1、精選文檔隧道圍巖級別劃分與判定隧道圍巖分級就是評定圍巖性質、推斷隧道圍巖穩定性，作為選擇隧道位置、支護類型的依據和指導平安施工。國內外現在的圍巖分級方法有定性、定量、定性與定量相結合3種方法，且多以前兩種方法為主。定性分級的做法是，在現場對影響巖體質量的諸因素進行定性描述、鑒別、推斷，或對主要因素作出評判、打分，有的還引入重量化指標進行綜合分級。以定性為主的分級方法，如現行的大路、鐵路隧道圍巖分級等方法閱歷的成分較大，有肯定人為因素和不確定性，在使用中，往往存在不全都，隨勘察人員的生疏和閱歷的差別，對同一圍巖作出級別不同的推斷。接受定性分級的圍巖級別，經常消滅與實際差別12級的狀況。定量分級的

2、做法是依據對巖體性質進行測試的數據或對各參數打分，經計算獲得巖體質量指標，并以該指標值進行分級。如國外N.Barton 的Q分級，Z.T.Bieniawsks的地質力學（MRM）分級、Dree的RQD值分級等方法。但由于巖體性質和賦存條件格外簡單，分級時僅用少數參數和某個數學公式難以全面精確地概括全部狀況，而且參數測試數量有限，數據的代表性和抽樣的代表性均存在肯定的局限，實施時難度較大。影響圍巖穩定的因素多種多樣，主要是巖石的物理力學性質、構造發育狀況、承受的荷載（工程荷載和初始應力）、應力變外形態、幾何邊界條件、水的賦存狀態等。這些因素中，巖體的物理力學性質和構造發育狀況是獨立于各種工作類型

3、的，反映出了巖體的基本特性，在巖體的各項物理力學性質中，對穩定性關系最大的是巖石堅硬程度，巖體的構造發育狀態、巖體的不連續性、節理化程度所反映的巖體完整性是地質體的又一基本屬性。國內外多數圍巖分級都將巖石堅硬程度和巖體的完整程度作為巖體基本質量分級的兩個基本因素。1 國標錨桿噴射混凝土支護技術規范圍巖分級1.1圍巖分級圍巖級別的劃分應依據巖石堅硬性巖體完整性結構面特征地下水和地應力狀況等因素綜合確定并應符合表1.1規定。表1.1 圍巖分級圍巖級別主要工程地質特征毛洞穩定狀況巖體結構構造影響程度，結構面發育狀況和組合狀態巖石強度指標巖體聲波指標巖體強度應力比單軸飽和抗壓強度(MPa)點荷載強度(

4、MPa)巖體縱波速度(km/s)巖體完整性指標I整體狀及層間結合良好的厚層狀結構構造影響稍微，偶有小斷層結構面不發育，僅有23 組，平均間距大于0 .8m ，以原生和構造節理為主，多數閉合，無泥質充填，不貫穿。層間結合良好，一般不消滅不穩定塊體>60>2.5>5>0. 75毛洞跨度510m 時長期穩定，無碎塊掉落同I級圍巖結構同I 級圍巖特征30601. 252. 53.75 .2>0. 75毛洞跨度510m 時，圍巖能較長時間(數月至數年)維持穩定，僅消滅局部小塊掉落塊狀結構和層間結合較好的中厚層或厚層狀結構構造影響較重，有少量斷層，結構面發育，一般為3 組，平

5、均間距0 .40 .8m， 以原生和構造節理為主，多數閉合，偶有泥質充填，貫穿性較差，有少量脆弱結構面。層間結合較好，偶有層間錯動和層面張開現象>60>2. 53 .75. 2>0 .5同I級圍巖結構同I 級圍巖特征20300 .851.253 .04.5>0. 75>2毛洞跨度510m時圍巖能維持一個月以上的穩定主要消滅局部掉塊塌落同級圍巖塊狀結構和層間結合較好的中厚層或厚層狀結構同級圍巖塊狀結構和層間結合較好的中厚層或厚層狀結構特征30601. 252.503 .04.50 .50 .75>2層間結合良好的薄層和軟硬巖互層結構構造影響較重結構面發育一般為

6、3組平均間距0 20 4m 以構造節理為主節理面多數閉合少有泥質充填巖層為薄層或以硬巖為主的軟硬巖互層層間結合良好少見脆弱夾層層間錯動和層面張開現象>60(軟巖>20)>2 503 0450 300 50>2碎裂鑲嵌結構構造影響較重結構面發育一般為3 組以上平均間距0 20 4m 以構造節理為主節理面多數閉合少數有泥質充填塊體間堅固咬合>60>2 503 04.50 300 50>2同級圍巖塊狀結構和層間結合較好的中厚層或厚層狀結構同級圍巖塊狀結構和層間結合較好的中厚層或厚層狀結構特征10300 421252 0350 500 75>1毛洞跨度5

