公路隧道围岩级别的现场快速判定方法

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1、2014年第4期西南公路XINANGONGLU公路隧道围岩级别的现场快速判定方法赵伟(河南省交通规划勘察设计院有限责任公司河南郑州450052)【摘要】本文介绍一种适用于隧道动态设计的岩石隧道围岩级别的现场快速判定方法。该方法根据掌子面岩体地质情况，在采用规范的基本原理基础上，考虑岩体级别的位置分布及面积大小的因素，对工程有更好的针对性。【关键词】掌子面；围岩级别；结构面；快速判定【中图分类号】U452．12【文献标识码】A(1)根据岩石的坚硬程度和岩体的完整程度IJ引吾两个基本因素，按下列公式算出定量指标Q值。随着

2、我国高速公路建设事业的发展，高速公路BQ=90+3Rc+250Kv进入山区后，隧道建设数量大量增加。隧道设计中c一岩石的单轴饱和抗压强度；围岩级别起着关健作用，它决定着衬砌的支护型式Kv一岩体的完整性系数。及工程造价，而隧道围岩的级别在设计阶段很难划(2)根据地下水的情况、软弱结构面的产分的精确，因此规范要求隧道支护进行动态设计。状、初始应力状态按下列公式对值进行修正，得出隧道施工中围岩暴露在眼前，给隧道围岩的精确划修正后Q】。分提供了条件。但由于施工工期的要求，往往要求Q】=Q一100(KI+K2+K3)现场给出结

3、果，以确定围岩级别及支护型式，不耽K1、K2、K3分别为地下水影响修正系数、主误施工的正常进行，而常规方法需要长时间地等待要软弱结构面产状影响修正系数、初始应力状态影试验结果。响修正系数。作者在洛阳至栾川高速公路的建设过程中，以地(3)根据Q]的大小查表3．6．5，确定围岩的质设计代表的身份，参与了22座隧道围岩级别的现级别。场判定工作。作者根据掌子面岩体地质情况，在采用该方法适用于勘察阶段，用于现场判定存在以规范的基本原理基础上，考虑岩体级别的位置分布及下问题：一个掌子面不同位置，Rc、Kv取值有较大所占比重的大小

4、因素，总结出一套岩石隧道围岩级别的差异，规范的方法没有考虑岩体级别的位置分布的现场快速判定方法，希望同行们予以指正。及所占比重的大小，有可能造成以偏概全的现象。1规范中隧道围岩级别判定的方法2岩石隧道围岩级别的现场快速判定方法《公路隧道设计规范》(JTGD70—2004)条文中，对岩石围岩的级别判定有详细的规定(简称规依据规范法的基本原理，考虑不同级别的围岩范法)。级别在掌子面的位置及比重的因素，对规范法进行【收稿日期】2014-09-05【作者简介1赵伟(1967-)，男，河南温县人，大学本科，高级工程师，主要从事

5、公路工程地质勘察工作。127西南公路局部改进，同时利用野外经验快速估计出围岩的判定该掌子面所代表的段落为该级别的围岩。Rc、Kv值，以满足建设期对围岩级别判定的要求。(3)Ⅱ区最差级别的围岩面积大于40％时，可2．1掌子面分区判定该掌子面所代表的段落为该级别的围岩。根据掌子面受力情况及不同部位对围岩稳定性影(4)Ⅲ、Ⅳ区最差级别的围岩面积大于50~,／o响的大小，我们把掌子面分为以下几个区，见图1。时，可判定该掌子面所代表的段落为该级别的围岩。依以上四个区的结果，分别处理如下：如只有一、＼I＼个区的围岩级别最差，可采

6、用局部加强措施，整体采＼用次差的围岩级别；如有两个或两个区以上的围岩级，别最差，整体采用该级别的围岩级别。结合超前预报IIXⅢ区皿区Ⅱ区f，霉卜的波型图确定长度，一般确定长度为5—25m。Ⅳ区Ⅳ区2．4Ⅲ、IV级围岩的快速划分＼／rⅢ、Ⅳ级围岩的划分对工程造价的影响很大，莩12800正确划分Ⅲ、Ⅳ级围岩意义很大。对修正系数不大图1掌子面分区示意图的围岩可按下表进行快速初步判定。对于硬质岩，I区：拱顶部位，该区对掌子面稳定性影响较以各种结构面的间距20cm为界，间距大于20cm的为大；1I区：两侧边墙向内约2m范围；I

7、!I区：中心部Ⅲ级围岩，间距小于20cm的为Ⅳ级围岩；对于软质位，该区对掌子面稳定性影响较小；IV区：掌子面岩，以各种结构面的间距40cm为界，间距大于40cm底部约lm范围内。的为Ⅲ级围岩，间距小于40cm的为Ⅳ级围岩。2．2按规范法确定掌子面不同部位的围岩级别表1围岩快速划分表一个掌子面上岩性一般变化不大，其Rc基本上岩石坚强程度结构面平均间距(cm)围岩级别差别不大，但因节理及构造等结构面的多样性，>1ooI、ⅡKv值往往差别较大，可能会同时出现多种级别的围坚硬20～1ooⅢ岩。在不同区内选代表性区域按规范法确

8、定掌子面<20Ⅳ、V不同部位的围岩级别。1ooⅢ、Ⅱ因岩石的单轴饱和抗压强度试验最少需要三天较坚硬40—1ooⅢ时间，不规则的岩石加工成高径比2：1的试件也有一<40Ⅳ、V定的难度，且大多数工地试验不具备该试验的条>1ooⅢ较软岩件，送出去试验需更长的时间。因此可现场做点载40—10oⅣ荷试验或根据《公路隧道设计规范》表3．6．2．1利用软岩、