1、 地下洞室围岩工程地质分类方法 地下洞室围岩根据围岩的岩石强度、岩体完整程度、结构面状态、地下水和主要结构面产状及地应力等综合因素,并结合工程实际情况,采用巴顿Q系统及水电围岩分类系统,对围岩稳定性进行综合性评价。巴顿Q系统分类见表C-1,水电围岩工程地质分类”见表C-3。 表C-1 巴顿Q系统分类见表 分类参数 性状 评分 RQD 按RQD=115-3.3Jv计算,Jv采用现场分段实测,Jv≤4.5时,RQD为100%。 节理组数(Jn) 整体结构 0.5~1.0 一组节理 2 一组加随机节理 3 两组节理 4 两组加
2、随机节理 6 三组节理 9 三组加随机节理 12 四组或四组以上的节理、随机分布特别发育的节理、岩体被分成“方糖”状等、碎裂结构岩体 15 散体结构 20 节理粗糙度(Jr) 节理面在错动10cm前是接触的(不扩容) 延伸短,节理不连续 4 粗糙的起伏节理 3 光滑的起伏节理 2 有擦痕、起伏节理 1.5 平直、粗糙节理 1.5 平直、光滑节理 1.0 平直、光滑且有擦痕的伏节理 0.5 结构面隙壁不接触 断层、挤压面或节理含次生泥 1.0 节理蚀变系数(Ja) 节理完全闭合 节理面新鲜、坚硬、无软化、无充填物、不透水 0.75
3、 部分面有铁、锰、钙质膜 1.0(25°~30°) 节理面铁、锰、钙质膜较普遍 2.0(25°~305°) 节理面呈强风化状 3.0(20°~25°) 面有泥膜节理 4.0(8°~16°) 续表C-1 巴顿Q系统分类表 分类参数 性状 评分 节理蚀变系数(Ja) 节理张开或断层泥夹层 不含断层层或糜棱岩的断层夹层(无断层泥) 4.0(25°~30°) 含糜棱岩或不连续分布的断层泥 5.0(16°~24°) 连续厚度<5mm硬塑状断层泥 6.0(16°~24°) 连续厚度<5mm可塑状断层泥 8.0(16°~24°) 含
4、连续厚度<5mm软塑状或流塑状断层泥 8~12 含有厚且连续的断层泥(根据其稠度状态及软化特性参照上述进行评分) 10~20 节理水折减系数(Jw) 干燥、局部渗水、岩壁潮湿 1.0 有渗水 0.66 节理无充填,岩石坚硬,流量大或水压高(有压流水) 0.5 流量大或水压高,大量充填物冲出 0.33 爆破时,流量特大或压力特高,但随时间延长而减弱 0.2~0.1 持续不衰减的特大流量 0.1~0.5 应力折减系数(SRF) 软弱岩区,当隧道掘进时,开挖岩体引起松动 散体结构岩体 10 弱风化碎裂岩体(埋深小于50m) 5.0 碎裂岩体(埋深大于50
5、m) 2.5 岩石坚硬,不含粘土,但Ⅳ级以上结构面非常发育(发育间距小于3m) 7.5 坚硬岩石,属岩石应力问题 低应力区,接近地表(δc/δt>200) 2.5 中等应力(δc/δt=200~10) 1.0 高应力,岩体非常紧密(一般有利于稳定,但对侧壁围岩稳定可能不利)(δc/δt=10~5) 0.2~2 轻微岩爆(整体岩石)(δc/δt=5~2.5) 5~10 严重岩爆(整体岩石) 10~20 塑性挤压岩石,产生塑性流动 挤压性微弦的岩石压力 5~10 挤压性很大的岩石压力 10~20 根据上述各项指标,按Q=(RQD/Jn)×(Jr/Ja)×
6、Jw/SRF)计算出Q值,并依据Q值大小,划分出五类围岩如下表。 表C-2 Q值确定的围岩类别 Q值 >40 40~10 <10~>1.0 1.0~0.1 <0.1 围岩类别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 表C-3 水电围岩工程地质分类 围岩类别 围岩稳定性 围岩总评分 T 围岩强度应力比S (S=Rb·Kv/σm) Ⅰ 稳定。 围岩可长期稳定,一般无不稳定块体 T>85 >4 Ⅱ 基本稳定。 围岩整体稳定,不会产生塑性变形,局部可能产生掉块 85≥T>65 >4 Ⅲ 局部稳定性差。
7、围岩强度不足局部会产生塑性变形,不支护可能产生塌方和变形破坏。完整的较软岩,可能暂时稳定 65≥T>45 >2 Ⅳ 不稳定。 围岩自稳时间很短,规模较大的各种变形和破坏都可能发生 45≥T>25 >2 Ⅴ 极不稳定。 围岩不能自稳,变形破坏严重 T≤25 注:1. Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类围岩,当其强度应力比S小于本表规定时,围岩类别宜相应降低一级。 2. 表中:Rb—岩石饱和单轴抗压强度(MPa)(详见表1-1、表1-7),Kv—岩体完整性系数(见本手册附录A),σm—围岩最大主应力(MPa)。 水电围岩工程地质分类各项因素的评分标准如下: (1) 岩石强度评
