青岛地铁隧道围岩分级指南(试行).pdf

Q/QD 青岛地铁集团有限公司企业标准 Q/QD-JS-TJ-1002-2014 青岛地铁隧道围岩分级指南青岛地铁隧道围岩分级指南（试（试 行）行）Guidelines for surrounding rock classification of qingdao metro tunnel 2014-10-10 发布发布 2014-10-10 实施实施 青岛地铁集团有限公司青岛地铁集团有限公司 发布 前 言 近年来，青岛地铁建设快速发展，据 2014 年青岛轨道交通线网规划，全市规划轨道交通线路 16 条，全长 780km。青岛地区地质主要以花岗岩为主，花岗岩分布范围约占地铁已开工线路比例 90%以上，由于线路埋深浅、基岩面起伏大，风化岩石的工程性状差异大，隧道穿越地层条件十分复杂。目前，围岩级别划分是人为分段的，具有阶梯状的特点。对于连续变化的围岩，在同一级别下，往往级差较大，此时，同样级别的围岩，处于最好的和最差围岩的隧道稳定性差异很大，如果在工法、超前支护、支护结构型式和参数等方面按最差的围岩进行隧道设计和施工，往往会造成很大浪费，如果按最好的围岩进行隧道设计和施工，往往又会带来不安全，为此，在现有相关规范围岩分级基础上，对围岩级别所占比例较高的、级围岩增加了亚级划分。目前，青岛地铁地质勘察阶段主要采用钻探、声波测试、抽水试验等方法，能够获得岩芯状态、围岩弹性纵波速度、岩石单轴饱和抗压强度、岩体完整性系数、地下水状态等参数，根据这些参数可以对围岩进行分级。施工阶段通过掌子面素描、超前地质预报等方法，能够较全面地获得岩石坚硬程度、岩体完整程度、主要软弱结构面产状、地下水状态等参数，根据这些参数可以对地质勘察阶段的围岩级别进行确认或修正。地质勘察阶段由于受地质条件、勘探工艺和勘察手段的限制，所获取的地质信息一般是有限的、不完整的，因此，围岩亚级划分不宜太细，本指南对、级围岩分别划分了两个亚级。各单位在使用中，若发现问题或提出意见、建议，请与青岛地铁集团有限公司联系,以便修订时参考。联系人：张秉鹤 电话 [phone]，邮箱 2249831852 卞立民 电话 [phone]，邮箱 13573812883 主编单位：青岛地铁集团有限公司 青岛市勘察测绘研究院 西南交通大学 参编单位：青岛地矿岩土工程有限公司 中铁大桥勘测设计院集团有限公司 北京城建设计研究总院有限责任公司 中铁二院工程集团有限责任公司 铁道第三勘察设计院集团有限公司 主要编写人员：迟建平 张志华 王殿斌 赵继增 姜德鸿 刘大刚 吕三和 黄 舰 闫强刚 卞立民 李克先 陆晓燕 赵 民 吴圣智 王明年 吴学锋 郭福成 刘世安 王 辉 张秉鹤 于 丽 童建军 雷 刚 张建祥 李军省 徐 振 审查人员：叶枝顺 乔 社 朱占国 李建强 周书明 张敬志 谢仁根 马若飞 刘红军 曹存先 I 目 录 1 总则1 总则.1 2 引用规范2 引用规范.2 3 主要术语和符号3 主要术语和符号.3 3.1 主要术语.3 3.2 主要符号.4 4 围岩分级指标4 围岩分级指标.5 4.1 围岩分级指标体系及表达方式.5 4.2 基本指标确定方法.5 4.3 修正指标确定方法.9 4.4 综合指标确定方法.9 4.5 围岩分级指标获取方法.10 5 围岩分级方法5 围岩分级方法.10 5.1 围岩基本分级.10 5.2 围岩级别修正.13 5.3 施工阶段围岩量化分级.14 5.4 围岩自稳能力.16 5.5 围岩物理力学参数.16 5.6 隧道设计.17 附录 A 附录 A K KV VJ JV V测试的规定测试的规定.19 附录 B 附录 B VpVp测试的规定测试的规定.20 附录 C 施工阶段围岩信息采集及级别判别卡附录 C 施工阶段围岩信息采集及级别判别卡.21 本指南用词说明本指南用词说明.22 条 文 说 明条 文 说 明.23 1 1 总则 1 总则 1.0.1 1.0.1 为青岛地铁地质勘察、施工等阶段围岩分级提供依据，制定本指南。1.0.21.0.2 围岩分级标准的建立是以围岩稳定性为依据。1.0.3 1.0.3 围岩共分为六个基本级别，其中、级围岩分为两个亚级。