7、m 時圍巖能維持數日到一個月的穩定主要失穩形式為冒落或片幫散塊狀結構構造影響嚴峻一般為風化卸荷帶結構面發育一般為3 組平均間距0 40 8m 以構造節理卸荷風化裂隙為主貫穿性好多數張開夾泥夾泥厚度一般大于結構面的起伏高度咬合力弱構成較多的不穩定塊體>30>1 25>2 0>0 15>1層間結合不良的薄層中厚層和軟硬巖互層結構構造影響嚴峻結構面發育一般為3 組以上平均間距0 20 4m 以構造風化節理為主大部分微張(0 51 0mm)部分張開( 1 0mm)有泥質充填層間結合不良多數夾泥層間錯動明顯>30(軟巖>10)>1 252 0350 200

8、 40>1碎裂狀結構構造影響嚴峻多數為斷層影響帶或強風化帶結構面發育一般為3 組以上平均間距0 20 4m 大部分微張(0 51 0mm) 部分張開( 1 0mm) 有泥質充填形成很多碎塊體>30>1 252 0350 200 40>1散體狀結構構造影響很嚴峻多數為裂開帶全強風化帶裂開帶交匯部位構造及風化節理密集節理面及其組合雜亂形成大量碎塊體塊體間多數為泥質充填甚至呈石夾土狀或土夾石狀<2 0毛洞跨度5時圍巖穩定時間很短約數小時至數日注1 圍巖按定性分級與定量指標分級有差別時一般應以低者為準。2 本表聲波指標以孔測法測試值為準假如用其他方法測試時可通過對比試驗進

9、行換算。3 層狀巖體按單層厚度可劃分為厚層大于0 5m中厚層0 10 5m薄層小于0 1m4 一般條件下確定圍巖級別時應以巖石單軸濕飽和抗壓強度為準當洞跨小于5m，服務年限小于10 年的工程確定圍巖級別時可接受點荷載強度指標代替巖塊單軸飽和抗壓強度指標可不做巖體聲波指標測試5 測定巖石強度做單軸抗壓強度測定后可不做點荷載強度測定。1.2圍巖分級的主要影響因素1.2.1體完整性指標用巖體完整性系數Kv表示，Kv 可按下式計算:Kv=(Vpm/Vpr)2 （1.2-1）式中：Vpm巖體彈性縱波速度（km/s）Vpr巖石彈性縱波速度（km/s）當無條件進行聲波實測時也可用巖體體積節理數Jv 按表1.

10、2定Kv 值。表1.2 Jv與Kv對比表Jv(條/m3)<33101020203535Kv0.750.750.550.550.350.350.150.151.2.2巖體強度應力比巖體強度應力比的計算應符合下列規定：1 當有地應力實測數據時S m = K v f r/1 （1.2-2）式中：Sm-巖體強度應力比；fr-巖石單軸飽和抗壓強度(MPa)；Kv-巖體完整性系數；1-垂直洞軸線的較大主應力(kN/m2)。2 當無地應力實測數據時1= H (3.2-3)式中：-巖體重力密度(kN/m3)；H-隧洞頂掩蓋層厚度(m)。1.2.3 地下水對、級圍巖當地下水發育時應依據地下水類型水量大小脆

11、弱結構面多少及其危害程度適當降級。1.2.4 斷層帶對、級圍巖當洞軸線與主要斷層或脆弱夾層的夾角小于30時應降一級。2 鐵路隧道圍巖分級2.1鐵路隧道圍巖分級及其適用條件目前，我國鐵路隧道接受的圍巖分級如表2.1所示。當用物探法測有彈性縱波速度時，可參照圍巖彈性縱波速度測定值確定圍巖級別。本分級適用于一般地質狀況的隧道，對特殊地質條件的圍巖，如膨脹巖、鹽巖、多年凍土等需另行考慮。關于隧道圍巖分級的基本因素和圍巖基本分級及其修正,可參照2.3內容確定。表2.1 鐵路隧道圍巖分級圍巖級別圍巖主要工程地質條件圍巖開挖后的穩定狀態（單線）圍巖彈性縱波速度vp（km/s）主要工程地質特征結構特征和完整狀

12、態極硬巖（單軸飽和抗壓強度Rc>60MPa）：受地質構造影響稍微，節理不發育，無脆弱面（或夾層）；層狀巖層為巨厚層或厚層，層間結合良好，巖體完整呈巨塊狀整體結構圍巖穩定，無坍塌，可能產生巖爆>4.5硬質巖（Rc>30MPa）：受地質構造影響較重，節理較發育，有少量脆弱面（或夾層）和貫穿微張節理，但其產狀及組合關系不致產生滑動；層狀巖層為中厚層或厚層，層間結合一般，很少有分別現象，或為硬質巖石偶夾軟質巖石呈巨塊或大塊狀結構暴露時間長，可能會消滅局部小坍塌；側壁穩定；層間結合差的平緩巖層，頂板易塌落3.54.5硬質巖（Rc>30MPa）：受地質構造影響嚴峻，節理發育，有層狀

13、脆弱面（或夾層），但其產狀及組合關系尚不致產生滑動；層狀巖層為薄層或中層，層間結合差，多有分別現象；硬、軟質巖石互層呈塊（石）碎（石）狀鑲嵌結構拱部無支護時可產生小坍塌，側壁基本穩定，爆破震驚過大易坍2.54.0較軟巖（Rc1530MPa）：受地質構造影響較重，節理較發育；層狀巖層為薄層、中厚層或厚層，層間一般呈大塊狀結構硬質巖（Rc>30MPa）：受地質構造影響極嚴峻，節理很發育；層狀脆弱面（或夾層）已基本破壞呈碎石狀壓碎結構拱部無支護時，可產生較大的坍塌，側壁有時失去穩定1.53.0軟質巖（Rc5®30MPa）：受地質構造影響嚴峻，節理發育呈塊（石）碎（石）狀鑲嵌結構土體：

