围岩级别分析
第一章：隧道围岩分析
概 述
隧道工程地质勘察的重要内容之一是根据隧道围岩的岩体或土体特征、岩石
的坚硬程度、岩体的完整程度、风化程度等地质条件，考虑地下水、高地应力的
影响，围岩的纵波速度，隧道的埋藏深度等因素后，综合评价隧道的围岩分级。
将其作为隧道工程的结构设计依据、施工方法依据、工程造价依据。
围岩分级方法
3个基本因素：
① 岩性：抗压强度、弹性模量、弹性波速等。
② 地质构造：岩体完整性或结构状态。
③ 地下水：地下水发育时，围岩级别应降低。
1个附加因素：
④ 初始地应力：适当考虑。
1.1、以岩石强度或物性指标分级
1、以岩石强度为基础的分级法
代表：土石分类法～坚石、次坚石、松石、土。
2、以岩石物性指标为基础的分级法
代表：岩石坚固性系数(f值)分级法～普氏法
f值：一个综合的物性指标值，如岩石的抗钻性、抗爆性、强度等。但核心还是岩石强度。
1.2、以岩体构造、岩性特征分级
代表：
泰沙基法～考虑围岩的完整状态和岩性，共9级。
我国交通隧道围岩分级法～借鉴了泰沙基法，考虑岩体综合物性，
共6级。
1.3、与地质勘探手段相联系的分级法
代表：
弹性波速分级法～波速是反映岩性与岩体结构的一项综合指标，波
速越高，围岩越好。
岩石质量指标～RQD指标也是反映岩性与岩体结构的一项综合指
标。RQD指标的具体含义为岩芯复原率:
1.4、组合多种因素的分级法
代表：
岩体质量分级法。巴顿等人提出的“岩体质量—Q”分级法。
表达如下：
组合了6个参数：岩石质量指标、节理组数目、节理粗糙度、
节理蚀变值、节理含水折减系数、应力折减系数。
我国铁路与公路的围岩分级方法
1.5、铁路隧道
1.5.1、分级的理论基础
以围岩的稳定性判断为基础。属于“以岩体构造和岩性特征为
代表”的分级方法。主要考虑4种因素：
1.5.2、基本分级
依据：围岩主要工程地质条件，由两条组成：
①岩石坚硬程度
软硬岩分界指标：30Mpa
Rb>30 硬岩
5
②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：
围岩受地质构造影响程度等级划分
围岩节理（裂隙）发育程度划分
1.6、公路隧道
1.6.1、初步分级
依据：围岩主要定性特征，包括：岩石坚硬程度Rc(即强度)、
岩体完整性Kv(即弹性波速)，推出围岩基本质量指标
BQ=90+3Rc+250Kv
1.6.2、详细分级
修正BQ值：当有以下3方面影响时，应予修正：
①地下水K1
②软弱结构面(比铁路多此条)K2
③高初始地应力K3
[BQ]=修正BQ值=BQ-100(K1+K2+K3)；K1～K3各值可查公路隧道规
范附录A.0.2-1～A.0.2-3
隧道围岩分级(表)
（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）存在高初始应力
3.围岩分级中，岩石坚硬程度、岩体完整程度，两个基本因素的定性划分和定量指标，及其对应关系应符合有关规定
4.非粘性土呈松散状，粘性土及黄土呈松软结构
Ⅵ
土体
1.软塑状粘性土
2.潮湿、饱和粉细砂层、软土等
围岩分级判断方法
1.两步分ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ：
（1）初步分级：
1)定性：岩石坚硬程度和岩体完整程度的特征
2)定量：岩体基本质量指标（BQ）
（2）详细分级：
1)在岩体基本质量分级的基础上，考虑修正因素的影响
2)按修正后的岩体基本质量指标（BQ），结合岩体定性特征综合评判，确定围岩的详细分级
在工程可行性研究和初步设计可行性研究和初步设计阶段可采用定性划分的方法或工程类比的方法进行围岩级别划分坚硬岩rb30mpa岩体较完整块状或厚层状结构451550较坚硬岩岩体完整块状整体结构坚硬岩岩体较破碎巨块石碎石状镶嵌结构351450较坚硬岩或较软硬质岩岩体较完整块状体或中厚层状结构坚硬岩岩体破碎碎裂石结构251350较坚硬岩岩体较破碎破碎破碎镶嵌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结构土体1
岩体较完整，块状或厚层状结构
