專題二-圍巖分級(jí)和圍巖壓力

第三章圍巖分級(jí)及圍巖壓力

第一節(jié)圍巖分級(jí)一、概述圍巖是指隧道開挖后其四周產(chǎn)生應(yīng)力重分布范圍內(nèi)的巖體，或指隧道開挖后對(duì)其穩(wěn)定性產(chǎn)生影響的那部分巖體(這里所指的巖體是土體與巖體的總稱)。在不同的巖體中開挖隧道后巖體所表現(xiàn)出的性態(tài)是不同的，可歸納為充分穩(wěn)定、基本穩(wěn)定、短暫穩(wěn)定和不穩(wěn)定四種。各種圍巖的物理性質(zhì)之間存在確定的內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律，依照這些聯(lián)系和規(guī)律，可將圍巖劃分為若干級(jí)，這就是圍巖分級(jí)。圍巖分級(jí)的目的是：作為選擇施工方法的依據(jù)；進(jìn)行科學(xué)管理及正確評(píng)價(jià)經(jīng)濟(jì)效益；確定結(jié)構(gòu)上的荷載(松散荷載)；給出襯砌結(jié)構(gòu)的類型及其尺寸；制定勞動(dòng)定額、材料消耗標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)等等。對(duì)志向的分級(jí)方法的要求是：①精確客觀，有定量指標(biāo)，盡量削減因人而異的隨機(jī)性；②便于操作運(yùn)用，適于一般勘測(cè)單位所具備的技術(shù)裝備水平；③最好在挖開地層前得到結(jié)論。二、圍巖的分類方法分級(jí)的基本要素大致有三大類：第Ⅰ類：與巖性有關(guān)的要素第Ⅱ類：與地質(zhì)構(gòu)造有關(guān)的要素第Ⅲ類：與地下水有關(guān)的要素

(一)以巖石強(qiáng)度或巖石的物性指標(biāo)為代表的分級(jí)方法

1.以巖石強(qiáng)度為基礎(chǔ)的分級(jí)方法認(rèn)為坑道開挖后，其穩(wěn)定性主要取決于巖石的強(qiáng)度。巖石愈堅(jiān)硬，坑道愈穩(wěn)定；反之，巖石愈松軟，坑道的穩(wěn)定性就愈差。

2.以巖石的物性指標(biāo)為基礎(chǔ)的分級(jí)方法“巖石堅(jiān)實(shí)性系數(shù)f”是一個(gè)綜合的物性指標(biāo)值，表示巖石在采礦中各個(gè)方面的相對(duì)堅(jiān)實(shí)性，如巖石的抗鉆性、抗爆性、強(qiáng)度……等。為巖石飽和單軸極限抗壓強(qiáng)度

(二)以巖體構(gòu)造、巖性特征為代表的分級(jí)方法

1.泰沙基分級(jí)法

把不同巖性、不同構(gòu)造條件的圍巖分成九類，每類都有一個(gè)相應(yīng)的地壓范圍值和支護(hù)措施建議。

1.按彈性波(縱波)速度的分級(jí)方法圍巖彈性波速度是推斷巖性、巖體結(jié)構(gòu)的綜合指標(biāo)，它既可反映巖石軟硬，又可表達(dá)巖體結(jié)構(gòu)的裂開程度。2.以巖體綜合物性為指標(biāo)的分級(jí)方法(三)與地質(zhì)勘探手段相聯(lián)系的分級(jí)方法

2.以巖石質(zhì)量為指標(biāo)的分級(jí)方法——RQD方法所謂巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD是指鉆探時(shí)巖芯復(fù)原率，或稱巖芯實(shí)行率：即單位長(zhǎng)度鉆孔中10cm以上的巖芯占有的比例，可寫為：