1.0.4 1.0.4 围岩分级包括勘察阶段和施工阶段围岩分级：1 1 勘察阶段和施工阶段围岩分级应采用相同的围岩分级指标体系，但在分级指标表达方式、指标获取方法、指标值精度等方面可以不同；2 2 勘察阶段和施工阶段围岩分级应依据两阶段所获取的围岩信息进行划分，并指导隧道动态设计与施工；3 3 施工阶段围岩分级信息采集间隔应根据地层变化情况而定，当地层变化频繁时，应适当加密，当变化不频繁时，可适当延长；信息采集时应确保实施过程的安全性；4 4 围岩分级方法包括定性分级方法、定量分级方法、定性与定量相结合分级方法三种。当定性分级与定量分级存在差异时，若定量数据充分可靠，应以定量分级为准，否则应以定性分级为准；5 5 隧道围岩级别应分别给出拱部、边墙、隧底三部分围岩级别和隧道整体围岩级别。1.0.5 1.0.5 本指南所提供的围岩分级方法均不考虑浅埋、偏压及周边环境等因素影响。2 2 引用规范引用规范 城市轨道交通岩土工程勘察规范(GB 50307-2012)岩土工程勘察规范(GB 50021-2001)铁路工程物理勘探规范(TB 10013-2010)铁路工程地质勘察规范(TB 10012-2007)水利水电工程地质勘察规范(GB 50487-2008)工程岩体分级标准(GB 50218-1994)铁路隧道设计规范(TB 10003-2005)公路隧道设计规范(JTG D70-2004)公路隧道设计细则(JTG/T D70-2010)锚杆喷射混凝土支护技术规范(GB 50086-2001)公路工程岩石试验规程(JTG E 41-2005)3 3 主要术语和符号主要术语和符号 3.1 主要术语 3.1 主要术语 3.1.1 3.1.1 围岩 surrounding rock 由于开挖，地下洞室周围初始应力状态发生了变化的岩土体。3.1.23.1.2 围岩分级 surrounding rock classification 根据岩体完整程度和岩石坚硬程度等主要指标，按稳定性对围岩进行的分级。3.1.3 3.1.3 围岩分级指标体系 index systems of surrounding rock classification 由若干围岩分级指标所组成的体系，其指标层次一般由基本指标、修正指标、综合指标组成。3.1.43.1.4 基本指标 basic indexes(of surrounding rock classification)围岩所固有的、影响围岩稳定性的最基本因素。3.1.53.1.5 修正指标 modifiable indexes(of surrounding rock classification)仅在特定工程条件下存在，对围岩稳定性影响程度不同的各主要因素。3.1.63.1.6 综合指标 comprehensive indexes(of surrounding rock classification)能够综合反映围岩稳定性的各主要单一因素3.1.7 3.1.7 定性分级方法 combined qualitative classification 将围岩分级指标体系中的每个指标根据定性划分或定量值分别进行排序，将各个指标的不同排序进行组合获得一个组合次序，根据这个组合次序确定围岩级别的方法。3.1.8 3.1.8 定量分级方法 integrated quantitative classification 将围岩分级指标体系中的每个指标定量值通过和、差、积、商等方法进行运算获得一个计算值，根据这一计算值确定围岩级别的方法。3.1.93.1.9 围岩基本分级 surrounding rock basic classification 根据围岩分级基本指标，对围岩进行分级。3.1.103.1.10 围岩级别修正 correction of surrounding rock grade 根据围岩分级修正指标，对围岩基本级别进行修正。4 3.1.11 3.1.11 岩芯采取率 core take rate 采取的岩芯长度之和与相应实际钻探进尺之比，以百分数表示。3.2 主要符号 3.2 主要符号 rf 岩石饱和单轴抗压强度；(50)SI岩石点荷载强度指数；VK岩体完整性系数；VJ岩体体积节理数；pV岩体弹性纵波速度；BQ岩体基本质量指标；BQ岩体基本质量指标修正值；1K地下水状态影响修正系数；2K主要软弱结构面产状影响修正系数。5 4 围岩分级指标 4 围岩分级指标 4.1 围岩分级指标体系及表达方式 4.1 围岩分级指标体系及表达方式 4.1.1 4.1.1 围岩分级指标体系宜由基本指标、修正指标、综合指标组成。4.1.2 4.1.2 一般岩质围岩分级基本指标为岩石坚硬程度和岩体完整程度，修正指标为地下水状态、主要软弱结构面产状，综合指标为岩芯状态、围岩弹性纵波速度。