451~550
较坚硬岩
岩体完整，块状整体结构
Ⅲ
坚硬岩
岩体较破碎，巨块（石）碎（石）状镶嵌结构
351~450
较坚硬岩或较软硬质岩
岩体较完整，块状体或中厚层状结构
Ⅳ
坚硬岩
岩体破碎，碎裂（石）结构
251~350
较坚硬岩
岩体较破碎—破碎，破碎镶嵌结构
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。
围岩分级
未风化~微风化的凝质岩，千枚岩，
砂质泥岩，泥灰岩，泥质砂岩，粉
砂岩，页岩等
软岩 锤击声哑，无回弹，有凹痕， 1 强风化的硬质岩；
易击碎；浸水后手可掰开 2 弱风化~强风化的较坚硬岩；
3 弱风化的较软岩；
4 未风化的泥岩等
极软 锤击声哑，无回弹，有较深凹 1 全风化的各种岩石；
岩 痕，手可捏碎；浸水后可捏成 2 各种半成岩
团
Rc(MPa) 坚硬程度
Rc 与岩石坚硬程度定性划分的关系
>60 坚硬岩
60~30 较坚硬岩
30~15 较软岩
15~5 软岩
<5 极软岩
4．岩体完整程度的划分如下表
岩体完整程度的定性划分
名称
结构面发育程度 主要结构面的 组数 平均间距（m） 结合程度
主要结构 面类型
相应结构类型
完整
1～2
>1.0
岩的详细分级。 二）围岩分级中岩石坚硬程度`岩体完整程度两个基本因素的定性划分和定量 指标及对应关系应符合下列规定： 1 岩石坚硬程度可按下表定性划分。 2 岩体坚硬程度定量指标用岩石单轴饱和抗压强度 Rc 才表达。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 IS（50）的换算值，即 按下式计算。
或修正的围岩质量指标[BQ]值，土体隧道中土体类型、密实状态等定性特征，按表 3.6.5 确
定围岩级别。
表 3.5.6 公路隧道围岩分级
围岩级别
围岩或土体主要定性特征
围岩基本质量指标 BQ 或修
正的围岩基本质量指标[BQ]
Ⅰ
坚硬岩，岩体完整，巨整体状 >550
或巨厚层状结构
Ⅱ
坚硬岩，岩体较完整，块状或 550～451
铁路隧道围岩级别划分
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。
(整理)铁路隧道围岩分级
强风化
全风化
简要说明
地
下
水
状
态
渗水量[L/（min·10m）]
＜10
干燥或湿润
10~25
偶有渗水
25~125
经常渗水
干燥或湿润
偶有渗水
经常渗水
初
始
地
应
力状Leabharlann 态埋深H= m地质构造应力状态
其他
围岩级别
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
备注
记录者
复核者
日期
硬岩
30＜Rc≤60
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、结晶颗粒较粗的岩浆岩
软质岩
较软岩
15＜Rc≤30
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
软岩
5＜Rc≤15
强风化的极硬岩；弱风化至强风化的硬岩；弱风化的软岩；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
硬岩或软硬岩互层，岩体较完整；
较软岩，岩体完整
——
2.5~4.0
Ⅳ
极硬岩，岩体破碎；
硬岩，岩体较破碎或破碎；
较软岩或软硬岩互层，岩体较完整或破碎；
软岩，岩体完整或较完整
1.5~3.0
Ⅴ
软岩，岩体破碎至极破碎；
全部极软岩及全部极破碎岩
1.0~2.0
Ⅵ
受构造影响很严重呈碎石、角砾及粉末、泥土状的断层带
软塑状粘性土、饱和的粉土、砂类土
铁路隧道围岩分级
（铁路隧道设计规范）
1、围岩基本分级应由岩石坚硬程度和岩体完整性程度两个因素确定；
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。
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。
