巴朗山隧道围岩分级研究.pdf

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1、巴朗山隧道围岩分级研究胡凯，李晓明(I匹tJll)ll交路桥有限责任公司，四川广汉618300)摘要：隧道围岩分级是隧道勘察设计中的重点与难，占、，本文结合BQ法对巴朗山隧道的围岩分级进行详细研究，确定该隧道的围岩分级特征，为工程设计提供参考。关键词：巴朗山；隧道；围岩分级：BQ法中图分类号：U451+1．2文献标识码：B文章编号：1672—4011(2012)0l一0071—020前言在隧道工程的勘察与设计过程中，隧道围岩分级问题是最根本、最核心的问题，其直接影响着隧道工程的设计、施工、以及造

2、价。省道$303线巴朗山隧道工程长7945m，围岩地质条件复杂，在勘察设计过程中需要对隧道围岩分级进行深入分析。l工程概述巴朗山隧道位于小金、汶川、宝兴三县交界处的巴朗山，是新建省道$303线的重点工程，是连接九环线和卧龙大熊猫自然保护区及四姑娘山的唯一道路。隧道全长7945m，起于巴朗山南东坡的邓生一塘房之间的小魏家沟附近，止于巴朗山北西坡的濑哨一对房沟沟口之间。隧道越岭段地势十分险峻，气候恶劣、高寒、高海拔(公路通过垭口段海拔4532m)，隧道最大埋深868m。2隧道围岩地质特征根据地面调查

3、和钻孑L揭露，隧道穿越区围岩主要为松散堆积层、砂岩、板岩夹薄层千枚岩、结晶灰岩等，其中主要以砂岩及板岩为主。2．1围岩物理力学性质(1)松散层。主要为崩坡积、冰水堆积的变砂岩、板岩质碎块石构成，松散～密实，呈松散结构。(2)岩石。依据本次在钻孑L中取样试验，砂岩、板岩的物理力学性质见表1。表1砂岩、板岩的物理力学性质岩石风化天然饱和粘聚力摩擦角弹性密度抗压强度模量坚硬程度名称状态(MPa)(o)(g,'cm3)(MPa)(GPa)板岩中一微2．6530．811-6132．3O．88较软～较硬砂岩

4、中～微2．7481．176．7335．70．49较硬一坚硬2．2岩体结构特征2．2．1岩体结构面发育特征因隧址区岩层紧密褶皱，使其岩体节理裂隙发育，浅部主要为风化裂隙，呈网状发育，产状杂乱无序，隙面多作者简介：胡凯(1984一)，四川南江人，主要从事工程施工及现场技术管理工作。被铁锰质渲染，岩体多成角砾状散体结构。向下风化渐弱，岩体呈裂隙块状，构造裂隙主要发育走向178—263—355。，倾角一般大于500，三组，隙面多平滑，局部呈舒缓弧状，一般闭合，充填方解石或石英，呈条纹、团块及脉状，在褶皱

5、核部、挤压揉皱带密集发育，岩体呈碎裂状散体结构。2-2-2岩体完整程度根据地表节理裂隙量测和钻孔物探声波测井及岩块纵波测试成果统计分析，得到隧道岩体完整程度。其中，强风化砂岩及板岩，结构面发育程度为密集网状，整体为为碎裂、散体状岩体结构；中～微风化砂岩，结构面发育程度5—12条／m，岩体纵波速度(2．61—4．．32km／8)，岩块纵波速度(3．86—5．41km／s)，为裂隙块状、厚层岩体结构；中～微风化板岩，结构面发育程度8～15条／in，岩体纵波速度(2．39—4．17km／s)，岩块纵波

6、速度(3．065～3．67kin／s)，为中薄层岩体结构。3隧道围岩分级根据隧道围岩的工程地质特征及水文地质条件，采用BQ法对该隧道进行围岩级别划分。BQ法隧道围岩分级分为两个步骤，首先利用岩石的坚硬程度(R。)值和岩体完整程度(K。)值确定岩体基本质量指标BQ，之后结合地下水影响系数(K。)值、主要软弱结构面产状影响修正系数(K：)值、初始应力状态影响系数(k)值，修正岩体质量指标值BQ，最终利用该值进行隧道围岩分级。3．1隧道围岩分级参数计算利用BQ法对该隧道中各类型围岩，进行理论定性及定量

7、计算，并通过修正系数进行修正，得到修正后的岩石质量指标及围岩级别计算结果见表2。表2隧道围岩分级计算结果Re岩体岩块修正系数围岩岩石岩体风化纵波速KvBQ[BQ]名称程度(MPa)K1K2K3级别(kin／s)块碎石松散结构散体一V破碎带<50．13碎裂结构砂岩碎裂结构48．642．944．30．43343．40．30．2O293．4中薄层状Ⅳ板岩25．242．823．550．63323．2O．2o．2283．2结构裂隙块状砂岩81．173．24．30．56473．5O．2133．5结构Ⅲ中层状

8、板岩33．963．143．550．78386．9O．10．2356．9结构3．2隧道围岩级别划分通过对该隧道各里程段围岩的特征进行深入分析，得出该隧道的围岩分级主要集中在III—V级，其中V级约占20％左右，具体的围岩分级情况见图1。图1巴朗山隧道纵剖面图比例尺1：10000隧道中各级围岩的主要工程地质特征及存在的工程地质问题如下：Ⅲ级围岩主要工程地质特征为：中一微风化，砂岩硬脆，板岩较软，砂、板岩相间分布，岩体以较完整、裂隙块状结构为主，局部较破碎。其中含少量基岩裂隙水，多呈滴水渗出，局部有细