14、1.具壓密或成巖作用的黏性土、粉土及砂類土2.黃土（Q1、Q2）3.一般鈣質、鐵質膠結的碎石土、卵石土、大塊石土1和2呈大塊狀壓密結構，3呈巨塊狀整體結構巖體：軟巖，巖體裂開至極裂開；全部極軟巖及全部極裂開巖（包括受構造影響嚴峻的裂開帶）呈角礫碎石狀松散結構圍巖易坍塌，處理不當會消滅大坍塌，側壁經常小坍塌；淺埋時易消滅地表下沉（陷）或塌至地表1.02.0土體：一般第四系堅硬、硬塑黏性土，稍密及以上、稍濕或潮濕的碎石土著人、卵石土、圓礫土、角礫土、粉土及黃土（Q3、Q4）非黏性土呈松散結構，黏性土及黃土呈松軟結構巖體：受構造影響嚴峻呈碎石、角礫及粉末、泥土狀的斷層帶黏性土呈易壖動的松軟結構，砂性

15、土呈潮濕松散結構圍巖極易坍塌變形，有水時土砂常與水一齊涌出；淺埋時易塌至地表<1.0(飽和狀態的土<1.5)土體：軟塑狀黏性土、飽和的粉土、砂類土等注：層狀巖層的層厚劃分：巨厚層：厚度大于1.0m； 厚層：厚度大于0.5m，且小于等于1.0m；中厚層：厚度大于0.1m，且小于等于0.5 m； 薄層：厚度小于或等于0.1m。2.2各級圍巖的物理力學指標各級圍巖的物理力學指標標準值應按試驗資料確定，無試驗資料時可按表2.2選用。表2.2 各級圍巖的物理力學指標圍巖級別重度（kN/m3）彈性反力系數K(MPa/m)變形模量E（GPa）泊松比內摩擦角（º）黏聚力C（MPa）計算摩

16、擦角（º）262818002800>33<0.2>60>2.1>7825271200180020330.20.2550601.52.17078232550012006200.250.339500.71.5607020232005001.360.30.3527390.20.750601720100200120.350.4520270.050.240501517<100<10.40.5<22<0.13040注：1.本表數值不包括黃土地層；2.選用計算摩擦角時，不再計內摩擦角和黏聚力。2.3圍巖分級的主要因素2.3.1圍巖基本分級圍巖基

17、本分級應由巖石堅硬程度和巖體完整程度兩個因素確定；巖石堅硬程度和巖體完整程度，應接受定性劃分和定量指標兩種方法綜合確定。巖石堅硬程度可按表2.3.1-1劃分。巖體完整程度可按表2.3.1-2劃分。圍巖基本分級可按表2.3.1-3確定。表2.3.1-1 巖石堅硬程度劃分巖石類別單軸飽和抗壓強度Rc（MPa）代表性巖石硬質巖極硬巖Rc>60未風化可微風化的花崗巖、片麻巖、閃長巖、石英巖、硅質灰巖、鈣質膠結的砂巖或礫巖等硬巖30<Rc60弱風化的極硬巖；未風化或微風化的熔結凝灰巖、大理巖、板巖、白云巖、灰巖、鈣質膠結的砂巖、結晶顆粒較粗的巖漿巖等軟質巖較軟巖15<Rc30強風化的極

18、硬巖；弱風化的硬巖；未風化或微風化的云母片巖、千枚巖、砂質泥巖、鈣泥質膠結的粉砂巖和礫巖、泥灰巖、泥巖、凝灰巖等軟巖5<Rc15強風化的極硬巖；弱風化至強風化的硬巖；弱風化的較軟巖和未風化或微風化的泥質巖類；泥巖、煤、泥質膠結的砂巖和礫巖等極軟巖Rc5全風化的各類巖石和成巖作用差的巖石表2.3.1-2 巖體完整程度完整程度結構面特征結構類型巖體完整性指數（Kv）完整結構面12組，以構造型節理或層面為主，密閉型巨塊狀整體結構Kv>0.75較完整結構面23組，以構造型節理、層面為主，裂隙多呈密閉型，部分為微張型，少有充填物塊狀結構0.75Kv>0.55較裂開結構面一般為3組，節理

19、及以風化裂隙為主，在斷層四周受構造影響較大，裂隙以微張型和張開型為主，多有充填物層狀結構、塊石、碎石狀結構0.55Kv>0.35裂開結構面大于3組，多以風化型裂隙為主，在斷層四周受構造作用影響較大，裂隙寬度以張開型為主，多有充填物碎石角礫狀結構0.35Kv>0.15極裂開結構面雜亂無序，在斷層四周受斷層作用影響大，寬張裂隙全為泥質或泥夾巖屑充填，充填物厚度大散體狀結構Kv0.15表2.3.1-3 圍巖基本分級級別巖體特征土體特征圍巖彈性縱波速度（km/s）極硬巖，巖體完整>4.5極硬巖，巖體較完整；硬巖，巖體完整3.54.5極硬巖，巖體較裂開；硬巖或軟硬巖互層，巖體較完整；較

