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隧道及地下建筑工程周圍的地層進行工程地質的客觀評價，判斷坑道或洞室的穩(wěn)定性，確定支護的荷載和設計參數(shù)，確定施工方法，選擇鉆孔和開挖等施工機械，以及確定施工定額和預算等。發(fā)展概況隧道及地下工程圍巖分類是在長期實踐的基礎上發(fā)展起來的，并與地質科學、巖土工程和量測技術的發(fā)展密切相關。初期的圍巖分類多以單一的巖石強度作為分類指標。例如1949年前中國采用的堅

2、石、次堅石、軟石、硬土、普通土和松軟土的分類法，以及中華人民共和國成立后廣泛應用的“”值分類法(即普羅托季亞科諾夫分類法1907年)。這類方法在評價坑道或洞體穩(wěn)定性方面是不充分的但在選擇鉆孔機械確定掘進機類型，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）、法國隧道協(xié)會(AFTES)分類法（197

3、5年）以及中國鐵路隧道圍巖分類（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)經驗的定性分類，但由于反映了圍巖的地質構造特征、圍巖的結構面狀態(tài)、風化狀況、地下水情況以及洞室埋深等，因此在評價坑道或洞體穩(wěn)定性、確定支護結構參數(shù)和選擇施工方法等方面得到了廣泛的應用。近期的圍巖分類中，引進了巖體力學的基本概念和數(shù)理統(tǒng)計方法如考慮初始應力場、坑道周邊位移值以及量測信息等，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)、日本地質學會的新奧法圍巖分類（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)展是把量測信息引進到分類之中，即根據(jù)量測的初期位移速度，拱頂下沉和洞體水平向的收斂、變形等進行分類。這也為隧道及地下工程的信息設計和施工打下了基礎。到目前為止，已經提出的和正在應用的圍巖分類約有50多種，但其中絕大多數(shù)仍處于定性描述或經驗判別的階段，尚需進一步研究和

5、完善。分類要素在圍巖分類中，最有影響的要素有：①圍巖的構造。指圍巖被各種地質結構面切割的程度以及被切割的巖塊的尺寸和組合形態(tài)，在分類中它是一個起主導作用的因素。視裂縫間距，即被結構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性質。包括單軸或三軸強度和變形特性，如抗壓強度、抗剪強度以及彈性模量或變形模量等。一般說，在完整巖體中，原巖的指標是基本的；在非完整（裂隙）巖體中，巖體的指標是主要的。③地下

6、水。地下水的水量和水壓等對分類有重大影響，尤其是對軟巖和破碎、松散圍巖，它們導致巖質軟化、降低強度。在有軟弱結構面的圍巖中，地下水會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圍巖的初應力場。在現(xiàn)代圍巖分類中，尤其是對于深埋隧道和軟弱圍巖而言，這一要素占有重要的地位。初應力場通常以上覆巖（土）體的重力來決定，并視為靜水應力場；也可通過實地量測大致判定原巖應力場的大小及其方向。分類依據(jù)①單一巖性指標。如

7、巖石抗壓強度和彈性模量等物性指標，以及諸如抗鉆性、抗爆性、開挖難易度等工藝指標。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，可采用相應的工藝指標（鉆孔速度等）進行分類。②綜合巖性指標。指標是單一的，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。巖芯復原率是在反映巖體破碎程度的同時，還表示圍巖軟、硬分級的一個指標。這類指標，還有修正后的普氏系數(shù)、坑道自穩(wěn)時間、圍巖強度等。③復合巖性指標

8、。是用兩個或兩個以上的單一巖性指標或綜合巖性指標表示。例如，已確定分類要素為、、則復合巖性指標可用下述方法之一來確定：3山巖壓力評價類別名稱巖體狀態(tài)結構面組合特征地下水活動主洞穩(wěn)定狀況計算理論坍落高度建議措施I穩(wěn)定巖石新鮮完整、構造影響輕微、節(jié)理裂隙不發(fā)育或稍發(fā)育閉合且延伸不長無或很少軟弱結構面、斷層帶寬＜0.1米，與洞向近正交、巖體呈整體或塊狀砌體結構無不穩(wěn)定組合干燥、或輕微潮濕個別節(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)定巖石新鮮或微風化，受構造影響一般。節(jié)理裂隙稍發(fā)育或發(fā)育。有少量軟弱結構面、層間結合差。斷層破碎帶寬＜0.5米、與洞向斜交或正交、巖體呈塊狀砌體或層狀砌體結構結構面組合基本穩(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)噴混凝土結合錨桿為主、個別混凝土襯砌III穩(wěn)定性較差巖石微風化或弱風化，受地

10、質構造影響裂隙發(fā)育、部分張開充泥。軟弱結構面分布較多、斷層破碎帶＜1米，與洞線斜交或平行、巖石呈碎石狀鑲嵌結構不利的組合體較多沿斷裂有滲、滴或線狀涌水成形差、無支撐時產生小規(guī)模坍塌、高邊墻有局部失穩(wěn)塊體平衡或散體理論計算0.17～0.33B噴錨結構，局部用混凝土襯砌IV穩(wěn)定性差與III類同。斷裂及軟弱結構面較多，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)定沿斷裂有滲、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、