“巖體質(zhì)量——Q”的分類方法：(四)組合多種因素的分級(jí)方法

式中RQD——巖石質(zhì)量指標(biāo)；

Jh

——節(jié)理組數(shù)目；Jr——節(jié)理粗糙度；Ja——節(jié)理蝕變值；Jw——節(jié)理含水折減系數(shù)；

SRF——應(yīng)力折減系數(shù)。RQD/Jh表示巖塊的大?。籎r/Ja表示巖塊間的抗剪強(qiáng)度；Jw/SRF表示作用應(yīng)力。所以巖體質(zhì)量值Q實(shí)質(zhì)上是巖塊尺寸、抗剪強(qiáng)度和作用力的復(fù)合指標(biāo)。綜上所述，圍巖分級(jí)有以下幾方面發(fā)展趨勢(shì)：分級(jí)應(yīng)主要以巖體為對(duì)象。分級(jí)宜與地質(zhì)勘探手段有機(jī)地聯(lián)系起來。分級(jí)要有明確的工程對(duì)象和工程目的。分級(jí)宜漸漸定量化。三、我國(guó)鐵路隧道圍巖分級(jí)方法1.圍巖分級(jí)的基本因素(1)巖石堅(jiān)硬程度依據(jù)單軸飽和極限抗壓強(qiáng)度Rc分為5級(jí)，即極硬巖、硬質(zhì)巖、較軟巖、軟巖、極軟巖，如表。我國(guó)現(xiàn)行的《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》中明確規(guī)定，目前鐵路隧道圍巖分級(jí)接受兩種方法，即以圍巖穩(wěn)定為基礎(chǔ)的分級(jí)方法和按彈性波(縱波)速度的分級(jí)方法。(一)以圍巖穩(wěn)定性為基礎(chǔ)的分級(jí)方法(2)巖體的完整程度主要是指圍巖被各種結(jié)構(gòu)面切割成單元體的特征及其被切割后的塊度大小。它是評(píng)價(jià)圍巖穩(wěn)定程度最干脆、最重要的指標(biāo)。為了衡量圍巖的完整程度要考慮以下幾方面的因素：依據(jù)懦弱面的產(chǎn)狀、貫穿性以及充填物的狀況，可將圍巖分為：完整、較完整、較裂開、裂開、極裂開。依據(jù)圍巖受地質(zhì)構(gòu)造影響的程度，可將圍巖分為：構(gòu)造變動(dòng)略微、較重、嚴(yán)峻、很嚴(yán)峻。依據(jù)節(jié)理(裂隙)發(fā)育程度的不同又分為：節(jié)理不發(fā)育、節(jié)理較發(fā)育、節(jié)理發(fā)育及節(jié)理很發(fā)育。依據(jù)巖體風(fēng)化程度的不同將圍巖分為：風(fēng)化略微、較重、嚴(yán)峻、極嚴(yán)峻四級(jí)。巖體完整程度應(yīng)按表劃分。

2.圍巖基本分級(jí)及其修正

(1)基本分級(jí)依據(jù)以上分級(jí)因素及指標(biāo)，給出各類圍巖的主要工程地質(zhì)特征、結(jié)構(gòu)特征和完整性及圍巖開挖后的穩(wěn)定狀態(tài)等要素?！惰F路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》將單、雙線鐵路隧道的圍巖劃分為六級(jí)。①地下水影響的修正地下水對(duì)圍巖的影響主要表現(xiàn)在：軟化圍巖軟化結(jié)構(gòu)面承壓水作用依據(jù)單位時(shí)間的滲水量可將地下水狀態(tài)分為3級(jí)，如表。依據(jù)地下水狀態(tài)對(duì)圍巖級(jí)別的修正如表。(2)隧道級(jí)別的修正

②圍巖初始地應(yīng)力狀態(tài)修正圍巖初始地應(yīng)力狀態(tài)，當(dāng)無實(shí)測(cè)資料時(shí)，可依據(jù)隧道工程埋深、地貌、地形、地質(zhì)、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)史、主要構(gòu)造線與開挖過程中出現(xiàn)的巖爆、巖芯餅化等特殊地質(zhì)現(xiàn)象，按表做出評(píng)估。初始地應(yīng)力對(duì)圍巖級(jí)別的修正宜按表進(jìn)行。③風(fēng)化作用的影響

(二)彈性波速度的分級(jí)方法

彈性波(縱波)速度與圍巖級(jí)別的關(guān)系見表。巖石堅(jiān)硬程度的劃分

巖石類別單軸飽和抗壓強(qiáng)度Rc/MPa代表性巖石硬質(zhì)巖極硬巖>60花崗巖、閃長(zhǎng)巖、玄武巖等巖漿巖；硅巖、鈣質(zhì)膠結(jié)的礫巖及砂巖、石灰?guī)r、白云巖等沉積巖；片麻巖、石英巖、大理巖、板巖、片巖等變質(zhì)巖

