1、3-1-1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、判斷隧道圍巖穩定性，作為選擇隧道位置、支護類型的依據和指導安全施工。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、判斷，或對主要因素作出評判、打分，有的還引入分量化指標進行綜合分級。以定性為主的分級方法，如現行的公路、鐵路隧道圍巖分級等方法經驗的成分較大，有一定人為因素和不確定性，在使用中，往往存在不一致，隨勘察人員的認識和經驗的差別，對同一圍巖作出級別不同的判斷采用定性分級的圍巖級別，常常出現與實際差別12級的情況。定量分級的

2、做法是根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。如國外的Q分級，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十分復雜，分級時僅用少數參數和某個數學公式難以全面準確地概括所有情況，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一定的局限，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、構造發育情況、承受的荷載（工程荷載和初始應力）、應力變形狀態、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情況是獨立于各種工作類型的，反映出了巖體的基本特性，在巖體的各項物理力

3、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圍巖分級圍巖級別的劃分應根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規定。表圍巖分級圍主要工程地質特征毛洞穩定巖巖體結構造影響程度，結構面發育情巖石強度指標巖體聲波指標巖體情況級構況和組合狀態單軸飽和點荷載強巖體縱巖體完強度別抗壓強度度波速度整性指應力(MPa)(MPa)(km/s)標比I整體狀構造影響輕微，

4、偶有小斷層結6050.75毛洞跨度及層間構面不發育，僅有23組，平510m時結合良均間距大于0.8m,以原生和長期穩定，好的厚構造節理為主，多數閉合，無無碎塊掉層狀結泥質充填，不貫通。層間結合落構良好，一般不出現不穩定塊體II同I級同I級圍巖特征30601.252.5.20.75毛洞跨度圍巖結5510m時，構圍巖能較塊狀結構造影響較重，有少量斷層，602.53.75.0.5長時間（數構和層結構面發育，一般2月至數年）間結合為3組，平均間距0.40.8m維持穩定，較好的以原生和構造節理為主，多數僅出現局中厚層閉合，偶有泥質充填，貫通性部小塊掉或厚層較差，有少量軟弱結構面。層落狀結構間結合較好，偶

5、有層間錯動和層面張開現象III同I級同I級圍巖特征20300.853.00.752毛洞跨度圍巖結510m時圍構巖能維持同II級同II級圍巖塊狀結構和層間結30601.253.00.502一個月以圍巖塊合較好的中厚層或厚層狀結構.75上的穩定狀結構特征主要出現和層間局部掉塊結合較塌落好的中厚層或厚層狀結構層間結構造影響較重結構面發育一般60(軟250304503002合良好為3組平均間距0204m以構巖20)50的薄層造節理為主節理面多數閉合少和軟硬有泥質充填巖層為薄層或以硬巖互層巖為主的軟硬巖互層層間結合結構良好少見軟弱夾層層間錯動和層面張開現象碎裂鑲構造影響較重結構面發育一般60250300

6、3002嵌結構為3組以上平均間距0204m50以構造節理為主節理面多數閉合少數有泥質充填塊體間牢固咬合IV同II級同II級圍巖塊狀結構和層間結1030042125203505001毛洞跨度圍巖塊合較好的中厚層或厚層狀結構755m時圍巖狀結構特征能維持數和層間日到一個結合較月的穩定好的中主要失穩厚層或形式為冒厚層狀落或片幫結構散塊狀結構構造影響嚴重一般為風化卸荷帶結構面發育一般為3組平均間距0408m以構造節理卸荷30125200151風化裂隙為主貫通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層間結構造影響嚴重結構面發育一般30(軟125203502001合不良

7、為3組以上平均間距0204m巖10)40的薄層以構造風化節理為主大部分微中厚層張(0510mm)部分張開(1和軟硬0mm)有泥質充填層間結合不良巖互層多數夾泥層間錯動明顯結構碎裂狀構造影響嚴重多數為斷層影響30125203502001結構帶或強風化帶結構面發育一般40為3組以上平均間距0204m大部分微張(0510mm)部分張開(10mm)有泥質充填形成許多碎塊體V散體狀構造影響很嚴重多數為破碎帶一20毛洞跨度5結構全強風化帶破碎帶交匯部位構時圍巖穩造及風化節理密集節理面及其定時間很短約數小組合雜亂形成大量碎塊體塊體時至數日間多數為泥質充填甚至呈石夾土狀或土夾石狀注1圍巖按定性分級與定量指標分

