1、13-1-1 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 12 级的情
2、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
3、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。表 1.1 围岩分级主要工程地质特征岩石强度指标 岩体声波指标围岩级别岩体结构构造影响程度，结构面发育情况和组合状态 单轴饱和抗压强度(MPa)
4、点荷载强度(MPa)岩体纵波速度(km/s)岩体完整性指标岩体强度应力比毛洞稳定情况I 整体状及层间结合良好的厚层状结构构造影响轻微，偶有小断层结构面不发育，仅有23 组，平均间距大于0 .8m ，以原生和构造节理为主，多数闭合，无泥质充填，不贯通。层间结合良好，一般不出现不稳定块体60 2.5 5 0. 75 毛洞跨度510m 时长期稳定，无碎块掉落 同I级围岩结构同 I 级围岩特征 3060 1. 252. 5 3.75 .2 0. 75 毛洞跨度510m 时，围岩能较2块状结构和层间结合较好的中厚层或厚层状结构构造影响较重，有少量断层，结构面发育，一般为3 组，平均间距0 .40 .8m
5、， 以原生和构造节理为主，多数闭合，偶有泥质充填，贯通性较差，有少量软弱结构面。层间结合较好，偶有层间错动和层面张开现象60 2. 5 3 .75. 20 .5 长时间(数月至数年)维持稳定，仅出现局部小块掉落同I级围岩结构同 I 级围岩特征 2030 0 .851.25 3 .04.5 0. 75 2同级围岩块状结构和层间结合较好的中厚层或厚层状结构同级围岩块状结构和层间结合较好的中厚层或厚层状结构特征3060 1. 252.50 3 .04.5 0 .50 .752层间结合良好的薄层和软硬岩互层结构构造影响较重结构面发育一般为3组平均间距0 20 4m 以构造节理为主节理面多数闭合少有泥质
6、充填岩层为薄层或以硬岩为主的软硬岩互层层间结合良好少见软弱夹层层间错动和层面张开现象60(软岩20)2 50 3 045 0 300 502碎裂镶嵌结构构造影响较重结构面发育一般为3 组以上平均间距0 20 4m 以构造节理为主节理面多数闭合少数有泥质充填块体间牢固咬合60 2 50 3 04.5 0 300 502毛洞跨度510m时围岩能维持一个月以上的稳定主要出现局部掉块塌落 同级围岩块状结构和层间结合较好的中厚层或厚层状结构同级围岩块状结构和层间结合较好的中厚层或厚层状结构特征1030 0 42125 2 035 0 500 751 毛洞跨度5m 时围岩能维持数日到一个月的稳定主要失稳形
7、式为冒落或片帮3散块状结构构造影响严重一般为风化卸荷带结构面发育一般为3 组平均间距0 40 8m 以构造节理卸荷风化裂隙为主贯通性好多数张开夹泥夹泥厚度一般大于结构面的起伏高度咬合力弱构成较多的不稳定块体30 1 25 2 0 0 15 1层间结合不良的薄层中厚层和软硬岩互层结构构造影响严重结构面发育一般为3 组以上平均间距0 20 4m 以构造风化节理为主大部分微张(0 51 0mm)部分张开( 1 0mm)有泥质充填层间结合不良多数夹泥层间错动明显30(软岩10)1 25 2 035 0 200 401碎裂状结构构造影响严重多数为断层影响带或强风化带结构面发育一般为3 组以上平均间距0