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
3-1-1隧道围岩级别划分与判定之答禄夫天创作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平安施工.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份较年夜, 有一定人为因素和不确定性, 在使用中, 往往存在纷歧致, 随勘察人员的认识和经验的分歧, 对同一围岩作出级别分歧的判断.采纳定性分级的围岩级别, 经常呈现与实际分歧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, 实施时难度较年夜.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、接受的荷载（工程荷载和初始应力）、应力变形状态、几何鸿沟条件、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自力于各种工作类型的, 反映出了岩体的基本特性, 在岩体的各项物理力学性质中, 对稳定性关系最年夜的是岩石坚硬水平, 岩体的构造发育状态、岩体的不连续性、节理化水平所反映的岩体完整性是地质体的又一基本属性.国内外大都围岩分级都将岩石坚硬水平和岩体的完整水平作为岩体基实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》围岩分级围岩级另外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.表1.1 围岩分级注1 围岩按定性分级与定量指标分级有分歧时一般应以低者为准.2 本表声波指标以孔测法测试值为准如果用其他方法测试时可通过比较试验进行换算.3 层状岩体按单层厚度可划分为厚层年夜于0 5m中厚层0 1~0 5m薄层小于0 1m4 一般条件下确定围岩级别时应以岩石单轴湿饱和抗压强度为准当洞跨小于5m, 服务年限小于10 年的工程确定围岩级别时可采纳点荷载强度指标取代岩块单轴饱和抗压强度指标可不做岩体声波指标测试5 测定岩石强度做单轴抗压强度测定后可不做点荷载强度测定.用岩体完整性系数Kv暗示, Kv 可按下式计算:Kv=(V pm/V pr)2（1.2-1）式中：V pm——岩体弹性纵波速度（km/s）V pr——岩石弹性纵波速度（km/s）当无条件进行声波实测时也可用岩体体积节理数Jv Kv 值.表1.2 J v与K v对比表岩体强度应力比的计算应符合下列规定：1 当有地应力实测数据时S m= K v f r/σ1（1.2-2）式中：Sm--岩体强度应力比；fr--岩石单轴饱和抗压强度(MPa)；Kv--岩体完整性系数；σ1--垂直洞轴线的较年夜主应力(kN/m2).2 当无地应力实测数据时σ1= γH (3.2-3)式中：γ--岩体重力密度(kN/m3)；H--隧洞顶覆盖层厚度(m).1.对Ⅲ、Ⅳ级围岩本地下水发育时应根据地下水类型水量年夜小软弱结构面几多及其危害水平适当降级.1.2.4断层带对Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级围岩当洞轴线与主要断层或软弱夹层的夹角小于30时应降一级.2 铁路隧道围岩分级目前, 我国铁路隧道采纳的围岩分级如表 2.1所示.当用物探法测有弹性纵波速度时, 可参照围岩弹性纵波速度测定值确定围岩级别.天职级适用于一般地质情况的隧道, 对特殊地质条件的围岩, 如膨胀岩、盐岩、多年冻土等需另行考虑.关于隧道围岩分级的基本因素和围岩基天职级及其修正,可参照2.3内容确定.表2.1 铁路隧道围岩分级注：层状岩层的层厚划分：巨厚层：厚度年夜于 1.0m；厚层：厚度年夜于0.5m, 且小于即是1.0m；中厚层：厚度年夜于0.1m, 且小于即是0.5 m；薄层：厚度小于或即是0.1m.各级围岩的物理力学指标标准值应按试验资料确定, 无试验资料时可按表2.2选用.表2.2 各级围岩的物理力学指标注：1.本表数值不包括黄土地层；2.选用计算摩擦角时, 不再计内摩擦角和黏聚力.