4.1.3 4.1.3 围岩分级指标可采用定性划分、定量指标两种表达形式。对同一指标，定性划分可依据定量指标值进行确定。4.2 基本指标确定方法 4.2 基本指标确定方法 4.2.1 岩石坚硬程度 1 4.2.1 岩石坚硬程度 1 岩石坚硬程度定性划分可按表 4.2.1-1 确定。表 4.2.1-1 岩石坚硬程度定性划分 表 4.2.1-1 岩石坚硬程度定性划分 名称 定性鉴定 代表性岩石 硬 质 岩 坚硬岩 锤击声清脆，有回弹，振手，难击碎；基本无吸水反应 未风化微风化的：花岗岩、花岗斑岩、闪长岩、辉绿岩、安山岩、煌斑岩、流纹岩、硅质胶结的砾岩 较硬岩 锤击声较清脆，有轻微回弹，稍振手，较难击碎；有轻微吸水反应 微风化的：花岗岩、花岗斑岩、闪长岩、辉绿岩、安山岩、煌斑岩、流纹岩、硅质胶结的砾岩 软 质 岩 较软岩 锤击声不清脆，无回弹，较易击碎；指甲可刻出印痕 中等风化的：花岗岩、闪长岩、花岗斑岩、辉绿岩未风化微风化的：泥质粉砂岩、火山杂岩 软岩 锤击声哑，无回弹，有凹痕，易击碎；浸水后手可掰开 强风化的：花岗岩、花岗斑岩、闪长岩、辉绿岩、安山岩 中等风化的：煌斑岩、泥质粉砂岩、火山杂岩 极软岩 锤击声哑，无回弹，有较深凹痕，手可捏碎；浸水后，可捏成团 强风化的煌斑岩 全风化的各种岩石及各种半成岩 6 表 4.2.1-1 中岩石风化程度定性划分可按表 4.2.1-2 确定。表 4.2.1-2 岩石风化程度定性划分 表 4.2.1-2 岩石风化程度定性划分 风化程度 野外特征 未风化 结构和构造未变，岩质新鲜，偶见风化痕迹 微风化 结构和构造基本未变，仅节理面有铁锰质渲染或矿物略有变色，有少量风化裂隙 中等风化 1.组织结构部分破坏，矿物成分基本未变，沿节理面出现次生矿物，风化裂隙发育；2.岩体被节理、裂隙分割成块状，结构面间距 200mm-500mm；硬质岩，锤击声脆，且不易击碎；软质岩，锤击易碎；3.用镐难挖掘，岩芯钻方可钻进 强风化 1.组织结构已大部分破坏，矿物成分已显著变化；2.岩体被节理、裂隙分割成碎石状，结构面间距 20mm-200mm，碎石用手可折断；3.用镐可以挖掘，干钻不易钻进 全风化 1.组织结构已基本破坏，但尚可辨认；2.岩石已风化成坚硬或密实土状，可用镐挖，干钻可钻进；3.需用机械普遍刨松方能铲挖满载 残积土 组织结构全部破坏，已风化成土块，锹镐易挖掘，干钻易钻进，具可塑性 2 2 岩石坚硬程度定量指标可采用岩石饱和单轴抗压强度rf表达。rf一般采用实测值，若无实测值时，可采用实测的岩石点荷载强度指数(50)SI换算值，按式（4.2.1）计算。0.75(50)22.82rSfI=(4.2.1)3 3 岩石饱和单轴抗压强度rf与岩石坚硬程度定性划分关系可按表 4.2.1-3确定。表 4.2.1-3 表 4.2.1-3 rf与岩石坚硬程度定性划分对应关系 与岩石坚硬程度定性划分对应关系 rf(MPa)rf60 60rf3030rf1515rf5 rf5 坚硬程度 坚硬岩 较硬岩 较软岩 软岩 极软岩 注：当岩体完整程度为极破碎时，可不进行岩石坚硬程度分类。4.2.2 岩体完整程度 1 4.2.2 岩体完整程度 1 岩体完整程度定性划分可按表 4.2.2-1 确定。7 表 4.2.2-1 岩体完整程度定性划分 表 4.2.2-1 岩体完整程度定性划分 名称 结构面发育程度 主要结构面的结合程度主要结构面类型 相应结构类型定性描述 组数 平均间距(m)完整 不发育 12 1.0 好或一般 节理、裂隙、层面 整体状或巨厚层状结构 较完整 不发育 12 1.0 差 节理、裂隙、层面 块状或厚层状结构 较发育 23 1.00.4 好或一般 块状结构 较破碎 较发育 23 1.00.4 差 节理、裂隙、层面、小断层 裂隙块状或中厚层状结构 发育 3 0.40.2 好 镶嵌碎裂结构一般 中、薄层状结构破碎 发育 3 0.40.2 差 各种类型结构面 裂隙块状结构极发育 0.2 一般或差 碎裂状结构 极破碎 极发育 无序 很差 散体状结构 注：平均间距指主要结构面间距的加权平均值。表 4.2.2-1 中主要结构面的结合程度划分可按表 4.2.2-2 确定，岩体结构类型划分可按表 4.2.2-3 确定，层状岩厚度划分可按表 4.2.2-4 确定。