硬巖30~60軟質(zhì)巖較軟巖15~30凝灰?guī)r等噴出巖；砂礫巖、泥質(zhì)砂巖、泥質(zhì)頁巖、灰質(zhì)頁巖、泥灰?guī)r、泥巖、煤等沉積巖；云母片巖或千枚巖等變質(zhì)巖軟巖5~15極軟巖<5巖體完整程度的劃分

完整程度結(jié)構(gòu)面狀態(tài)結(jié)構(gòu)類型巖體完整性指數(shù)完整結(jié)構(gòu)面1~2組，以構(gòu)造型節(jié)理或?qū)用鏋橹鳎荛]性巨塊狀整體結(jié)構(gòu)>0.75較完整結(jié)構(gòu)面2~3組，以構(gòu)造型節(jié)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(jié)構(gòu)0.55~0.75較破碎結(jié)構(gòu)面一般為3組，以節(jié)理及風(fēng)化裂隙為主，在斷層附近受構(gòu)造作用影響較大，裂隙以微張型和張開型為主，多有充填物層狀結(jié)構(gòu)、塊石碎石結(jié)構(gòu)0.35~0.55破碎結(jié)構(gòu)面大于3組，多以風(fēng)化型裂隙為主，在斷層附近受構(gòu)造作用影響大，裂隙寬度以張開型為主，多有充填物碎石角礫狀結(jié)構(gòu)0.15~0.35極破碎結(jié)構(gòu)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(zhì)或泥夾巖屑充填，充填物厚度大散體狀結(jié)構(gòu)≤0.15地下水狀態(tài)的分級(jí)級(jí)別狀態(tài)滲水量(l/(min·10m))Ⅰ干燥或濕潤(rùn)<10Ⅱ偶有滲水10~25Ⅲ經(jīng)常滲水25~125地下水影響的修正地下水狀態(tài)分級(jí)圍巖級(jí)別ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅠⅠⅡⅢⅣⅤ—ⅡⅠⅡⅣⅤⅥ—ⅢⅡⅢⅣⅤⅥ—初始應(yīng)力狀態(tài)主要現(xiàn)象評(píng)估基準(zhǔn)Rc/σmax極高應(yīng)力硬質(zhì)巖：開挖過程中時(shí)有巖爆發(fā)生，有巖塊彈出，洞壁巖體發(fā)生剝離，新生裂縫多，成洞性差<4軟質(zhì)巖：巖芯常有餅化現(xiàn)象，開挖過程中洞壁巖體有剝離，位移極為顯著，甚至發(fā)生大位移，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，不宜成洞高應(yīng)力硬質(zhì)巖：開挖過程中可能出現(xiàn)巖爆，洞壁巖體有剝離和掉塊現(xiàn)象，新生裂縫較多，成洞性較差4~7軟質(zhì)巖：巖芯時(shí)有餅化現(xiàn)象，開挖過程中洞壁巖體位移顯著，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，成洞性差初始地應(yīng)力狀態(tài)評(píng)估

初始地應(yīng)力影響的修正

初始地應(yīng)力狀態(tài)圍巖級(jí)別ⅠⅡⅢⅣⅤ極高應(yīng)力ⅠⅡⅢ或Ⅳ*ⅤⅥ高應(yīng)力ⅠⅡⅢⅣ或Ⅴ**Ⅵ注：*圍巖巖體為較裂開的極硬巖、較完整的硬巖時(shí)，定為Ⅲ級(jí)；圍巖巖體為完整的較軟巖、較完整的軟硬互層時(shí)，定為Ⅳ級(jí)。**圍巖巖體為裂開的極硬巖、較裂開及裂開的硬巖時(shí)，定為Ⅳ級(jí)；圍巖巖體為完整及較完整軟巖、較完整及較裂開的較軟巖時(shí)，定為Ⅴ級(jí)。彈性波(縱波)速度分級(jí)圍巖類別ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ彈性波(縱波)速度vp(km/s)＞4.53.5~4.52.5~4.01.5~3.01.0~2.0＜1.0＜1.5(飽和狀態(tài)的土)注：飽和狀土壤vp<1.5km/s