围岩基天职级应由岩石坚硬水平和岩体完整水平两个因素确定；岩石坚硬水平和岩体完整水平, 应采纳定性划分和定量指标两种方法综合确定.岩石坚硬水平可按表 2.3.1-1划分.岩体完整水平可按表2.3.1-2划分.围岩基天职级可按表2.3.1-3确定.表2.3.1-1 岩石坚硬水平划分表2.3.1-2 岩体完整水平表2.3.1-3 围岩基天职级隧道围岩级别应在围岩基天职级的基础上, 结合隧道工程的特点, 考虑地下水状态、初始地应力状态等需要的因素进行修正.2.3.2.1地下水状态的分级宜按表2.3.2-1确定.地下水对围岩级另外修正, 宜按表2.3.2-2进行.表2.3.2-1 地下水状态的分级表2.3.2-2 地下水影响的修正2.3.2.2围岩初始地应力状态, 当无实测资料的, 可根据隧道工程埋深、地貌、地形、地质、构造运动史、主要构造线与开挖过程中呈现的岩爆、岩芯饼化等特殊地质现象, 按表2.3.2-3评估.初始地应力对围岩级另外修正宜按表2.3.2-4进行.表2.3.2-3 初始地应力场评估基准注：Rc为岩石单轴饱和抗压强度（MPa）；σmax为最年夜地应力值（MPa）.表2.3.2-4 初始地应力影响的修正注：①围岩岩体为较破碎的极硬岩、较完整的硬岩时定为Ⅲ级；围岩岩体为完整的较软岩、较完整的软硬互层时定为Ⅳ级；②围岩岩体为有些处所的极硬岩、较破碎及破碎的硬岩时定为Ⅳ级；围攻岩岩体为完整及较完整软岩、较完整及较破碎的较软岩时定为Ⅴ级.2.3.2.3隧道洞身埋藏较浅, 应根据围岩受地表的影响情况进行围岩级别修正.当围岩为风化层时, 应按风化层的围岩基天职级考虑；围岩仅受地表影响时, 应较相应围岩降低1～2级.2.3.2.4施工阶段隧道围岩级另外判定宜按表 2.3.2-5的判定卡进行.表2.3.2-5 施工阶段围岩级别判定卡3公路隧道围岩分级围岩级别可根据调查、勘探、试验等资料、岩石隧道的围岩定性特征、围岩基实质量指标（BQ）或修正的围岩质量指标[BQ]值、土体隧道中的土体类型、密实状态等定性特征, 按表 3.1确定.当根据岩体基实质量定性划分与（BQ）值确定的级别纷歧致时, 应重新审查定性特征和定量指标计算参数的可靠性, 并对它们重新观察、测试. 在工程可行性研究和初勘阶段, 可采纳定性划分的方法或工程类比如法进行围岩级别划分.表3.1 公路隧道围岩分级注：本表不适用于特殊条件的围岩分级, 如膨胀性围岩、多年冻土等.公路隧道围岩分级的综合评判方法采纳两步分级, 并按以下顺序进行： (1)根据岩石的坚硬水平和岩体完整水平两个基本因素的定性特征和定量的岩体基实质量指标（BQ）, 综合进行初步分级.(2)对围岩进行详细定级时, 应在岩体基实质量分级基础上, 考虑修正因素的影响修正岩体基实质量指标值.(3)按修正后的岩体基实质量指标[BQ], 结合岩体的定性特征综合评判, 确定围岩的详细分级.岩石坚硬水平可按表3.2.1-1定性划分.表3.2.1-1 岩石坚硬水平的定性划分2岩石坚硬水平定量指标用岩石单轴饱和抗压强度（Rc）表达.Rc一般采纳实测值, 若无实测值时, 可采纳实测的岩石点荷载强度指数Is（50）的换算值, 即按式（3.2.1）计算：Rc= Is（50） (3.2.1） 3 Rc与岩石坚硬水平定性划分的关系, 可按表3.2.1-2确定.表3.2.1-2 Rc与岩石坚硬水平定性划分的关系1岩石完整水平可按表3.2.2-1定性划分.表3.2.2-1 岩体完整水平的定性划分注：平均间距指主要结构面（1～2组）间距的平均值.2岩体完整水平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3.2.2-2确定对应的Kv值.表3.2.2-2 Jv与Kv对比表3 Kv与定性划分的岩体完整水平的对应关系, 可按表3.2.2-3确定.表3.2.2-3 Kv与定性划分的岩体完整水平的对应关系4岩体完整水平的定量指标Kv、Jv的测试和计算方法岩体完整性指标Kv, 应针对分歧的工程地质岩组或岩性段,选择有体表性的点、段, 测试岩体弹性纵波速度, 度应在同一岩体取样测定岩石纵波速度.