表 4.2.2-2 主要结构面结合程度划分 表 4.2.2-2 主要结构面结合程度划分 结合程度 主要结构面特征 好 张开度小于 1mm，无充填物 张开度 13mm，为硅质胶结 张开度大于 3mm，结构面粗糙，为硅质胶结 一般 张开度 13mm，为钙质或泥质胶结 张开度大于 3mm，结构面粗糙，为铁质或钙质胶结 差 张开度 13mm，结构面平直，为钙质或泥质胶结 张开度大于 3mm，多为泥质、钙质胶结或充填岩屑 很差 泥质充填或泥夹岩屑充填，充填物厚度大于起伏差 表 4.2.2-3 岩体结构类型划分 表 4.2.2-3 岩体结构类型划分 岩体结构类型 岩体地质类型 结构体形状 结构面发育情况 岩土工程特性 可发生的岩土工程问题 整体状结构 巨块状岩浆岩和变质岩，巨厚层沉积岩 巨块状以层面和原生构造节理为主，多呈闭合型，间距大于 1.5m，一般为 1-2 组，无危险结构岩体稳定，可视为均质弹性各向同性体 局 部 滑 动 或坍塌，深埋洞室 可 发 生 岩爆 8 续表 4.2.2-3 岩体结构类型划分 续表 4.2.2-3 岩体结构类型划分 岩体结构类型 岩体地质类型 结构体形状 结构面发育情况 岩土工程特性 可发生的岩土工程问题 块状结构 厚 层 状 沉 积岩，块状岩浆岩和变质岩 块状 柱状 具少量贯穿性节理裂隙，结 构 面 间 距0.7-1.5m，一般 2-3组，有少量分离体 结构面互相牵制，岩体基本稳定，接近弹性各向同性体 局 部 滑 动 或坍塌，深埋洞室 可 发 生 岩爆 层状结构 多 韵 律 的 薄层、中厚层状沉积岩、副变质岩 层状 板状 有层理、片理、节理，常有层间错动 变形和强度受层面控制，可视为各向异性弹塑性体，稳定性差 可 沿 结 构 面滑塌，软岩可产 生 塑 性 变形 碎裂状结构 构造影响严重的破碎岩层 碎块状断层、节理、片理、层理发育，结构面间距0.25-0.5m，一般 3 组以上，有许多分离体 整体强度很低，并受软弱结构面控制，呈弹塑性体，稳定性很差 易 发 生 规 模较 大 的 岩 体失稳，地下水加剧失稳 散体状结构 断层破碎带，强风化及全风化带 碎屑状构造和风化裂隙密集，结构面错综复杂，多填充黏性土，形成无序小块和碎屑 完整性遭极大破坏，稳定性极差，接近松散体介质 表 4.2.2-4 层状岩厚度划分 表 4.2.2-4 层状岩厚度划分 名称 单层厚度(m)巨厚层 1.0 厚层 0.51.0 中厚层 0.10.5 薄层 0.1 2 2 岩体完整程度定量指标采用岩体完整性系数VK表达。VK一般用弹性波实测值，若无实测值时，可用岩体体积节理数VJ按表4.2.2-5确定对应的VK值。表 4.2.2-5 表 4.2.2-5 VJ与与VK对应关系 对应关系 VJ（条/m3）3 310 1020 2035 35 VK 0.75 0.750.550.550.350.350.15 0.15 3 3 岩体完整性系数VK与岩体完整程度定性划分关系可按表 4.2.2-6 确定。9 表 4.2.2-6 表 4.2.2-6 VK与岩体完整程度定性划分对应关系 与岩体完整程度定性划分对应关系 VK 0.75 0.750.55 0.550.35 0.350.15 0.15 完整程度 完整 较完整 较破碎 破碎 极破碎 4 4 岩体完整程度定量指标VK、VJ的测试和计算方法应符合附录A的规定。4.3 修正指标确定方法 4.3 修正指标确定方法 4.3.1 4.3.1 地下水状态级别划分可按表 4.3.1 确定。表 4.3.1 地下水状态级别划分 表 4.3.1 地下水状态级别划分 级别 定性划分 定量指标 涌水量m3/(dm)渗水量L/(min10m)I 干燥或湿润 0.1 10 II 偶有渗水 0.11.0 1025 III 经常渗水 1.0 25125 4.3.2 4.3.2 主要软弱结构面产状级别划分可按表 4.3.2 确定。表 4.3.2 主要软弱结构面产状级别划分 表 4.3.2 主要软弱结构面产状级别划分 级别 主要结构面产状及其与洞轴线的组合关系 I 其它组合 II 结构面走向与洞轴线夹角60，结构面倾角75 III 结构面走向与洞轴线夹角30，结构面倾角 3075 注：主要软弱结构面是指成层岩体的泥化层面、一组很发育的裂隙、次生泥化夹层、含断层泥、糜棱岩的小断层等。4.4 综合指标确定方法 4.4 综合指标确定方法 4.4.14.4.1 综合指标主要用于勘察阶段的围岩级别判定。4.4.24.4.2 岩芯状态可用岩芯采取率、芯样形态两个指标综合表达。