黄土公路隧道围岩级别划分初探

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1、黄土公路隧道围岩级别划分浅论郝军洲（中交第一公路勘察设计研究院有限公司，陕西西安710075）摘要：围岩分级是隧道设计中的重要内容，也是新奥法隧道设计的基础资料。目前隧道设计规范中对岩石隧道的围岩分级有明确的参数指标，可以方便的确定岩石围岩的级别，但黄土围岩的级别划分没有相应的参数指标，而岩石圉岩的参数指标几乎完全不适用黄土圉岩。本文通过查阅大量的国内黄土工程资料，并对其在黄土隧道方面的适用性做了具体的分析，提出了黄土隧道围岩级别划分的参数指标，对黄土隧道的设计和施工具有重要的参考意义。关键词：黄土；隧道；围岩；级别划分1、黄土公路隧道围岩级别划分现状围岩级别划分是公路隧道设计

2、和施工屮的重要技术内容。根据不同围岩的稳定性，对自然界各种隧道］韦I岩进行分级，利用新奥法理论，有针对性的进行隧道初期支护和二次衬砌的设计，是山岭隧道工程设计的基本思路。因此，准确的对围岩进行分级是隧道工程设计的基础。《公路隧道设计规范》及《工程岩体分级标准》对岩石隧道围岩级别划分提出了明确的定量和定性的具体指标及围岩特性，使得岩石隧道围岩级别划分有明确的依据。但对于黄土公路隧道的围岩划分，却没有提出具体的定量和定性的物理性质指标及特性，因而在黄土公路隧道设计屮，围岩级别划分没有准确的依据，这给黄土隧道设计和施工带来了很大的技术困难。随着我国公路在黄土地区的快速发展，黄土公路隧

3、道数量越来越大。所以，对于黄土公路隧道围岩级別划分进行定性和定量的研究，提出围岩级別划分的依据，就显得非常迫切。根据具体的黄土隧道设计和施工实践，并结合国内外科研资料，提出了较为系统的黄土隧道围岩划分的定量的物理指标和定性的黄土特性，为国内黄土隧道设计和施工提供参考的依据。2、围岩级别划分的标准围岩稳定性是围岩级別划分的核心内容。岩石隧道根据围岩的岩石坚硬程度、岩体完整程度两大基本要素，结合地下水，围岩结构血和初始地应力等因素，确定围岩的稳定性，进而确定具体的围岩级别。但围岩坚硕程度和完整程度不适合黄土围岩的物理性质的描述。所以必须根据黄土常用的，容易通过试验取得的物理性质的指

4、标，通过研究相应物理性质指标的黄土的围岩稳定性，确定黄土围岩级别划分的依据，是黄土公路隧道围岩级别划分的可行《公路隧道设计规范(JTGD70・2004)》屮关于隧道南岩稳定性的规定:表1隧道各级围岩自稳能力判断岩体级别自稳能力I跨度20m,可长期稳定，偶冇掉块，无塌方II跨度10〜20m,可基本稳定，局部可发生掉块或小塌方；跨度l()m,可长期稳定，偶冇掉块III跨度】0〜20m,可稳定数日〜1月，可发生小〜中塌方；跨度5〜10m,可稳定数月，可发生局部块体位移及小〜屮塌方：跨度5m,可基本稳定IV跨度5m,—般无自稳能力，数日〜数月内可发生松动变形、小塌方，进而发展为中〜大塌

5、方。埋深小时，以拱部松动破坏为主，埋深大时，有明显塑性流动变形和挤压破坏；跨度小于5m,可稳定数日〜1月V无自稳能力，跨度5m或更小吋，可稳定数日VI无自稳能力注：1.小塌方：塌方高度＜3m,或塌方体积＜3()m?。2.中塌方：塌方高度3〜6m,或塌方体积30〜lOOn?。3.大塌方：塌方高度＞6n】，或塌方体积〉100m3o3、黄土围岩稳定性与黄土物力力学性质的关系统计黄土的物力力学参数较多，在此作者选择了土工试验中比较容易获取的一些物力力学参数,并根据《中国黄土的结构特征及物力力学性质》中对黄土围岩分类的描述，确定黄土围岩稳定性与黄土物力力学性质的关系。表2黄土围岩分类屮征

6、分类工程地质特征物力力学性质毛洞围岩稳定情况地层构造含水量（％）干密度（克/厘米3）粘聚力内摩察角（°）无侧限抗压强度（千帕）强度比例极限（千帕）变形模量（兆帕）侧压力系数湿陷性般平均般平均般平均般平均般平均甲类一般出露在一般一般夹有数17201.451.57499024.830.12704601000〜60〜1300.21〜无埋深W10m,毛黄土沟底基岩两为老层至十多层17000.31跨W4m时，毛壁之上，沟壁黄土古土壤,下部241.6616033.4650洞稳定时间较陡峭，一般大下部钙质密集成长，毛垮为6m,于450〜（Q2）层，层位比较洞深小于4m70°复杂，解理多时，

7、可粋时稳定乙类一般出露在一般一般夹有数11181.341.47356222.826.31301804(X)〜30〜600.30〜轻埋深W10m,毛黄土沟壁，有少虽为老层古土壤，钙7000.36微跨W3m时，毛潜蚀溶洞，沟黄土质结核一般221.598531.6230洞稳定时间较壁较陡，一般上部不成层，层间无长，毛垮为6m,大T30°~(Q23)较疏，层位洞深小于3m45°稳，定节理较多时，可暂时稳定丙类一般出露地一般•般无层理，1()161」61.26212426.728.540100100〜