按下式计算：Kv=(V pm/V pr)2式中：V pm——岩体弹性纵波速度（km/s）V pr——岩石弹性纵波速度（km/s）岩体体积节理数Jv（条/m3）, 应针对分歧的工程地质岩组或岩性段, 选择有代表性的露头或开挖壁面进行节理（结构面）统计.除成组节理外, 对延伸长度年夜于1m的分散节理亦应予以统计.已为硅质、铁质、钙质充填再胶结的节理不予统计.每一测点的统计面积不应小于2m×5m.岩体值Jv应根据节理统计结果按下式计算Jv=S1+s2+……+Sn+Sk式中：Sn——第n组节理每米长测线上的条数；Sk——每立方米岩体非成组节理条数（条/m3）.3.2.3围岩基实质量指标（BQ）应根据分级因素的定量指标Rc值和Kv值, 按式（3.2.3）计算：BQ=90+3Rc+250Kv（3.2.3）使用式（3.2.3）时, 应遵守下列限制条件： 1 当Rc>90Kv+30时, 应以Rc=90Kv+30和Kv代入计算BQ值. 2 当Kv>0.04Rc+0.4时, 应以Kv=0.04Rc+0.4和Rc代入计算BQ值.围岩详细定级时, 如遇下列情况之一, 应对岩体基实质量指标（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 存在高初始应力. 围岩基实质量指标修正值[BQ], 可按式（3.2.4）计算：[BQ]=BQ-100（K1+K2+K3）（3.2.4）式中：[BQ]——围岩基实质量指标修正值； BQ——围岩基实质量指标； K1——地下水影响修正系数；K2——主要软弱结构面产状影响修正系数； K3——初始应力状态影响修正系数.K1、K2、K3值, 可分别按表 3.2.3-1、表 3.2.3-2、表3.2.3-3确定.无表中所示情况时, 修正系数取零.表3.2.3-1 地下水影响修正系数K1表3.2.3-2 主要软弱结构面产状影响修正系数K2围岩极高及高初始应力状态的评估, 可按表 3.2.3-4规定进行.注: σmax为垂直洞轴线方向的最年夜初始应力.宜通过室内或现场试验获取, 无试验数据和初步分级时, 可按表 2.2选用(同铁路隧道)；岩体结构面抗剪断峰值强度参数, 可按表3.2.4选用.宜根据围岩变形量测和理论计算分析来评定, 也可按表3.2.5作出年夜致的评判.表3.2.5 隧道各级围岩自稳能力判断注：①小塌方：塌方高度<3m, 或塌方体积<30m3.②中塌方：塌方高度3～6m, 或塌方体积30～100m3.③年夜塌方：塌方高度>6m, 或塌方体积>100m3.4水工隧洞围岩分级注：1. Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类围岩, 当其强度应力比S小于本表规按时, 围岩类别宜相应降低一级.2. 表中：Rb—岩石饱和单轴抗压强度（MPa）, Kv—岩体完整性系数, σm—围岩最年夜主应力（MPa）.（1）岩石强度评分, 见下表4.2-1.表4.2-1 岩石强度评分注：1.岩石饱和单轴抗压强度年夜于100Mpa时, 岩石强度评分为30；2.当岩体完整水平与结构面状态评分之和小于5时, 岩石强度评分年夜于20的, 按20评分.（2）岩体完整水平评分, 见下表4.2-2）.表4.2-2 岩体完整水平评分≥Rb＞30MPa, 岩体完整水平与结构面状态评分之和年夜于65时, 按65评分；2.当30 MPa≥Rb＞15MPa, 岩体完整水平与结构面状态评分之和年夜于55时, 按55评分；≥Rb＞5MPa, 岩体完整水平与结构面状态评分之和年夜于40时, 按40评分；≤5MPa, 属特软岩, 岩体完整水平与结构面状态不介入评分；（3）结构面状态评分, 见下表4.2-3.表4.2-3 结构面状态评分注：1.结构面的延伸长度小于3m时, 硬质岩、较软岩的结构面状态评分增加3分, 软岩增加2分；结构面的延伸长度年夜于10m 时, 硬质岩、较软岩的结构面状态评分减3分, 软岩减2分；2.当结构面张开宽度10mm, 无充填时, 结构面状态评分为0.（4）地下水状态评分, 见下表4.2-4.表4.2-4 地下水状态评分注：基本因素评分T＇系前述岩石强度评分A、岩体完整性评分B 和结构面状态评分C之和.（5）要结构面产状评分, 见下表4.2-5.