20、軟巖，巖體完整2.54.0極硬巖，巖體裂開；硬巖，巖體較裂開基裂開；較軟巖或軟硬巖互層，且以軟巖為主，巖體較完整或較裂開；軟巖，巖體完整或較完整具壓密或成巖作用的黏性土、粉土及砂類土，一般鈣質、鐵質膠結的粗角礫土、粗圓礫土、碎石土、卵石土、大塊石土、黃土（Q1、Q2）1.53.0軟巖，巖體裂開至極裂開；全部極軟巖及全部極裂開巖（包括受構造影響嚴峻的裂開帶）一般第四系堅硬、硬塑黏性土，稍密及以上、稍濕、潮濕的碎（卵）石土、粗圓礫土、細圓礫土、粗角礫土、細角礫土、粉土、及黃土（Q3、Q4）1.02.0受構造影響很嚴峻呈碎石、角礫及粉末、泥土狀的斷層帶軟塑狀黏性土、飽和的粉土、砂類土等<1.0

21、(飽和狀態的土<1.5)2.3.2隧道圍巖分級修正隧道圍巖級別應在圍巖基本分級的基礎上，結合隧道工程的特點，考慮地下水狀態、初始地應力狀態等必要的因素進行修正。2.3.2.1地下水狀態的分級宜按表2.3.2-1確定。地下水對圍巖級別的修正，宜按表2.3.2-2進行。表2.3.2-1 地下水狀態的分級級別狀態滲水量L/(min10n)干燥或潮濕<10偶有滲水1025經常滲水25125表2.3.2-2 地下水影響的修正 圍巖基本分級地下水狀態分級2.3.2.2圍巖初始地應力狀態，當無實測資料的，可依據隧道工程埋深、地貌、地形、地質、構造運動史、主要構造線與開挖過程中消滅的巖爆、巖芯餅化

22、等特殊地質現象，按表2.3.2-3評估。初始地應力對圍巖級別的修正宜按表2.3.2-4進行。表2.3.2-3 初始地應力場評估基準初始地應力狀態主要現象評估基準（Rc/max）極高應力1.硬質巖：開挖過程中時有巖爆發生，有巖塊彈出，洞壁巖體發生剝離，新生裂縫多，成洞性差<42.軟質巖：巖芯常有餅化現象，開挖過程中洞壁巖體有剝離，位移極為顯著，甚至發生大位移，持續時間長，不易成洞高應力1.硬質巖：開挖過程中可能消滅巖爆，洞壁巖體有剝離和掉塊現象，新生裂縫較多，成洞性較差472.軟質巖：巖芯時有餅化現象，開挖過程中洞壁巖體位移顯著，持續時間較長，成洞性差注：Rc為巖石單軸飽和抗壓強度（MPa

23、）；max為最大地應力值（MPa）。表2.3.2-4 初始地應力影響的修正圍巖基本分級修正級別初始地應力狀態極高應力或高應力或注：圍巖巖體為較裂開的極硬巖、較完整的硬巖時定為級；圍巖巖體為完整的較軟巖、較完整的軟硬互層時定為級；圍巖巖體為有些地方的極硬巖、較裂開及裂開的硬巖時定為級；圍攻巖巖體為完整及較完整軟巖、較完整及較裂開的較軟巖時定為級。2.3.2.3隧道洞身埋藏較淺，應依據圍巖受地表的影響狀況進行圍巖級別修正。當圍巖為風化層時，應按風化層的圍巖基本分級考慮；圍巖僅受地表影響時，應較相應圍巖降低12級。2.3.2.4施工階段隧道圍巖級別的判定宜按表2.3.2-5的判定卡進行。表2.3.2

24、-5 施工階段圍巖級別判定卡工程名稱位置里程評定距洞口距離(m)巖性指標巖石類型(名稱)黏聚力c= MPa；=極硬巖硬 巖較軟巖軟 巖極軟巖土單軸飽和抗壓強度Rc= MPa點荷載強度極限Ix= MPa變形模量E= GPa泊松比=自然重度= kN/m3其他巖體完整狀態地質構造影響程度稍微較重嚴峻極嚴峻完整較完整較裂開裂開極裂開地質結構面間距（m）>1.51.50.60.60.20.20.06<0.06延長性極差差中等好極好粗糙度明 顯臺階狀粗 糙波紋狀平整光滑有 擦 痕平整光滑張開性(mm)密閉<0.1部分張開0.10.5張開0.51.0無充填張開>1.0黏土充填風化程度

25、未風化稍微風化頗重風化嚴峻風化極嚴峻風化簡要說明地下水狀態滲水量L/(min10m)<10干燥或潮濕1025偶有滲水25125經常滲水干燥或潮濕偶有滲水經常滲水初始地應力狀態埋深H= m地質構造應力狀態其他圍巖級別備 注記錄者復核者日期3大路隧道圍巖分級3.1大路隧道圍巖分級圍巖級別可依據調查、勘探、試驗等資料、巖石隧道的圍巖定性特征、圍巖基本質量指標（BQ）或修正的圍巖質量指標BQ值、土體隧道中的土體類型、密實狀態等定性特征，按表3.1確定。當依據巖體基本質量定性劃分與（BQ）值確定的級別不全都時，應重新審查定性特征和定量指標計算參數的牢靠性，并對它們重新觀看、測試。 在工程可行性爭辯