四、我國(guó)鐵路隧道圍巖分級(jí)方法的不足之處

（1）分級(jí)檔數(shù)偏少（2）整體上還處于半定量的階段（3）沒有考慮圍巖的地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征等因素（4）對(duì)于土質(zhì)圍巖沒有明確的方法體系（5）修正方法存在問題改進(jìn)方案：將巖體結(jié)構(gòu)類型納入分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中，并增加部分亞級(jí)。分級(jí)原則為：（1）在隧道圍巖分級(jí)中考慮圍巖地質(zhì)類型和變形破壞機(jī)理。（2）結(jié)合工程實(shí)際，可將III～V級(jí)圍巖各分出2～3個(gè)亞級(jí)。（3）增加土質(zhì)圍巖的分級(jí)。（4）圍巖基本分級(jí)指標(biāo)體系的確定，應(yīng)適當(dāng)考慮設(shè)計(jì)階段和施工階段獲得基礎(chǔ)地質(zhì)資料的難易程度，但要保證兩階段分級(jí)指標(biāo)體系的一樣性與繼承性。圍巖分級(jí)圍巖類型圍巖基本地質(zhì)特征彈性波速（km/s）位移特性基本級(jí)別亞級(jí)Ⅰ巖質(zhì)圍巖完整圍巖：極硬巖，巖體完整。層狀圍巖：極硬巖，巨厚層。A類巖：>5.3。隧道開挖對(duì)掌子面前方影響范圍為0.6D～2D，后方為0.6D～3D；掌子面位移比25%～35%；掌子面最大位移≤15mm；最大位移位于0.5H。Ⅱ巖質(zhì)圍巖完整圍巖：硬巖，巖體完整。塊狀圍巖：極硬巖，巖體較完整。層狀圍巖：極硬巖，厚層狀；硬巖，巨厚層。A類巖：5.3＞V≥4.5；B類巖：V＞5.3C類巖：V＞5.0ⅢⅢ1巖質(zhì)圍巖完整圍巖：較軟巖，巖體完整，結(jié)構(gòu)面不發(fā)育，結(jié)合好或一般。塊狀圍巖：硬巖，巖體較完整，結(jié)構(gòu)面不發(fā)育，結(jié)合差。A類巖：4.5＞V≥4.0；B類巖：5.3＞V≥4.3；C類巖：3.5＞V≥5.0；D類巖：V＞4.0隧道開挖對(duì)掌子面前方影響范圍為0.6D～2D，后方為0.6D～3D；掌子面位移比35%～40%；掌子面最大位移≤15mm；最大位移位于0.5H。極限相對(duì)拱頂沉降為0.05%～0.3%，極限相對(duì)水平收斂為0.05%～0.6%。Ⅲ2巖質(zhì)圍巖塊狀圍巖：極硬巖，巖體較破碎，結(jié)構(gòu)面發(fā)育，結(jié)合好，或結(jié)構(gòu)面較發(fā)育，結(jié)合差；硬巖，巖體較完整，結(jié)構(gòu)面較發(fā)育，結(jié)合好或一般。層狀圍巖：硬巖或軟硬巖互層，以硬巖為主，厚層，巖層產(chǎn)狀為橫向陡傾或其它產(chǎn)狀；較軟巖，巨厚層，巖層產(chǎn)狀為橫向陡傾或其它產(chǎn)狀。ⅣⅣ1巖質(zhì)圍巖完整圍巖：軟巖，巖體完整，結(jié)構(gòu)面不發(fā)育，結(jié)合好或一般。塊狀圍巖：較軟巖，巖體較完整，結(jié)構(gòu)面較發(fā)育，結(jié)合好或一般。層狀圍巖：極硬巖，中厚層，巖層產(chǎn)狀為橫向陡傾或其它產(chǎn)狀；硬巖或軟硬巖互層，以硬巖為主，厚層，巖層產(chǎn)狀為縱向中傾；較軟巖，巨厚層，巖層產(chǎn)狀為縱向中傾。A類巖：4.0＞V≥3.0；B類巖：4.3＞V≥3.3；C類巖：3.5＞V≥3.0；D類巖：4.0>V≥3.0；E類巖：3.0＞V≥2.0。隧道開挖對(duì)掌子面前方影響范圍為0.6D～2D，后方為0.6D～5D；掌子面位移比25%～45%；掌子面最大位移15～30mm；最大位移位于0.6H。極限相對(duì)拱頂沉降為0.06%～0.8%，極限相對(duì)水平收斂為0.1%～1.2%。