8、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如果用其他方法測試時可通過對比試驗進行換算。3層狀巖體按單層厚度可劃分為厚層大于05m中厚層0105m薄層小于01m4一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采用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。圍巖分級的主要影響因素體完整性指標用巖體完整性系數K表示，K可按下式計算：VVKv=（V/V）2（）pmpr式中：V巖體彈性縱波速度（km/s）pmV巖石彈性縱波速度（km/s）pr當無條

9、件進行聲波實測時也可用巖體體積節理數J按表定K值。TOC o 1-5 h zVV表J與K對照表|VJv（條/m3）35KvVTOC o 1-5 h z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=Kf/。（）mvr1丿式中：S巖體強度應力比；mf-巖石單軸飽和抗壓強度（MPa）；rKv-巖體完整性系數；v1垂直洞軸線的較大主應力（kN/m2。2當無地應力實測數據時o1=YH式中：Y巖體重力密度（kN/m3；H-隧洞頂覆蓋層厚度（m）。地下水對III、W級圍巖當地下水發育時應根據地下水類型水量大小軟弱結構面多少及其危害程度適當降級。斷層帶對II、III、W級圍巖當洞

10、軸線與主要斷層或軟弱夾層的夾角小于30時應降一級。2鐵路隧道圍巖分級鐵路隧道圍巖分級及其適用條件目前，我國鐵路隧道采用的圍巖分級如表所示。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情況的隧道，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,可參照內容確定。表鐵路隧道圍巖分級圍ULr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態I極硬巖（單軸飽和抗壓強度Rc60MPa）：受地質構造影響輕微，節理不發育，無軟弱面（

11、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II硬質巖（Rc30MPa）：受地質構造影響較重，節理較發育，有少量軟弱面（或夾層）和貫通微張節理，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，很少有分離現象，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，可能會出現局部小坍塌；側壁穩定；層間結合差的平緩巖層，頂板易塌落III硬質巖（Rc30MPa）：受地質構造影響嚴重，節理發育，有層狀軟弱面（或夾層），但其產狀及組合關系尚不致產生滑動：呈塊（石）碎（石）狀鑲嵌結拱部無支護時可產生小坍塌，側層狀巖層為薄層或中層，

12、層間結合差，多有分離現象；硬、軟質巖石互層構壁基本穩定，爆破震動過大易坍較軟巖（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IV硬質巖（Rc30MPa）：受地質構造影響極嚴重，節理很發育；層狀軟弱面（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，側壁有時失去穩定軟質巖（Rc530MPa）：受地質構造影響嚴重，節理發育呈塊（石）碎（石）狀鑲嵌結構土體：1.具壓密或成巖作用的黏性土、粉土及砂類土黃土（QI、Q2）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V巖體：軟巖，巖體破碎

13、至極破碎：全部極軟巖及全部極破碎巖（包括受構造影響嚴重的破碎帶）呈角礫碎石狀松散結構圍巖易坍塌，處理不當會出現大坍塌，側壁經常小坍塌；淺埋時易出現地表下沉（陷）或塌至地表土體：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：受構造影響嚴重呈碎石、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（飽和狀態的土土體：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；厚層：厚度大于

14、，且小于等于中厚層：厚度大于，且小于等于m；薄層：厚度小于或等于。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選用。各級圍巖的物理力學指標圍巖級別重度Y(kN/m3)彈性反力系數K(MPa/m)變形模量E(GPa)泊松比u內摩擦角e()黏聚力C(MPa)計算摩擦角e()I262818002800336078II252712001800203350607078m2325500120062039506070IV2023200500627395060V17201002001220274050科151710012260未風化可微風化的花崗巖、片麻巖、閃長巖、石

15、英巖、硅質灰巖、鈣質膠結的砂巖或礫巖等硬巖30RcW60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ULr巖較軟巖15RcW30強風化的極硬巖；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5RcW15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RcW5全風化的各類巖石和成巖作用差的巖石表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，以構誥型節理或層面為主，