26、和初勘階段，可接受定性劃分的方法或工程類比方法進行圍巖級別劃分。表3.1 大路隧道圍巖分級圍巖級別圍巖或土體主要定性特征圍巖基本質量指標（BQ）或修正的圍巖基本質量指標BQ堅硬巖，巖體完整，巨整體狀或巨厚層狀結構>550堅硬巖，巖體較完整，塊狀或厚層狀結構較堅硬巖，巖體完整，塊狀整體結構550451堅硬巖，巖體較裂開，巨塊（石）碎（石）狀鑲嵌結構較堅硬巖或較軟硬巖層，巖體較完整，塊狀體或中厚層結構450351堅硬巖,巖體裂開,碎裂結構較堅硬巖,巖體較裂開裂開,鑲嵌碎裂結構較軟巖或軟硬巖互層,且以軟巖為主,巖體較完整較裂開,中薄層狀結構350251土體：1.壓密或成巖作用的粘性土及砂性土2

27、.黃土(Q1、Q2)3.一般鈣質、鐵質膠結的碎石土、卵石土、大塊石土較軟巖，巖體裂開；軟巖，巖體較裂開裂開；極裂開各類巖體。碎、裂狀、松散結構250一般第四系的半干硬至硬塑的黏性土及稍濕至潮濕的碎石土，卵石土、圓礫、角礫土及黃土（Q3、Q4）。非粘性土呈松散結構、黏性土及黃土呈松軟結構軟塑狀粘性土及潮濕、飽和粉細砂層、軟土等注：本表不適用于特殊條件的圍巖分級，如膨脹性圍巖、多年凍土等。3.2圍巖分級的主要因素大路隧道圍巖分級的綜合評判方法接受兩步分級，并按以下挨次進行： (1)依據巖石的堅硬程度和巖體完整程度兩個基本因素的定性特征和定量的巖體基本質量指標（BQ），綜合進行初步分級。(2)對圍巖

28、進行具體定級時，應在巖體基本質量分級基礎上，考慮修正因素的影響修正巖體基本質量指標值。(3)按修正后的巖體基本質量指標BQ，結合巖體的定性特征綜合評判，確定圍巖的具體分級。3.2.1巖石堅硬程度1 巖石堅硬程度可按表3.2.1-1定性劃分。表3.2.1-1 巖石堅硬程度的定性劃分 名稱定性鑒定代表性巖石硬質巖堅硬巖錘擊聲動聽，有回彈，震手，難擊碎；浸水后，大多無吸水反應未風化微風化的花崗巖、正長巖、閃長巖、輝綠巖、玄武巖、安山巖、片麻巖、石英片巖、硅質板巖、石英巖、硅質膠結的礫巖、石英砂巖、硅質石灰巖等較堅硬巖錘擊聲較動聽，有稍微回彈，稍震手，較難擊碎； 浸水后，有稍微吸水反應1弱風化的堅硬巖

29、； 2未風化微風化的熔結凝灰巖、大理巖、板巖、白云巖、石灰巖、鈣質膠結的砂頁巖等軟質巖較軟巖錘擊聲不動聽，無回彈，較易擊碎；浸水后，指甲可刻出印痕1強風化的堅硬巖； 2弱風化的較堅硬巖； 3未風化微風化的凝灰巖、千枚巖、砂質泥巖、泥灰巖、泥質砂巖、粉砂巖、頁巖等軟巖錘擊聲啞，無回彈，有凹痕，易擊碎；浸水后，手可掰開1強風化的堅硬巖； 2弱風化強風化的較堅硬巖； 3弱風化的較軟巖； 4未風化的泥巖等極軟巖錘擊聲啞，無回彈，有較深凹痕，手可捏碎；浸水后，可捏成團1全風化的各種巖石； 2各種半成巖2巖石堅硬程度定量指標用巖石單軸飽和抗壓強度（Rc）表達。Rc一般接受實測值，若無實測值時，可接受實測的

30、巖石點荷載強度指數Is（50）的換算值，即按式（3.2.1）計算： Rc= Is（50）0.75 (3.2.1） 3 Rc與巖石堅硬程度定性劃分的關系，可按表3.2.1-2確定。表3.2.1-2 Rc與巖石堅硬程度定性劃分的關系Rc (MPa)>6060303015155<5堅硬程度堅硬巖較堅硬巖較軟巖軟巖極軟巖3.2.2巖體完整程度1巖石完整程度可按表3.2.2-1定性劃分。表3.2.2-1 巖體完整程度的定性劃分名 稱結構面發育程度主要結構面的結合程度主要結構面類型相應結構類型組數平均間距（m）完整12>1.0好或一般節理、裂隙、層面整體狀或巨厚層結構