岩芯采取率应采用定量指标值进行表达，应采用直径为 75mm 的金刚石钻头单层岩芯管取芯；芯样形态应采用定性描述进行表达，形态主要包括长柱状、柱状、短柱状、块状、碎块状、角砾状等。10 4.4.34.4.3 围岩弹性纵波速度 Vp 测试方法应符合附录 B 的规定。4.5 围岩分级指标获取方法 4.5 围岩分级指标获取方法 4.5.14.5.1 围岩分级指标获取方法在勘察阶段和施工阶段有所不同：1 1 勘察阶段获取方法主要以钻探为主，同时辅以调查、声波测试、水文地质试验等方法。可获取的围岩分级指标主要包括岩石饱和单轴抗压强度、岩体完整性系数、岩芯状态、围岩弹性纵波速度、地下水状态等。2 2 施工阶段获取方法主要包括掌子面素描、超前地质预报等方法。可获取的围岩分级指标主要包括岩石坚硬程度、岩体完整程度、主要软弱结构面产状、地下水状态等。4.5.24.5.2 施工阶段围岩信息采集及级别判别卡可参见附录 C。5 围岩分级方法 5 围岩分级方法 5.1 围岩基本分级 5.1 围岩基本分级 5.1.15.1.1 围岩定性基本分级主要根据围岩基本指标按表 5.1.1-1 进行划分，定性、定量相结合基本分级主要根据围岩基本指标和综合指标按表 5.1.1-2 进行划分。表 5.1.1-1 围岩定性基本分级 表 5.1.1-1 围岩定性基本分级 岩体完整程度 岩石坚硬程度 完整 较完整 较破碎 破碎 极破碎结构面不发育结构面较发育结构面较发育结构面发育 结构面发育 结构面 极发育 坚硬岩 1 2 1 2 较硬岩 1 2 1 2 较软岩 2 1 2 软岩 2 2 极软岩 11 表 5.1.1-2 围岩定性、定量相结合基本分级 表 5.1.1-2 围岩定性、定量相结合基本分级 围岩级别 围岩工程地质条件 围岩基本质量指标BQ 岩芯状态 围岩弹性纵波速度v p（km/s）基本 级别 亚 级 主要工程地质特征 结构形态和完整状态 坚硬岩（饱和单轴抗压强度fr60MPa），受地质构造影响轻微，结构面不发育、结合好或一般，岩体完整 整体状或巨厚层状结构 550 岩芯采取率约90%以上，长柱状为主 5.1 坚硬岩（fr60MPa），受地质构造影响较重，结构面不发育或较发育、结合好或一般，岩体较完整 块状或厚层状结构 550 451 岩芯采取率约75%以上，短柱到柱状为主 4.15.1较硬岩（fr3060MPa），受地质构造影响轻微，结构面不发育、结合好或一般，岩体完整 整体状或巨厚层状结构 1 坚硬岩（fr60MPa），受地质构造影响严重，结构面较发育、结合差，岩体较破碎 裂隙块状或中厚层状结构 450 391 岩芯采取率约60%以上，短柱状为主，偶夹块状 3.74.6较硬岩（fr3060MPa）或软硬岩互层以硬岩为主，受地质构造影响较重，结构面不发育、结合差，岩体较完整 块状或厚层状结构 2 坚硬岩（fr60MPa），受地质构造影响严重，结构面发育、结合好或一般，岩体较破碎 镶嵌碎裂状或中、薄层状结构 390 351 岩芯采取率约50%以上，块状为主，偶夹短柱状 3.34.2较硬岩（fr3060MPa）或软硬岩互层以硬岩为主，受地质构造影响较重，结构面较发育、结合好或一般，岩体较完整 块状结构 较软岩（fr1530MPa），受地质构造影响轻微，结构面不发育、结合好或一般，岩体完整 整体状或巨厚层状结构 1 坚硬岩（fr60MPa）受地质构造影响极严重，结构面发育、结合差，岩体破碎 碎裂块状结构 350 311 岩芯采取率约在 35%以上，块状为主 2.83.8较硬岩（fr30MPa），受地质构造影响严重，结构面较发育或发育、结合好或一般，岩体较破碎 镶嵌碎裂状或中、薄层状结构 较软岩（fr1530MPa）或软硬岩互层以软岩为主，受地质构造影响较重，结构面不发育或较发育、结合好或一般，岩体较完整 块状或厚层状结构 12 续表 5.1.1-2 围岩定性、定量相结合基本分级 续表 5.1.1-2 围岩定性、定量相结合基本分级 围岩级别 围岩工程地质条件 围岩基本质量指标BQ 岩芯状态 围岩弹性纵波速度v p（km/s）基本 级别 亚 级 主要工程地质特征 结构形态和完整状态 2 坚硬岩（fr60MPa）受地质构造影响极严重，结构面极发育、结合一般或差，岩体破碎 碎裂状结构 310 251 岩芯采取率约在 20%以上，碎块状为主，偶夹块状 2.23.3较硬岩（fr30MPa），受地质构造影响极严重，结构面发育或极发育、结合一般或差，岩体破碎 