8、20 4m 大部分微张(0 51 0mm) 部分张开( 1 0mm) 有泥质充填形成许多碎块体30 1 25 2 035 0 200 401 散体状结构构造影响很严重多数为破碎带全强风化带破碎带交汇部位构造及风化节理密集节理面及其组合杂乱形成大量碎块体块体间多数为泥质充填甚至呈石夹土状或土夹石状 60MPa）：受地质构造影响轻微，节理不发育，无软弱面（或夹层） ；层状岩层为巨厚层或厚层，层间结合良好，岩体完整呈巨块状整体结构围岩稳定，无坍塌，可能产生岩爆4.5 硬质岩（Rc30MPa ）：受地质构造影响较重，节理较发育，有少量软弱面（或夹层）和贯通微张节理，但其产状及组合呈巨块或大块状结构暴露
9、时间长，可能会出现局部小3.54.55关系不致产生滑动；层状岩层为中厚层或厚层，层间结合一般，很少有分离现象，或为硬质岩石偶夹软质岩石坍塌；侧壁稳定；层间结合差的平缓岩层，顶板易塌落硬质岩（Rc30MPa ）：受地质构造影响严重，节理发育，有层状软弱面（或夹层） ，但其产状及组合关系尚不致产生滑动；层状岩层为薄层或中层，层间结合差，多有分离现象；硬、软质岩石互层呈块（石）碎（石）状镶嵌结构较软岩（Rc1530MPa ）：受地质构造影响较重，节理较发育；层状岩层为薄层、中厚层或厚层，层间一般呈大块状结构拱部无支护时可产生小坍塌，侧壁基本稳定，爆破震动过大易坍2.54.0硬质岩（Rc30MPa ）
10、：受地质构造影响极严重，节理很发育；层状软弱面（或夹层）已基本破坏呈碎石状压碎结构软质岩（Rc530MPa）：受地质构造影响严重，节理发育呈块（石）碎（石）状镶嵌结构土体：1.具压密或成岩作用的黏性土、粉土及砂类土2.黄土（Q1、Q2）3.一般钙质、铁质胶结的碎石土、卵石土、大块石土1 和 2 呈大块状压密结构，3 呈巨块状整体结构拱部无支护时，可产生较大的坍塌，侧壁有时失去稳定1.53.0岩体：软岩，岩体破碎至极破碎；全部极软岩及全部极破碎岩（包括受构造影响严重的破碎带）呈角砾碎石状松散结构土体：一般第四系坚硬、硬塑黏性土，稍密及以上、稍湿或潮湿的碎石土著人、卵石土、圆砾土、角砾土、粉土及黄
11、土（Q3、Q4）非黏性土呈松散结构，黏性土及黄土呈松软结构围岩易坍塌，处理不当会出现大坍塌，侧壁经常小坍塌；浅埋时易出现地表下沉（陷）或塌至地表1.02.0岩体：受构造影响严重呈碎石、角砾及粉末、泥土状的断层带土体：软塑状黏性土、饱和的粉土、砂类土等黏性土呈易壖动的松软结构，砂性土呈潮湿松散结构围岩极易坍塌变形，有水时土砂常与水一齐涌出；浅埋时易塌至地表33 60 2.1 78 2527 12001800 2033 0.20.25 5060 1.52.1 7078 2325 5001200 620 0.250.3 3950 0.71.5 6070 2023 200500 1.36 0.30.3
12、5 2739 0.20.7 5060 1720 100200 12 0.350.45 2027 0.050.2 4050 1517 60 未风化可微风化的花岗岩、片麻岩、闪长岩、石英岩、硅质灰岩、钙质胶结的砂岩或砾岩等硬质岩 硬岩 300.757型较完整结构面 23 组，以构造型节理、层面为主，裂隙多呈密闭型，部分为微张型，少有充填物块状结构 0.75Kv0.55较破碎结构面一般为 3 组，节理及以风化裂隙为主，在断层附近受构造影响较大，裂隙以微张型和张开型为主，多有充填物层状结构、块石、碎石状结构0.55Kv0.35破碎结构面大于 3 组，多以风化型裂隙为主，在断层附近受构造作用影响较大，裂