8、分,见下表(表C-4)。 表C-4 岩石强度评分(A) 岩 质 类 别 硬质岩 软质岩 坚硬岩 中硬岩 较软岩 软岩 饱和单轴抗压强度Rb(MPa) Rb>60 60≥Rb>30 30≥Rb>15 15≥Rb>5 岩石强度评分A 30~20 20~10 10~5 5~0 注:1.岩石饱和单轴抗压强度大于100Mpa时,岩石强度评分为30; 2.当岩体完整程度与结构面状态评分之和小于5时,岩石强度评分大于20的,按20评分。 (2) 岩体完整程度评分,见下表(表C-5)。 表C-5
9、 岩体完整程度评分(B) 岩体完整程度 完整 较完整 完整性差 较破碎 破碎 岩体完整性系数Kv Kv>0.75 0.75≥Kv>0.55 0.55≥Kv>0.35 0.35≥Kv>0.15 Kv≤0.15 岩体完整性 评分B 硬质岩 40~30 30~22 22~14 14~6 <6 软质岩 25~19 19~14 14~9 9~4 <4 注:1.当60MPa≥Rb>30MPa,岩体完整程度与结构面状态评分之和大于65时,按65评分; 2.当30 MPa≥Rb>15MPa,岩体完整程度与结构面状态评分之和大于55时,按55评分;
10、3.当15MPa≥Rb>5MPa,岩体完整程度与结构面状态评分之和大于40时,按40评分; 4.当Rb≤5MPa,属特软岩,岩体完整程度与结构面状态不参加评分; (3) 结构面状态评分,见下表(表C-6)。 表C-6 结构面状态评分(C) 结构面状态 张开度 W(mm) 闭合 W<0.5 微 张 0.5≤W<5.0 张开 W≥5.0 充填物 - 无充填 岩屑 泥质 岩屑 泥质 起伏粗糙状况 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
11、光滑或平直粗糙 平直光滑 起伏粗糙 - - 结构面状态评分 硬质岩 27 21 24 21 15 21 17 12 15 12 9 12 6 较软岩 27 21 24 21 15 21 17 12 15 12 9 12 6 软岩 18 14 17 14 8 14 11 8 10 8 6 8 4 注:1.结构面的延伸长度小于3m时,硬质岩、较软岩的结构面状态评分增加3分,软岩增加2分;结构面的延伸长度大于10m时,硬质岩、较软岩的结构面状态评分减3分,软岩减2分; 2.当结构面张开宽度10mm,
12、无充填时,结构面状态评分为0。 (4) 地下水状态评分,见下表(表C-7)。 表C-7 地下水状态评分(D) 活动状态 干燥、渗水、滴水 线状流水 涌水 水量q(L/min·10m洞长) 或压力水头H(m) q≤25或H≤10 25<Q≤125 或10<H≤100 Q>125或H>100 基本因素评分T' T'>85 地下水评分D 0 0~-2 -2~-6 85≥T'>65 0~-2 -2~-6 -6~-10 65≥T'>45 -2~-6 -6~-10 -10~-14 45≥T'>25 -
13、6~-10 -10~-14 -14~-18 T'≤25 -10~-14 -14~-18 -18~-20 注:基本因素评分T'系前述岩石强度评分A、岩体完整性评分B和结构面状态评分C之和。 (5) 要结构面产状评分,见下表(表C-8)。 表C-8 主要结构面产状评分(E) 结构面走向与 洞轴线夹角 结构面倾角 结构面产状评分E 洞顶 边墙 90°~60° >70° 0 -2 70°~45° -2 -5 45°~20° -5 -2 <20° -10 0 60°~30° >70° -2 -5 70°~45° -5 -10 45°~20° -10 -2 <20° -12 0 <30° >70° -5 -10 70°~45° -10 -12 45°~20° -12 -5 <20° -12 0 注:按岩体完整程度分级为完整性差、较破碎和破碎的围岩不进行主要结构面产状评分的修正。