碎裂块状或碎裂状结构 较软岩（fr1530MPa）或软硬岩互层以软岩为主，受地质构造影响严重，结构面较发育或发育、结合好或一般，岩体较破碎 镶嵌碎裂状或中、薄层状结构 软岩（fr515MPa），受地质构造影响较重，结构面不发育或较发育、结合好或一般，岩体完整或较完整 块 状 或 巨厚、厚层状结构 软岩（fr515MPa），岩体较破碎至极破碎；全部极软岩（fr5MPa）及全部极破碎岩（包括受构造影响严重的破碎带）角砾、碎石状松散结构 250 岩芯采取率约在 20%以下，角砾状 1.62.7土体：一般第四系坚硬、硬塑的黏性土，稍密及以上、稍湿或潮湿的碎石土、卵石土、圆砾土、角砾土、粉土 非黏性土呈松散结构，黏性土松软状结构 岩体：受构造影响严重，呈碎石、角砾及粉末、泥土状 松软状 土体：可塑、软塑状黏性土，饱和的粉土和砂类土等 黏性土呈易蠕动松软结构，砂性土呈潮湿松散结构 备注：1 岩芯状态主要适用于花岗岩；2 围岩弹性纵波速度应以单孔声波测试法进行测试。5.1.2 5.1.2 围岩基本质量指标BQ值应根据围岩基本指标定量值按公式(5.1.1)计算：903250rVBQfK=+(5.1.1)使用式(5.1.1)时，应遵守下列限制条件：1 当9030rVfK+时，应以9030rVfK=+和VK代入计算BQ值；13 2 当0.040.4VrKf+时，应以0.040.4VrKf=+和cR代入计算BQ值。5.2 围岩级别修正 5.2 围岩级别修正 5.2.15.2.1 当围岩存有地下水、主要软弱结构面时，应依据围岩修正指标对围岩基本级别进行修正，并按修正后围岩级别进行判定。5.2.2 5.2.2 围岩修正指标对围岩基本级别的定性修正应符合下列规定：1 1 地下水状态对围岩基本级别的定性修正可按表 5.2.2-1 进行。表 5.2.2-1 地下水状态影响定性修正 表 5.2.2-1 地下水状态影响定性修正 围岩基本级别 地下水级别 I II IV V 1 2IV1 IV2 I I II 1 2IV1 IV2 V II I II 2 1IV2 V VI III II 1 1 2V V VI 2 2 主要软弱结构面产状对围岩基本级别的定性修正可按表 5.2.2-2 进行。表 5.2.2-2 主要软弱结构面产状影响定性修正 表 5.2.2-2 主要软弱结构面产状影响定性修正 围岩基本级别 主要软弱 结构面产状级别 I II IV V 1 2 IV1 IV2 I II 1 2 IV1 IV2 V VI II II 1 2 IV1 IV2 V VI III II 1 IV1 IV2 V V VI 5.2.35.2.3 围岩修正指标对围岩基本级别的定量修正应按修正后的围岩基本质量指标BQ替代BQ值进行，BQ值按公式(5.2.1)计算：(10021KKBQBQ+=)(5.2.1)式中：BQ围岩基本质量指标修正值；BQ围岩基本质量指标；1K地下水状态影响修正系数；2K主要软弱结构面产状影响修正系数。14 1K、2K值可分别按表 5.2.3-1、表 5.2.3-2 确定。无表中所列情况时，修正系数取零。BQ出现负值时，应按特殊问题处理。表 5.2.3-1 地下水状态影响修正系数表 5.2.3-1 地下水状态影响修正系数1K 450 450351 350251 250 I 0 0.1 0.20.3 0.40.6 II 0.1 0.20.3 0.40.6 0.70.9 III 0.2 0.40.6 0.70.9 1.0 表 5.2.3-2 主要软弱结构面产状影响修正系数 表 5.2.3-2 主要软弱结构面产状影响修正系数2K 主要软弱结构面产状级别 I II III 2K 0.20.4 00.2 0.40.6 5.3 施工阶段围岩量化分级 5.3 施工阶段围岩量化分级 5.3.1 5.3.1 施工阶段当获取岩石坚硬程度，岩体完整程度和地下水状态三种定性划分指标时，可采用数量化理论对围岩进行量化分级。围岩量化分级判别卡可参见表 5.3.1。5.3.2 5.3.2 施工阶段当存在主要软弱结构面产状影响时，可依据表 52.2-2 对围岩量化分级结果进行定性修正。