13、隙宽度以张开型为主，多有充填物碎石角砾状结构 0.35Kv0.15极破碎结构面杂乱无序，在断层附近受断层作用影响大，宽张裂隙全为泥质或泥夹岩屑充填，充填物厚度大散体状结构 Kv0.15表 2.3.1-3 围岩基本分级级别 岩体特征 土体特征 围岩弹性纵波速度（km/s） 极硬岩，岩体完整 4.5 极硬岩，岩体较完整；硬岩，岩体完整 3.54.5 极硬岩，岩体较破碎；硬岩或软硬岩互层，岩体较完整；较软岩，岩体完整2.54.0 极硬岩，岩体破碎；硬岩，岩体较破碎基破碎；较软岩或软硬岩互层，且以软岩为主，岩体较完整或较破碎；软岩，岩体完整或较完整具压密或成岩作用的黏性土、粉土及砂类土，一般钙质、铁质
14、胶结的粗角砾土、粗圆砾土、碎石土、卵石土、大块石土、黄土（Q1、Q2）1.53.0 软岩，岩体破碎至极破碎；全部极软岩及全部极破碎岩（包括受构造影响严重的破碎带）一般第四系坚硬、硬塑黏性土，稍密及以上、稍湿、潮湿的碎（卵）石土、粗圆砾土、细圆砾土、粗角砾土、细角砾土、粉土、及黄土（Q3、Q4）1.02.0 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黏性土、饱和的粉土、砂类土等1.5 1.50.60.60.2 0.20.06 1.0黏土充填风化程度 未风化 轻微风化 颇重风化 严重风化 极严重风化岩体完整状态简要说明完整较完整较破碎破碎极破碎地下水状态渗水量L/(min10m) 5
15、50 坚硬岩，岩体较完整，块状或厚层状结构较坚硬岩，岩体完整，块状整体结构550451 坚硬岩，岩体较破碎，巨块（石）碎（石）状镶嵌结构较坚硬岩或较软硬岩层，岩体较完整，块状体或中厚层结构450351坚硬岩,岩体破碎,碎裂结构较坚硬岩,岩体较破碎破碎,镶嵌碎裂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,中薄层状结构土体：1.压密或成岩作用的粘性土及砂性土2.黄土(Q1、Q2)3.一般钙质、铁质胶结的碎石土、卵石土、大块石土350251较软岩，岩体破碎；软岩，岩体较破碎破碎；极破碎各类岩体。碎、裂状、松散结构一般第四系的半干硬至硬塑的黏性土及稍湿至潮湿的碎石土，卵石土、圆砾、角砾土及
16、黄土（Q3、Q4）。非粘性土呈松散结构、黏性土及黄土呈松软结构250 软塑状粘性土及潮湿、饱和粉细砂层、软土等注：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。3.2 围岩分级的主要因素公路隧道围岩分级的综合评判方法采用两步分级，并按以下顺序进行： (1)根据岩石的坚硬程度和岩体完整程度两个基本因素的定性特征和定量的岩体基本质量指标（BQ），综合进行初步分级。(2)对围岩进行详细定级时，应在岩体基本质量分级基础上，考虑修正因素的影响修正岩体基本质量指标值。(3)按修正后的岩体基本质量指标BQ，结合岩体的定性特征综合评判，确定围岩的详细分级。3.2.1 岩石坚硬程度1 岩石坚硬程度可
17、按表 3.2.1-1 定性划分。表 3.2.1-1 岩石坚硬程度的定性划分 名称 定性鉴定 代表性岩石坚硬岩 锤击声清脆，有回弹，震手，难击碎；浸水后，大多无吸水反应未风化微风化的花岗岩、正长岩、闪长岩、辉绿岩、玄武岩、安山岩、片麻岩、石英片岩、硅质板岩、石英岩、硅质胶结的砾岩、石英砂岩、硅质石灰岩等硬质岩较坚硬岩 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1 弱风化的坚硬岩； 2 未风化微风化的熔结凝灰岩、大理岩、板岩、白云岩、石灰岩、钙质胶结的砂页岩等较软岩 锤击声不清脆，无回弹，较易击碎；浸水后，指甲可刻出印痕1 强风化的坚硬岩； 2 弱风化的较坚硬岩； 3 未风化微风化的凝灰岩、千枚岩、砂质泥岩、泥灰岩、泥质砂岩、粉砂岩、页岩等软质岩软岩 锤击声哑，无回弹，有凹痕，易击碎；浸水后， 1 强风化的坚硬岩；