31、較完整12>1.0差節理、裂隙、層面塊狀或厚層狀結構231.00.4好或一般塊狀結構較裂開231.00.4差節理、裂隙、層面、小斷層裂隙塊狀或中厚層結構>30.40.2好鑲嵌碎裂結構一般中、薄層狀結構裂開>30.40.2差各種類型結構面裂隙塊狀結構<0.2一般或差碎裂狀結構極裂開無序很差散體狀結構注：平均間距指主要結構面（12組）間距的平均值。2巖體完整程度的定量指標用巖體完整性系數(Kv)表達。Kv一般用彈性波探測值，若無探測值時，可用巖體體積節理數（Jv）按表3.2.2-2確定對應的Kv值。 表3.2.2-2 Jv與Kv對比表 Jv(條/m3)<3310102

32、0203535Kv0.750.750.550.550.350.350.150.153 Kv與定性劃分的巖體完整程度的對應關系，可按表3.2.2-3確定。 表3.2.2-3 Kv與定性劃分的巖體完整程度的對應關系 Kv>0.750.750.550.550.350.350.15<0.15完整程度完整較完整較裂開裂開極裂開4巖體完整程度的定量指標Kv、Jv的測試和計算方法巖體完整性指標Kv，應針對不同的工程地質巖組或巖性段，選擇有體表性的點、段，測試巖體彈性縱波速度，度應在同一巖體取樣測定巖石縱波速度。按下式計算：Kv=(Vpm/Vpr)2式中：Vpm巖體彈性縱波速度（km/s）Vpr巖

33、石彈性縱波速度（km/s）巖體體積節理數Jv（條/m3），應針對不同的工程地質巖組或巖性段，選擇有代表性的露頭或開挖壁面進行節理（結構面）統計。除成組節理外，對延長長度大于1m的分散節理亦應予以統計。已為硅質、鐵質、鈣質充填再膠結的節理不予統計。每一測點的統計面積不應小于2m×5m。巖體值Jv應依據節理統計結果按下式計算Jv=S1+s2+Sn+Sk式中：Sn第n組節理每米長測線上的條數；Sk每立方米巖體非成組節理條數（條/m3）。3.2.3圍巖基本質量指標（BQ）應依據分級因素的定量指標Rc值和Kv值，按式（3.2.3）計算： BQ=90+3Rc+250Kv （3.2.3） 使用式（

34、3.2.3）時，應遵守下列限制條件： 1 當Rc>90Kv+30時，應以Rc=90Kv+30和Kv代入計算BQ值。 2 當Kv>0.04Rc+0.4時，應以Kv=0.04Rc+0.4和Rc代入計算BQ值。圍巖具體定級時，如遇下列狀況之一，應對巖體基本質量指標（BQ）進行修正：1 有地下水；2 圍巖穩定性受脆弱結構面影響，且由一組起把握作用；3 存在高初始應力。 圍巖基本質量指標修正值BQ，可按式（3.2.4）計算： BQ=BQ-100（K1+K2+K3） （3.2.4）式中：BQ圍巖基本質量指標修正值； BQ圍巖基本質量指標； K1地下水影響修正系數； K2主要脆弱結構面產狀影響修

35、正系數； K3初始應力狀態影響修正系數。 K1、K2、K3值，可分別按表3.2.3-1、表3.2.3-2、表3.2.3-3確定。無表中所示狀況時，修正系數取零。表3.2.3-1 地下水影響修正系數K1 BQ地下水出水狀態>450450351350251<250潮濕或點滴狀出水00.10.20.30.40.6淋雨狀或涌流狀出水,水壓<0.1Mpa或單位出水量<10L/minm0.10.20.30.40.60.70.9淋雨狀或涌流狀出水,水壓>0.1Mpa或單位出水量>10L/minm0.20.40.60.70.91.0表3.2.3-2 主要脆弱結構面產狀影響修

36、正系數K2結構面產狀及其與洞軸線的組合關系結構面走向與洞軸線夾角<30°,結構面傾角30°75°結構面走向與洞軸線夾角>60°,結構面傾角>75°其它組合K20.40.600.20.20.4表3.2.3-3初始應力狀態影響系數K3 BQ初始應力狀態>550550451450351350251<250極高應力區1.01.01.01.51.01.51.0高應力區0.50.50.50.51.00.51.0圍巖極高及高初始應力狀態的評估，可按表3.2.3-4規定進行。表3.2.3-4高初始應力地區圍巖在開挖過程中消滅的主要

37、現象應力狀況主要現象Rc/max極高應力1.硬質巖：開挖過程中時有巖爆發生，有巖塊彈出，洞壁巖體發生剝離，新生裂縫多，成洞性差2.軟質巖：巖芯常有餅化現象，開挖過程中洞壁巖體有剝離，位移極為顯著，甚至發生大位移，持續時間長，不易成洞<4高應力1.硬質巖：開挖過程中可能消滅巖爆，洞壁巖體有剝離和掉塊現象，新生裂縫較多，成洞性較差2.軟質巖：巖芯時有餅化現象，開挖過程中洞壁巖體位移顯著，持續時間較長，成洞性差47注: max為垂直洞軸線方向的最大初始應力。3.2.4各級圍巖的物理力學參數宜通過室內或現場試驗獵取，無試驗數據和初步分級時，可按表2.2選用(同鐵路隧道)；巖體結構面抗剪斷峰值強度