表4.2-5 主要结构面产状评分注：按岩体完整水平分级为完整性差、较破碎和破碎的围岩不进行主要结构面产状评分的修正.5 Q系统分类(挪威法)5.1 Q系统发展历程Q系统是挪威岩土所Barton等人在1971～1974年根据249条隧道工程的实践总结, 研究得出的一种将围岩分类与支护设计集于一体的方法.迄今为止已有3个版本的Q分类与支护建议的图表问世, 其中的第三个版本（2004版）是总结世界上2000多条隧道工程实践并以此经验将1992年版本不竭完善而获得的, 这种方法可以应用于隧道工程的勘察、规划和设计阶段, 也可用于隧道施工阶段, 它可以通过现场观测, 也可以通过对地质岩芯取样的描述计算获得对应的Q值, 借此来评价围岩质量的指标.1974年, 挪威地质所N.Barton等人在249条隧道工程实践的基础上第一次提出隧道围岩分类与支护关系的图表, 该表内容相对较少, 结构也较为简单, 那时的支护手段主要采纳网喷混凝土, 如图1.图1 Q系统围岩分类与支护综合表(1974) 1992年, N.Barton等人根据近1500个永久地下结构物的施工记录整理结果结出了经验设计方法该方法是通过一张综合考虑因素的图来选择隧道支护参数的.由于在20世纪70年代末, 纤维增强喷射混凝土获得年夜量的应用, 并基于这些工程支护的经验, N.Barton等人对分类与支护图表也作了年夜量的修改和细化, 此时的主要支护手段为纤维增强喷射混凝土.如图2.图1 Q系统围岩分类与支护综合表(1992) 2004年出书的《挪威隧道和地下2004年度陈说》中给出了第三张分类与支护图表（基于2000条隧道统计结果）, 如图3所示, 该表比1992年的图表更加细化了支护的内容.图3 Q系统围岩分类与支护综合表(2004)5.2 Q系统简要用法介绍Q分类法主要考察围岩结构、完整性和应力情况及其对应的6个参数, 通过公式（5.2-1）计算获得Q值, 每一个Q值都反映所在掌子面处的围岩情况, 为了更具有代表性, Q 值可以是一个范围.但Q 分类法中参数取值也是通过给定性描述赋权值的方法进行, 所以在实施中也难免带有人为因素, 同时Q 系统建议的比力经济的隧道支护方法, 由于种种原因在我国还没有获得有效和推广应用.尽管如此, Q 系统的分类方法能给围岩的好坏赋于一个数值, 它可以作为我国隧道分类方法的一个有益弥补, 使围岩分类的结果更贴近实际地质情况.SRFJwJa Jr Jn RQD Q ••=(5.2-1)式中：Q ——N.Barton 岩质评定系数；RQD ——岩体质量指标； Jn ——岩体组数； Jr ——节理粗拙度； Ja ——节理蚀变系数； Jw ——节理折减系数； SRF ——应力折减系数. 式中, 第一个商数（JnRQD ）暗示岩体的完整性；第二个商数（JaJr ）暗示结构面形态, 充填物特征及次生变动水平；第三个商数（SRFJw ）暗示水与应力存在时对岩体质量的影响.下面简述各个系数所代表的意义和取值方法.(1)RQD 值, 岩体质量指标.RQD 是Deree 推荐了一种在钻进时统计岩体质量指标（Rock Quality Designation ）进行岩体分类的方法.RQD 值的界说是：采纳NX 标准钻头钻进, 每一回次进尺中, 长度年夜于10cm 的完整岩芯段所占的百分比, 即：%10010⨯≥=∑Lcm l RQD(5.2-2)式中：l ——岩芯单节长, ≥10cm ；L ——钻孔长度.在统计时沿岩芯中心量测, 明显在钻进中发生的裂隙不计.取值如表5.2-1.表5.2-1 岩石质量指标（RQD, %）注：①当RQD<10时, 取10；RQD 最小间隔为5.(2)Jn, 岩体组数.经常受到节理、片理、板岩劈现或层理等的影响.如果这类平行的“节理”很发育, 显然可视之为一个节理组, 但如果可见的“节理”很稀疏, 并没有固定的产状, 可以称之为随机节理.如图4和表5.2-2.图4 节理取值简图 表5.2-2节理组数（Jn ）注：①对巷洞交叉点, 用3*Jn；②对洞口, 用2*Jn.(3)Jr, 节理粗拙度.用来暗示节理壁的粗拙度, 一般能过手指就可以触摸, 结合描述表就可确定, 如表5.2-5.