孔内无掉渣掉块，保证能顺利将炸药放入孔底。