16、密閉型巨塊狀整體結構Kv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三Kv較破碎結構面一般為3組，節理及以風化裂隙為主，在斷層狀結構、塊石、三Kv層附近受構造影響較大，裂隙以微張型和張開型為主，多有充填物碎石狀結構破碎結構面大于3組，多以風化型裂隙為主，在斷層附近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三Kv極破碎結構面雜亂無序，在斷層附近受斷層作用影響大，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KvW表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）I極硬巖，巖體完整II極硬巖，巖體較完整；硬

17、巖，巖體完整III極硬巖，巖體較破碎；硬巖或軟硬巖互層，巖體較完整；較軟巖，巖體完整IV極硬巖，巖體破碎；硬巖，巖體較破碎基破碎；較軟巖或軟硬巖互層，且以軟巖為主，巖體較完整或較破碎；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（QI、Q2）V軟巖，巖體破碎至極破碎；全部極軟巖及全部極破碎巖（包括受構造影響嚴重的破碎帶）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）受構造影響很嚴重呈碎石、角礫及粉末、泥土狀的斷層帶軟塑狀黏

18、性土、飽和的粉土、砂類土等（飽和狀態的土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。地下水狀態的分級宜按表確定。地下水對圍巖級別的修正，宜按表進行。表地下水狀態的分級級別狀態滲水量L/(min10n)I干燥或濕潤10II偶有滲水1025III經常滲水25125表地下水影響的修正-I巖基本分級地下水狀態分級-IIIIIIIVVIIIIIIIIVVIIIIIIVVIIIIIIIIIVV圍巖初始地應力狀態，當無實測資料的，可根據隧道工程埋深、地貌、地形、地質、構造運動史、主要構造線與開挖過程中出現的巖爆、巖芯餅化等特殊

19、地質現象，按表評估。初始地應力對圍巖級別的修正宜按表進行。表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/o）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max質延伸性極差差中等好極好完整粗糙度明顯粗糙平整光滑平整光滑較完整臺階狀波紋狀有擦痕較破碎張開性（mm）密閉部分張張開無充填張開黏土破碎充填極破碎風化程度未風化輕微風化頗重風化嚴重風化極嚴重風化簡要說明地下水狀滲水量l1it!丿屮.J曰|小LUVy550II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550451III堅硬巖，巖體較破碎，巨塊（石）碎（石）狀

20、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450351IV較人硬巖或較軟、硬巖層，巖1+較丿完塊狀1+或1厚層A結構堅硬巖，巖體破碎，碎裂結構較堅硬巖，巖體較破碎破碎,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破碎中薄層狀結構350251TXHA丿|L|MXiHA嘆1丿|L|丄L丿厶,丄丄出人丿|L|丄,丿口屮屮*僅丿匕膽“僅収甘I,1PJ土體：1.壓密或成巖作用的粘性土及砂性土2.黃土（Q1、Q2）3一般鈣質鐵質膠結的碎石土卵石土+塊石土Vu.刀人yj丿貝、v1丿貝1|口J廿口L-、W口1、丿v-VC口1較軟巖巖體破碎；軟巖巖體較破碎破碎.極破碎各米巖體碎裂狀松散結

21、構W2501/v-|-I111卩丨，T八/|丿-I111L/s.M1M1,Iz-vWxM1jT丿、11。M1“i-j1/v111J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）韭粘性土呈松散結構黏性土及黃土呈松軟結構Q4）。非粘性工土松散結構、黏黏丄工及黃工土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。圍巖分級的主要因素公路隧道圍巖分級的綜合評判方法采用兩步分級，并按以下順序進行：（1）根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

22、初步分級。（2）對圍巖進行詳細定級時，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，確定圍巖的詳細分級。巖石堅硬程度1巖石堅硬程度可按表定性劃分。表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Al1工Al錘擊聲清脆，有回彈，震手，難擊碎；浸水后，未風化微風化的花崗巖、正長巖、閃長巖、輝綠巖、大多無口吸刁水反玄武巖、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清脆，有輕微回彈，稍震手，較難擊碎；浸水后，有輕微吸水反應英巖、硅質膠結的礫巖、口英砂巖、

23、硅質丿口灰巖等1弱風化的堅硬巖；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清脆，無回彈，較易擊碎；浸水后，指甲可刻岀印痕H丿|L|口少O|L|PJ/JAi/JXARJL|JJ1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；浸水后可捏成團丄未J丿丿風化的Jf泥巖等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一般采用實測值，若無實測值時，可采用實測的巖石點荷載強度指數