38、參數，可按表3.2.4選用。表3.2.4巖體結構面抗剪斷峰值強度序號兩側巖體的堅硬程度及結構面的結合程度內摩擦角（º）粘聚力C（MPa）1堅硬巖,結合好>37>0.222堅硬較堅硬巖,結核一般;較軟巖,結合好37290.220.123堅硬較堅硬巖,結核差;較軟巖軟巖,結合一般29190.120.084較堅硬較軟巖,結核差結合很差;軟巖,結合差;軟質巖的泥化面19130.080.055較堅硬巖及全部軟質巖,結合很差;軟質巖泥化層本身<13<0.053.2.5各級圍巖的自穩力量宜依據圍巖變形量測和理論計算分析來評定，也可按表3.2.5作出大致的評判。表3.2.5

39、隧道各級圍巖自穩力量推斷圍巖級別自穩力量跨度20m,可長期穩定,偶有掉塊,無塌方跨度10m20m,可基本穩定,局部可發生掉塊或小塌方跨度10m,可長期穩定,偶有掉塊跨度10m20m,可穩定數日1個月,可發生小中塌方跨度5m20m,可穩定數月,可發生局部塊體位移及小中塌方跨度5m,可基本穩定跨度5m,一般無自穩力量,數日數月內可發生松動變形位移、小塌方，進而進展為及中大塌方埋深小時，以拱部松動破壞為主，埋深大時，有明顯塑性流淌變形和擠壓破壞；跨度小于5m,可穩定數日1個月 無自穩力量，跨度5m或更小時，可穩定數日無自穩力量注：小塌方：塌方高度<3m，或塌方體積<30m3。中塌方：塌方

40、高度36m，或塌方體積30100m3。大塌方：塌方高度>6m，或塌方體積>100m3。4水工隧洞圍巖分級4.1圍巖工程地質總評分表4.1圍巖工程地質分類表圍巖類別圍巖穩定性圍巖總評分T圍巖強度應力比S（S=Rb·Kv/m）穩定。圍巖可長期穩定，一般無不穩定塊體T854基本穩定。圍巖整體穩定，不會產生塑性變形，局部可能產生掉塊85T654局部穩定性差。圍巖強度不足局部會產生塑性變形，不支護可能產生塌方和變形破壞。完整的較軟巖，可能臨時穩定65T452不穩定。圍巖自穩時間很短，規模較大的各種變形和破壞都可能發生45T252極不穩定。圍巖不能自穩，變形破壞嚴峻T25注：1. 、

41、類圍巖，當其強度應力比S小于本表規定時，圍巖類別宜相應降低一級。 2. 表中：Rb巖石飽和單軸抗壓強度（MPa），Kv巖體完整性系數，m圍巖最大主應力（MPa）。4.2圍巖工程地質分類各項因素的評分標準（1） 巖石強度評分，見下表4.2-1。表4.2-1 巖石強度評分巖 質 類 別硬質巖軟質巖堅硬巖中硬巖較軟巖軟巖飽和單軸抗壓強度Rb（MPa）Rb6060Rb3030Rb1515Rb5巖石強度評分A3020201010550注：1.巖石飽和單軸抗壓強度大于100Mpa時，巖石強度評分為30；2.當巖體完整程度與結構面狀態評分之和小于5時，巖石強度評分大于20的，按20評分。（2） 巖體完整程度

42、評分，見下表4.2-2）。表4.2-2 巖體完整程度評分巖體完整程度完整較完整完整性差較裂開裂開巖體完整性系數KvKv0.750.75Kv0.550.55Kv0.350.35Kv0.15Kv0.15巖體完整性評分B硬質巖4030302222141466軟質巖25191914149944注：1.當60MPaRb30MPa，巖體完整程度與結構面狀態評分之和大于65時，按65評分；2.當30 MPaRb15MPa，巖體完整程度與結構面狀態評分之和大于55時，按55評分；3.當15MPaRb5MPa，巖體完整程度與結構面狀態評分之和大于40時，按40評分；4.當Rb5MPa，屬特軟巖，巖體完整程度與結

43、構面狀態不參與評分；（3） 結構面狀態評分，見下表4.2-3。表4.2-3 結構面狀態評分結構面狀態張開度W（mm）閉合W0.5微 張0.5W5.0張開W5.0充填物無充填巖屑泥質巖屑泥質起伏粗糙狀況起伏粗糙平直光滑起伏光滑或平直粗糙平直光滑起伏粗糙起伏光滑或平直粗糙平直光滑起伏粗糙起伏光滑或平直粗糙平直光滑起伏粗糙結構面狀態評分硬質巖272124211521171215129126較軟巖272124211521171215129126軟巖18141714814118108684注：1.結構面的延長長度小于3m時，硬質巖、較軟巖的結構面狀態評分增加3分，軟巖增加2分；結構面的延長長度大于10m

