圍巖類別

1、1圍巖分類圍巖分類classificationofrockmass圍巖分類的目的是為了對(duì)隧道及地下建筑工程周圍的地層進(jìn)行工程地質(zhì)的客觀評(píng)價(jià)，判斷坑道或洞室的穩(wěn)定性，確定支護(hù)的荷載和設(shè)計(jì)參數(shù)，確定施工方法，選擇鉆孔和開挖等施工機(jī)械，以及確定施工定額和預(yù)算等。發(fā)展概況隧道及地下工程圍巖分類是在長(zhǎng)期實(shí)踐的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，并與地質(zhì)科學(xué)、巖土工程和量測(cè)技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。初期的圍巖分類多以單一的巖石強(qiáng)度作為分類指標(biāo)。例如1949年前中國(guó)采用的堅(jiān)

2、石、次堅(jiān)石、軟石、硬土、普通土和松軟土的分類法，以及中華人民共和國(guó)成立后廣泛應(yīng)用的“”值分類法(即普羅托季亞科諾夫分類法1907年)。這類方法在評(píng)價(jià)坑道或洞體穩(wěn)定性方面是不充分的但在選擇鉆孔機(jī)械確定掘進(jìn)機(jī)類型，尤其是確定松散圍巖的地壓值等方面仍有一定意義。1970年后，以巖體為對(duì)象的分類方法獲得了迅速發(fā)展。如泰爾扎吉分類法(1974年)、巴頓分類法（1974年）、別尼亞夫斯基分類法（1974年）、法國(guó)隧道協(xié)會(huì)(AFTES)分類法（197

3、5年）以及中國(guó)鐵路隧道圍巖分類（1975年）和水工隧洞圍巖分類(1983年)等。這些分類法多數(shù)是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)的定性分類，但由于反映了圍巖的地質(zhì)構(gòu)造特征、圍巖的結(jié)構(gòu)面狀態(tài)、風(fēng)化狀況、地下水情況以及洞室埋深等，因此在評(píng)價(jià)坑道或洞體穩(wěn)定性、確定支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)和選擇施工方法等方面得到了廣泛的應(yīng)用。近期的圍巖分類中，引進(jìn)了巖體力學(xué)的基本概念和數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法如考慮初始應(yīng)力場(chǎng)、坑道周邊位移值以及量測(cè)信息等，使圍巖分類逐漸從定性分類向定量分類方向發(fā)展。如拉布采

4、維茨帕赫分類(1974年)、日本地質(zhì)學(xué)會(huì)的新奧法圍巖分類（1979年）、奧地利阿爾貝格隧道的圍巖分類（1979年）、蘇聯(lián)頓巴斯礦區(qū)的圍巖分類(1979年)等。圍巖分類的重要發(fā)展是把量測(cè)信息引進(jìn)到分類之中，即根據(jù)量測(cè)的初期位移速度，拱頂下沉和洞體水平向的收斂、變形等進(jìn)行分類。這也為隧道及地下工程的信息設(shè)計(jì)和施工打下了基礎(chǔ)。到目前為止，已經(jīng)提出的和正在應(yīng)用的圍巖分類約有50多種，但其中絕大多數(shù)仍處于定性描述或經(jīng)驗(yàn)判別的階段，尚需進(jìn)一步研究和

5、完善。分類要素在圍巖分類中，最有影響的要素有：①圍巖的構(gòu)造。指圍巖被各種地質(zhì)結(jié)構(gòu)面切割的程度以及被切割的巖塊的尺寸和組合形態(tài)，在分類中它是一個(gè)起主導(dǎo)作用的因素。視裂縫間距，即被結(jié)構(gòu)面切割的巖塊的大小，可將圍巖分成如表[圍巖類型]所示的幾種類型。②原巖或巖體的物理力學(xué)性質(zhì)。包括單軸或三軸強(qiáng)度和變形特性，如抗壓強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度以及彈性模量或變形模量等。一般說，在完整巖體中，原巖的指標(biāo)是基本的；在非完整（裂隙）巖體中，巖體的指標(biāo)是主要的。③地下