地下水级别 BQ 15 表 5.3.1 施工阶段围岩量化分级判别卡 表 5.3.1 施工阶段围岩量化分级判别卡 隧道名称 断面里程 施工单位 评定 岩体完整程度判定 裂隙组数（组）及判别系数 1 组 2 组 3 组 3 组 无序 实测值 判别系数小计 完整：1610 0 5 10 115 575 较完整：16111730 裂隙平均间距(m)及判别系数 00.2m 0.20.4m 0.41m1m 不定 235 140 115 0 565 较破碎：17311850 裂隙宽度(mm)及判别系数 01mm 13mm3mm 充填物厚度大于起伏差 0 470 475 790 破碎：18512500 裂隙充填物及判别系数 无 硅质 钙质 泥质 岩屑 泥夹岩屑 0 1110 1130 1225 1240 1265 极破碎：2500 围岩亚级级别判定 岩石坚硬程度 fr(MPa)60 3060 1530 515 1900 IS(50)(MPa)3.63 1.440.571.440.130.57 0.13 II：17511900 坚硬程度 坚硬岩较硬岩 较软岩 软岩 极软岩III1：15511750 判别系数 770 610 430 210 0 III2：15011550 IV1：13811500 岩体完整程度 完整程度 完整 较完整 较破碎 破碎 极破碎 判别系数 1000 740 510 210 0 IV2：10511380 地下水状态 涌水量(L/min.10m)干燥 湿润 偶有渗水经常渗水 V：6211050 0 10 1025 25125 判别系数 270 265 165 0 VI：620 观测单位：观测人员：年 月 日 16 5.4 围岩自稳能力 5.4 围岩自稳能力 5.4.15.4.1 各级围岩自稳能力宜根据围岩变形量测和理论计算分析来评定，也可按表 5.4.1 做出大致的评判。表 5.4.1 各级围岩自稳能力 表 5.4.1 各级围岩自稳能力 围岩级别 自 稳 性 基本级别 亚级 I 跨度 20m，长期稳定，偶有掉块，无塌方；II 跨度 20m，基本稳定，局部可发生掉块或小塌方；跨度 10m，长期稳定，偶有掉块；III III1 跨度 18m，可暂时稳定，可发生小塌方；跨度 10 米，基本稳定。III2 跨度 14m，可暂时稳定，可发生小塌方；跨度 7m，基本稳定。IV IV1 跨度 9m，暂时稳定，可发生小中塌方；跨度小于 7m，基本稳定；IV2 跨度 7m，暂时稳定，可发生小中塌方；跨度小于 5m，基本稳定；V 跨度 6m，暂时稳定，可发生中大塌方；跨度小于 3m，基本稳定；VI 无自稳性 注：小塌方：塌方高度3m，或塌方体积30m3。中塌方：塌方高度 36m，或塌方体积 30-100m3。大塌方：塌方高度6m或塌方体积100m3。5.5 围岩物理力学参数 5.5 围岩物理力学参数 5.5.15.5.1 各级围岩物理力学参数应通过室内或现场试验获取，无实测值时，可按表 5.5.1 选用。17 表 5.5.1 各级围岩物理力学指标标准值 表 5.5.1 各级围岩物理力学指标标准值 围岩级别 物理力学指标 基本级别 亚级 重度（kN/m3）弹性模量 E(GPa)泊松比 内摩擦角 ()黏聚力C(MPa)I 26-28 33 0.2 60 2.1 II 25-27 20-33 0.2-0.25 50-60 1.5-2.1 1 24-26 10.7-20 0.25-0.26 44-50 1.1-1.5 2 23-25 6-10.7 0.26-0.3 39-44 0.7-1.1 1 23-25 3.8-6 0.3-0.31 35-39 0.5-0.7 2 23-24 2-3.8 0.31-0.35 27-35 0.2-0.5 22-23 1-2 0.35-0.45 20-27 0.05-0.2 VI 18-21 0.4-0.5 22 0.1 5.6 隧道设计 5.6 隧道设计 5.6.15.6.1 青岛地铁隧道结构防排水应根据含水地层特性、围岩稳定情况和结构支护型式确定。在地质条件较好（-1级）且地下水不发育地段，宜采用半包式防水。5.6.25.6.2 青岛地铁隧道断面形式应符合下列规定：1 隧道断面形式，应根据围岩条件、使用要求、施工方法及跨度等，从受力、围岩稳定和环境保护等方面综合考虑确定；2 暗挖隧道在隧底为-1级围岩、半包式防水时，可不设置仰拱；全包防水时宜采用马蹄形断面并尽可能减小仰拱矢高。5.6.35.6.3 青岛地铁结构设计应采用信息化动态设计方法，I-III2级围岩隧道可采用工程类比法设计，IV1-VI 级围岩隧道宜采用工程类比与结构计算分析相结合的设计方法。单线隧道结构设计参数可参见表 5.6.3。