44、時，硬質巖、較軟巖的結構面狀態評分減3分，軟巖減2分；2.當結構面張開寬度10mm，無充填時，結構面狀態評分為0。（4） 地下水狀態評分，見下表4.2-4。表4.2-4 地下水狀態評分活動狀態干燥、滲水、滴水線狀流水涌水水量q（L/min·10m洞長）或壓力水頭H（m）q25或H1025Q125或10H100Q125或H100基本因素評分TT85地下水評分D00-2-2-685T650-2-2-6-6-1065T45-2-6-6-10-10-1445T25-6-10-10-14-14-18T25-10-14-14-18-18-20注：基本因素評分T系前述巖石強度評分A、巖體完整性評分

45、B和結構面狀態評分C之和。（5） 要結構面產狀評分，見下表4.2-5。表4.2-5 主要結構面產狀評分結構面走向與洞軸線夾角結構面傾角結構面產狀評分E洞頂邊墻90°60°70°0-270°45°-2-545°20°-5-220°-10060°30°70°-2-570°45°-5-1045°20°-10-220°-12030°70°-5-1070°45°-10-1245°20°-

46、12-520°-120注：按巖體完整程度分級為完整性差、較裂開和裂開的圍巖不進行主要結構面產狀評分的修正。5 Q系統分類(挪威法)5.1 Q系統進展歷程Q系統是挪威巖土所Barton等人在19711974年依據249條隧道工程的實踐總結，爭辯得出的一種將圍巖分類與支護設計集于一體的方法。迄今為止已有3個版本的Q分類與支護建議的圖表問世，其中的第三個版本（2004版）是總結世界上2000多條隧道工程實踐并以此閱歷將1992年版本不斷完善而得到的，這種方法可以應用于隧道工程的勘察、規劃和設計階段，也可用于隧道施工階段，它可以通過現場觀測，也可以通過對地質巖芯取樣的描述計算得到對應的Q值，

47、借此來評價圍巖質量的指標。1974年，挪威地質所N.Barton等人在249條隧道工程實踐的基礎上第一次提出隧道圍巖分類與支護關系的圖表，該表內容相對較少，結構也較為簡潔，當時的支護手段主要接受網噴混凝土，如圖1。圖1 Q系統圍巖分類與支護綜合表(1974)1992年，N.Barton等人依據近1500個永久地下結構物的施工記錄整理結果結出了閱歷設計方法該方法是通過一張綜合考慮因素的圖來選擇隧道支護參數的。由于在20世紀70年月末，纖維增加噴射混凝土得到大量的應用，并基于這些工程支護的閱歷，N.Barton等人對分類與支護圖表也作了大量的修改和細化，此時的主要支護手段為纖維增加噴射混凝土。如圖

48、2。圖1 Q系統圍巖分類與支護綜合表(1992)2004年出版的挪威隧道和地下2004年度報告中給出了第三張分類與支護圖表（基于2000條隧道統計結果），如圖3所示，該表比1992年的圖表更加細化了支護的內容。圖3 Q系統圍巖分類與支護綜合表(2004)5.2 Q系統簡要用法介紹Q分類法主要考察圍巖結構、完整性和應力狀況及其對應的6個參數，通過公式（5.2-1）計算得到Q值，每一個Q值都反映所在掌子面處的圍巖狀況，為了更具有代表性，Q值可以是一個范圍。但Q分類法中參數取值也是通過給定性描述賦權值的方法進行，所以在實施中也難免帶有人為因素，同時Q系統建議的比較經濟的隧道支護方法，由于種種緣由在我

49、國還沒有得到有效和推廣應用。盡管如此，Q系統的分類方法能給圍巖的好壞賦于一個數值，它可以作為我國隧道分類方法的一個有益補充，使圍巖分類的結果更貼近實際地質狀況。 (5.2-1)式中：QN.Barton巖質評定系數；RQD巖體質量指標；Jn巖體組數；Jr節理粗糙度；Ja節理蝕變系數；Jw節理折減系數；SRF應力折減系數。式中，第一個商數（）表示巖體的完整性；其次個商數（）表示結構面形態，充填物特征及次生變化程度；第三個商數（）表示水與應力存在時對巖體質量的影響。下面簡述各個系數所代表的意義和取值方法。(1)RQD值，巖體質量指標。RQD是Deree推舉了一種在鉆進時統計巖體質量指標（Rock Q

50、uality Designation）進行巖體分類的方法。RQD值的定義是：接受NX標準鉆頭鉆進，每一回次進尺中，長度大于10cm的完整巖芯段所占的百分比，即： (5.2-2)式中：l巖芯單節長，10cm；L鉆孔長度。在統計時沿巖芯中心量測，明顯在鉆進中產生的裂隙不計。取值如表5.2-1。表5.2-1 巖石質量指標（RQD，%）A極差025B差2550C一般5075D好7590E極好90100注：當RQD<10時，取10； RQD最小間隔為5。(2)Jn，巖體組數。經常受到節理、片理、板巖劈現或層理等的影響。假如這類平行的“節理”很發育，明顯可視之為一個節理組，但假如可見的“節理”很稀疏，并沒有固定的產狀，可以稱之為隨機節理。如圖4和表5.2-2。圖4 節理取值簡圖表5.2-2節理組數（Jn）A整體沒有或幾乎沒有節理0.51B一組節理2C一組節理加隨機裂隙3D二組節理4E二組節理加隨機裂隙6F三組節理9G三組節理加隨機裂隙12H四組或四組以上節理，隨機裂隙，嚴峻節理化，