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1、公路隧道圍巖分級方法及實施作者:王石春目錄1圍巖分級概述1.1分級的目的與意義1.2圍巖分級國內(nèi)外現(xiàn)狀1.3國內(nèi)外部分分級方法簡介1.4公路隧道圍巖分級現(xiàn)狀及修訂的必要性2公路隧道圍巖分級方法2.1《工程巖體分級標準》GB50218-94簡介2.2公路隧道圍巖分級(JTGD70-2004)目錄3隧道圍巖分級因素的定性劃分和定量指標確定方法3.1公路隧道圍巖分級因素3.2分級基本因素的確定3.3詳細分級時巖體基本質(zhì)量修正方法4公路隧道圍巖分級方法的實施4.1施工前階段4.2施工階段4.3巖體完整性定量指標Kv、Jv的現(xiàn)場確定方法1圍巖分級概述1.1分級的目的和意義在工程建設(shè)的各個階段:規(guī)劃、
2、可行性研究、勘探、設(shè)計和施工中正確的對巖土體質(zhì)量和穩(wěn)定性做出評價,即對其穩(wěn)定等級做出正確的劃分,具有十分重要的意義,它是經(jīng)濟合理地進行巖土工程規(guī)劃選點(址)、可行性評估、工程結(jié)構(gòu)和對巖土體改良、加固設(shè)計、快速安全施工,以及建筑物安全運行的不可少的條件。分級目的不同,分級的方法也不同。例如以施工可挖性為目的,就有以可鉆性、可爆性為出發(fā)點的分級;有以工程巖體穩(wěn)定性評價、支護加固措施方法為目的,就有以穩(wěn)定性等級劃分為出發(fā)點的分級方法。國內(nèi)外既有和現(xiàn)行的圍巖分級方法多數(shù)屬于圍巖穩(wěn)定性等級的劃分方法。工程巖體(圍巖)需要區(qū)分的是巖體穩(wěn)定程度的不同,具有質(zhì)量和穩(wěn)定性的差別,是有序的,巖體的級別高,表示穩(wěn)
3、定性好;反之,級別低,表示穩(wěn)定性差。而“分類”一詞,主要強調(diào)的是巖體屬性的不同,它是不分序次的,它與工程巖體穩(wěn)定性并沒有確定的聯(lián)系。所以近年來提出的工程巖體(圍巖)分級方法中,均將“分類”修正為“分級”1.2圍巖分級國內(nèi)外現(xiàn)狀國外應(yīng)用較廣的圍巖分級,其中一些在我國有廣泛的影響,得到了不同程度的應(yīng)用。二十世紀五十年代后又相繼出現(xiàn)了以評價圍巖穩(wěn)定性和確定支護型式為目的的分級,如勞弗(H.Lauffer)的按圍巖穩(wěn)定時間的分級(1958年)美國迪爾(Deere)按RQD值得巖體質(zhì)量分級(1969年);挪威巴頓(M.Barton)以巖石質(zhì)量指標Q的分級(1974年);南非比尼威斯基(Q.Z.Bien
4、ianwski)的節(jié)理化巖體的地質(zhì)力學(xué)分級(1974年、1976年)等等(見表1)。表1國外部分工程巖體(圍巖)分級法RcVp(彈性波速度)、龜裂系數(shù)隧道圍巖強度分類(日本國鐵研究所,1972)RQD/Jn(巖塊尺寸)Jr/Ja(節(jié)理抗剪強度)Jw/SRF(圍巖壓力)巖體質(zhì)量指標Q分類法(N.Barton,1974,1976,2002)RcRQDd(節(jié)理間距等)RMR分級法(Z.T.Bieniawski1973,1986,1979)RQD巖石質(zhì)量分類(D.U.Deere,1969)Rc山區(qū)隧道圍巖分類(法國)F(主要由1Rc/10確定)Rc:MPa巖石堅固性分級(普氏分類)定量指標名稱國內(nèi),
5、20世紀50-60年代初,直至1972年,基本上沿用普氏f值分級方法,60年代末至70年代初開始,提出了各種結(jié)合各部門行業(yè)特點的圍巖分級(分類)方法。1972年中國科學(xué)院地質(zhì)研究所提出了以劃分巖體結(jié)構(gòu)類型為主的分類方法。鐵道部、總參305部隊同年提出了以圍巖地質(zhì)條件的定性描述,巖體結(jié)構(gòu)特征和巖石強度并考慮其他因素的綜合分級方法。隨著地下工程錨噴支護技術(shù)的發(fā)展,各部門都提出了為錨噴支護設(shè)計、施工用的地下工程巖體分級方法。70年代隨著聲波技術(shù)的推廣應(yīng)用,以聲波參數(shù)為分級參數(shù)的分級相繼出現(xiàn)。表2例舉了國內(nèi)主要圍巖分級方法,縱觀國內(nèi)外主要圍巖分級方法,從早期以單指標單因素的分級方法,逐步發(fā)展為多因素
6、綜合指標的分級方法和多因素定性、定量指標結(jié)合的分級,近年又提出了以多因素指標的復(fù)合指標——巖體質(zhì)量系數(shù)的巖體分級。S(由R,E確定)Kv巖體工程質(zhì)量指標(M)分級(楊子文等,1979,1983)I(Kv),f=tgфS=Rc/100(Rc:MPa)巖體質(zhì)量系數(shù)(Z)分類(谷德振等,1979)定性描述Rc,Kv,Vp,S(圍巖比)錨桿噴射混凝土技術(shù)規(guī)范(1985,國標)Rc,Kv,Vp水工隧洞設(shè)計規(guī)范(1988,部標)定性描述RcVpm為輔助指標(85年規(guī)范)鐵道隧道設(shè)計規(guī)范(1975,1985,1999部標)定性、定量指標名稱表2國內(nèi)部分巖體(圍巖)分級法巖石強度(由Rb,Is(50),r,
7、Vpm確定)巖體完整性(由Kv,Jv,RQD確定)結(jié)構(gòu)面狀態(tài)(由結(jié)構(gòu)面強度系數(shù)Kf及延長度確定)修正系數(shù)(含地下水,地質(zhì)構(gòu)造,結(jié)構(gòu)面方位,地應(yīng)力方位等確定)水電站地下工程圍巖分類(孔令譽等,1986,1988,1999部標)S(由rh/Rm確定,Rm—巖體準強度)Km(巖體完整性評分系數(shù))Kw(地下水影響系數(shù))圍巖質(zhì)量(Q)分類法(關(guān)寶樹等,1980)Rc(或Ia),Vpm,dp(結(jié)構(gòu)面平均間距)t(穩(wěn)定時間