6、水。地下水的水量和水壓等對(duì)分類有重大影響，尤其是對(duì)軟巖和破碎、松散圍巖，它們導(dǎo)致巖質(zhì)軟化、降低強(qiáng)度。在有軟弱結(jié)構(gòu)面的圍巖中，地下水會(huì)沖走充填物或使夾層液化等。因而在一些分類法中，都考慮了它的定性的或定量的影響。④圍巖的初應(yīng)力場(chǎng)。在現(xiàn)代圍巖分類中，尤其是對(duì)于深埋隧道和軟弱圍巖而言，這一要素占有重要的地位。初應(yīng)力場(chǎng)通常以上覆巖（土）體的重力來決定，并視為靜水應(yīng)力場(chǎng)；也可通過實(shí)地量測(cè)大致判定原巖應(yīng)力場(chǎng)的大小及其方向。分類依據(jù)①單一巖性指標(biāo)。如

7、巖石抗壓強(qiáng)度和彈性模量等物性指標(biāo)，以及諸如抗鉆性、抗爆性、開挖難易度等工藝指標(biāo)。在為某些特定目的的分類中，如確定鉆孔工效、炸藥消耗量等，可采用相應(yīng)的工藝指標(biāo)（鉆孔速度等）進(jìn)行分類。②綜合巖性指標(biāo)。指標(biāo)是單一的，但反映的因素是綜合的。如巖體彈性波速度，既可反映圍巖的軟硬程度，又可反映圍巖的破碎程度。巖芯復(fù)原率是在反映巖體破碎程度的同時(shí)，還表示圍巖軟、硬分級(jí)的一個(gè)指標(biāo)。這類指標(biāo)，還有修正后的普氏系數(shù)、坑道自穩(wěn)時(shí)間、圍巖強(qiáng)度等。③復(fù)合巖性指標(biāo)

8、。是用兩個(gè)或兩個(gè)以上的單一巖性指標(biāo)或綜合巖性指標(biāo)表示。例如，已確定分類要素為、、則復(fù)合巖性指標(biāo)可用下述方法之一來確定：3山巖壓力評(píng)價(jià)類別名稱巖體狀態(tài)結(jié)構(gòu)面組合特征地下水活動(dòng)主洞穩(wěn)定狀況計(jì)算理論坍落高度建議措施I穩(wěn)定巖石新鮮完整、構(gòu)造影響輕微、節(jié)理裂隙不發(fā)育或稍發(fā)育閉合且延伸不長(zhǎng)無或很少軟弱結(jié)構(gòu)面、斷層帶寬＜0.1米，與洞向近正交、巖體呈整體或塊狀砌體結(jié)構(gòu)無不穩(wěn)定組合干燥、或輕微潮濕個(gè)別節(jié)理微弱滲水成形好，無坍塌掉塊無山巖壓力0不襯砌、局

9、部巖塊加砂漿錨桿、破碎帶噴混凝土II基本穩(wěn)定巖石新鮮或微風(fēng)化，受構(gòu)造影響一般。節(jié)理裂隙稍發(fā)育或發(fā)育。有少量軟弱結(jié)構(gòu)面、層間結(jié)合差。斷層破碎帶寬＜0.5米、與洞向斜交或正交、巖體呈塊狀砌體或?qū)訝钇鲶w結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)面組合基本穩(wěn)定，局部有不穩(wěn)定組合潮濕、沿裂隙面有滲水，滴水局部掉塊落石、成形差、長(zhǎng)期暴露有小坍落塊體平衡理論、考慮部分落石荷載0～0.17B(B為洞室跨度下同)噴混凝土結(jié)合錨桿為主、個(gè)別混凝土襯砌III穩(wěn)定性較差巖石微風(fēng)化或弱風(fēng)化，受地

10、質(zhì)構(gòu)造影響裂隙發(fā)育、部分張開充泥。軟弱結(jié)構(gòu)面分布較多、斷層破碎帶＜1米，與洞線斜交或平行、巖石呈碎石狀鑲嵌結(jié)構(gòu)不利的組合體較多沿?cái)嗔延袧B、滴或線狀涌水成形差、無支撐時(shí)產(chǎn)生小規(guī)模坍塌、高邊墻有局部失穩(wěn)塊體平衡或散體理論計(jì)算0.17～0.33B噴錨結(jié)構(gòu)，局部用混凝土襯砌IV穩(wěn)定性差與III類同。斷裂及軟弱結(jié)構(gòu)面較多，斷層破碎帶＜2米，與洞平行，巖體呈碎石狀鑲嵌不利于圍巖穩(wěn)定沿?cái)嗔延袧B、滴或線狀涌水成形差、頂拱坍落而超挖，無支撐可能坍方較大、