表5.2-3 节理粗拙度(Jr)注：①如果相应节理组的平均间距年夜于3m时, 加10；②如果线理方向对强度影响很小, 则对有线理的平面磨光节理可取Jr=0.5.(4)Ja, 节理的蚀变水平.与Jr相比, 节理的蚀变水平是进一步来确定节理填充物对节理稳定性的作用, 一般通过填充物的厚度和成份, 特别是在填充物中含有粘土成份时应给予足够的重视.如表表5.2-4.表5.2-4 节理蚀为系数（Ja）(5)Jw, 节理水折减系数.节理水可能会软化节理的填充物从而降低节理间摩擦力, 较年夜的节理水会冲出填充物, 使岩体稳定性年夜年夜降低.其取值如表5.2-5所示.表5.2-5节理水的折减系数（Jw）注：①因素C到F是粗略估计,如果装有排水设施应增年夜Jw；②由于冰冻引起的特殊问题未加考虑.(6)SRF, 一般来说, SRF是表述应力与围岩强度关系的一个参数, 在隧道工程施工之前可以通过早期的地质调查年夜致上确定该地域的SRF值；隧道掘进开始后, 可以通过现场的应力丈量和围岩稳定性的观测来修正SRF值；围岩的应力状态可以年夜致分为以下4类.（见表5.2-6）表5.2-6 应力折减系数（SRF）注：如果剪切带仅仅影响巷道而没有与之相交, SRF值应降低25%～50%.注：①如果（测得）原岩应力场明显各向异性, 当5≤σ1/σ3≤10时, σcf和σTfσcfσTf；当σ1/σ3>10时, σcf和σTfσcfσTf.当σcf为无测压抗压强度, σTf为抗拉强度（点荷载）时, σ1和σ3就是最年夜和最小主应力；②当拱顶距地表的距离小于拱的跨度时, 可参考的记录相当少.对这种情况建议将SRF从2.5增加到5.Q分类法将围岩分为从Exceptionally poor(异常坏)到Exceptionally good(异常好)9个级别, 对应Q值的范围为0.001～1000、岩体变形系数分为3级（0.05～50GPa）、抗剪强度分为2级（0.1～20MPa）.根据计算获得的掌子面的Q值和工程的跨度、高度以及平安要求等指标结合一起就可以在Q系统的支护图表中查到该处的支护设计建议.由此, 通过现场的围岩分类可以将施工、调查、设计优化有机地结合在一起.。
围岩分级_精品文档
围岩分级摘要：围岩分级是岩土工程中的一个重要概念，用于评价和划分岩体的稳定性和质量等级。
本文将介绍围岩分级的概念和意义，并讨论围岩的分级方法和实践应用。
一、引言围岩是指工程中岩石层或岩体的周围围绕的岩土体。
在岩土工程中，围岩的稳定性和质量是评估工程可行性和安全性的重要指标之一。
为了进行详细的工程分析和设计，必须对围岩进行合理的分类和分级，以便准确评估其工程行为和风险。
二、围岩分级的概念和意义1. 概念围岩分级是将围岩按其稳定性、堆积特征、岩质特性等方面进行分类和评价的过程。
通过围岩分级可以了解和预测岩石的强度、断裂性质、围压性质等，从而为工程设计和施工提供准确的参考依据。
2. 意义围岩分级的意义主要体现在以下几个方面：- 提供科学依据：通过围岩分级可以对岩体的力学性质和工程行为有更全面、准确的了解，为工程设计提供科学依据。
- 风险评估：不同级别的围岩具有不同的稳定性和可靠性，分级后可以对围岩的潜在风险进行评估和管理，减少工程风险和损失。
- 施工措施：通过围岩分级可以为工程选择合适的施工方法和技术措施，提高施工效率和安全性。
三、围岩分级方法1. 直观分类法直观分类法是通过对现场岩体进行目测和观察，将围岩划分为不同的级别。
该方法简便快速，但主观性较强，容易受到个人经验和主观因素的影响。
2. 综合评价法综合评价法是将多个参数和指标综合考虑，结合岩石力学试验和现场观测数据，对围岩进行综合评价和分级。
这种方法较客观，但需要收集大量的数据和进行复杂的分析计算。
3. 统计学方法统计学方法通过对大量的岩体样本进行数据统计和分析，确定各种岩体参数的分布规律和概率，以推断围岩的分级。
这种方法能够客观地反映大数据背景下的围岩特性，但对数据的准确性和充分性要求较高。
四、围岩分级的实践应用围岩分级在岩土工程中具有广泛的应用，主要包括以下几个方面：1. 工程设计围岩分级的结果可以为工程设计提供重要的参考依据，确定合适的施工方法、确定支护措施和设计安全系数等。