18 表 5.6.3 青岛地铁单线隧道设计参数 围岩级别表 5.6.3 青岛地铁单线隧道设计参数 围岩级别 初期支护初期支护 二次衬砌厚度二次衬砌厚度(cm)基本级别基本级别 亚级亚级 喷砼喷砼(cm)锚杆锚杆(m)钢筋网钢筋网(mm)钢架类型及间距钢架类型及间距(cm)位置位置 长度长度 环纵间距环纵间距I 5 30cm 素混凝土或钢筋混凝土 II 5 局部 III III1 8 局部 2.0 局部 62525 III2 10 拱部（边墙局部）62525 IV IV1 15 拱、墙 2.5 环纵1.01.0-1.5拱、墙 62525 三角形格栅100 IV2 25 拱、墙 62020 格栅 75100 V、VI 根据工程类比与结构计算分析相结合的设计方法确定 19 附录 A 附录 A K KV V、J JV V测试的规定 测试的规定 A.0.1A.0.1 岩体完整性系数VK，应针对不同的工程地质岩组或岩性段，选择有代表性的点、段，测定围岩弹性纵波速度，并应在同一围岩段取样测定岩石弹性纵波速度。VK值应按下式计算：2)/(prpmvVVK=(A.0.1)式中：pmV围岩弹性纵波速度(km/s)；prV岩石弹性纵波速度(km/s)。A.0.2A.0.2 岩体体积节理数VJ，应针对不同的工程地质岩组或岩性段，选择有代表性的露头或开挖壁面进行节理（结构面）统计。除成组节理外，对延伸长度大于 1m 的分散节理亦应予以统计。已为硅质、铁质、钙质充填再胶结的节理不予统计。统计每组结构面数目时，应沿着有关结构面组的垂直方向计数。每一测点的统计面积，不应小于 25m2。围岩VJ值，应根据节理统计结果，按下式计算：121212111nvkknnNNNJSSLLLddd=+=+(A.0.2)式中：VJ岩体体积节理数(条/m3)；12,nN NN各组结构面的数目；12,nL LL垂直于结构面的测线长度(m)；12,nd dd各结构面组的间距；kS每立方米岩体非成组节理条数。20 附录 B 附录 B VpVp测试的规定 测试的规定 B.0.1B.0.1 围岩级别划分的弹性波纵波速度应采用单孔声波测试法测试。B.0.2B.0.2 测试设备应采用单发双收非定向量测观测系统。B.0.3B.0.3 波速测试应满足以下要求：1 1 测孔内应填充水等填充液，并检查填充液是否满足测试要求；2 2 接通电源，将探头缓慢放至测孔内预定深度，逐一测点进行测试，测点间距不宜大于 0.5m；3 3 读数时，要对波型曲线超跳点判别清楚，判别标准应前后一致；4 4 同一测点应往返测试两次，读数在较完整岩体段误差应不超过 10%，节理破碎带误差应不超过 20%；5 5 测试完后，应检查测试深度与预定深度是否一致、测试记录是否完整。B.0.4B.0.4 资料处理与分析应满足以下要求：1 1 测试曲线清晰，深度记号标注齐全，并注明有关参数；2 2 结合钻探地质资料及曲线特征点、标志层位置对曲线进行平差处理；3 3 根据曲线变化分段求取平均声速值；4 4 计算波速时应考虑孔径、岩性变化和泥浆的影响。21 附录 C 施工阶段围岩信息采集及级别判别卡 附录 C 施工阶段围岩信息采集及级别判别卡 C.0.1C.0.1 施工阶段围岩信息采集及级别判别卡可参照表 C.0.1 进行。表 C.0.1 施工阶段围岩信息采集及级别判别卡表 C.0.1 施工阶段围岩信息采集及级别判别卡 隧道名称：合同段：施工单位：编号：检查桩号 埋深(m)隧道走向 地层岩性 围岩级别设计 岩石单轴抗压强度 fr(Mpa)坚硬岩较硬岩 较软岩软岩 极软岩 取样编号 试验编号 实际施工 掌子面上围岩岩体结构特征 岩层产状 单层厚度(m)层面特征 与隧轴夹角 与隧道的关系（平面示意图）节理裂隙 组次 产状 间距(m)长度(m)缝宽(mm)充填物 与隧轴夹角 1 2 3 断层 产状 破碎带宽度(m)与隧轴夹角 侧壁围岩岩体结构特征 左侧壁 右侧壁 岩层产状 单层厚度(m)层面特征 与隧轴夹角 岩层产状 单层厚度(m)层面特征 与隧轴夹角 节理裂隙 组次 产状 间距(m)长度(m)缝宽(mm)充填物 与隧轴夹角节理裂隙 组次 产状 间距(m)长度(m)缝宽(mm)充填物 与隧轴夹角 1 1 2 2 3 3 断层 产状 破碎带宽度(m)与隧轴夹角 断层 产状 破碎带宽度(m)与隧轴夹角 地下水 涌水位置 涌水量(L/min.10m)干燥 湿润 偶有渗水经常渗水 含泥砂情况 侵蚀类型 取水样编号 试验编号 左侧