Ⅳ2巖質(zhì)圍巖碎裂圍巖：硬巖，巖體較破碎，結(jié)構(gòu)面發(fā)育，結(jié)合好；較軟巖，巖體較破碎，結(jié)構(gòu)面發(fā)育，結(jié)合一般。層狀圍巖：極硬巖，中厚層，巖層產(chǎn)狀為縱向中傾；軟硬巖互層，以軟巖為主，厚層，巖層產(chǎn)狀為橫向陡傾。四、考慮圍巖結(jié)構(gòu)類型及變形失穩(wěn)機(jī)理的圍巖分級(jí)方法圍巖分級(jí)圍巖類型圍巖基本地質(zhì)特征彈性波速（km/s）位移特性基本級(jí)別亞級(jí)ⅣⅣ3巖質(zhì)圍巖塊狀圍巖：軟巖，巖體較完整，結(jié)構(gòu)面較發(fā)育，結(jié)合好或一般；碎裂圍巖：極硬巖或硬巖，巖體破碎，結(jié)構(gòu)面極發(fā)育，結(jié)合一般或差。層狀圍巖：軟硬巖互層，以軟巖為主，厚層，巖層產(chǎn)狀為縱向中傾或其它產(chǎn)狀；較軟巖或軟硬巖互層，以軟巖為主，中、薄層，巖層產(chǎn)狀為橫向中傾。A類巖：4.0＞≥3.0；B類巖：4.3＞V≥3.3；C類巖：3.5＞V≥3.0；D類巖：4.0>V≥3.0；E類巖：3.0＞V≥2.0。隧道開挖對(duì)掌子面前方影響范圍為0.6D～2D，后方為0.6D～5D；掌子面位移比25%～30%；掌子面最大位移30～400mm；最大位移位于0.6H。極限相對(duì)拱頂沉降為0.06%～0.8%，極限相對(duì)水平收斂為0.1%～1.2%。土質(zhì)圍巖堅(jiān)硬狀粘質(zhì)土，天然重度≥20kN/m3；密實(shí)狀砂質(zhì)土，細(xì)粒含量≥30%且細(xì)粒含水量≤18.75%，或細(xì)粒含量＜10%。密實(shí)狀碎石土，細(xì)料含量≥30%且細(xì)料含水量≤14%，或細(xì)料含量＜30%。Q1粘質(zhì)黃土，含水量＜20.5%；Q1砂質(zhì)黃土，含水量＜22.6%；Q2粘質(zhì)黃土，含水量＜25.6%；Q2砂質(zhì)黃土，含水量＜25.6%。ⅤⅤ1巖質(zhì)圍巖碎裂圍巖：軟巖，巖體較破碎，結(jié)構(gòu)面較發(fā)育，結(jié)合差，或結(jié)構(gòu)面發(fā)育，結(jié)合好。層狀圍巖：軟硬巖互層，以軟巖為主，厚層，巖層產(chǎn)狀為縱向中傾或其它產(chǎn)狀。A類巖：3.0＞≥2.0；B類巖：3.3＞V≥2.0；C類巖：3.0＞V≥2.0；D類巖：3.0＞V≥1.5E類巖：2.0＞V≥1.0。隧道開挖對(duì)掌子面前方影響范圍為0.6D～2D，后方為0.6D～D；掌子面位移比20%～40%；掌子面最大位移30~400mm；最大位移位于0.5H。極限相對(duì)拱頂沉降為0.08%～1.4%，極限相對(duì)水平收斂為0.2%～3.0%。土質(zhì)圍巖堅(jiān)硬狀粘質(zhì)土，天然重度＜20kN/m3；硬塑狀粘質(zhì)土，天然重度＜20kN/m3且塑性指數(shù)≤18，或天然重度≥20kN/m3。密實(shí)狀砂質(zhì)土，細(xì)粒含量≥30%且細(xì)粒含水量在18.75%~43.29%之間，或細(xì)粒含量在10%~30%之間；密實(shí)~中密狀砂質(zhì)土，細(xì)粒含量＜10%；密實(shí)以下砂質(zhì)土，細(xì)粒含量≥30%且細(xì)粒含水量≤18.75%。密實(shí)狀碎石土，細(xì)料含量≥30%且細(xì)料含水量＞14%；中密狀碎石土，細(xì)料含量≥30%且細(xì)料含水量＜18%，或細(xì)料含量＜30%Q3粘質(zhì)黃土，含水量＜18.1%；Q3砂質(zhì)黃土，含水量＜17.3%。四、考慮圍巖結(jié)構(gòu)類型及變形失穩(wěn)機(jī)理的圍巖分級(jí)方法圍巖分級(jí)圍巖類型圍巖基本地質(zhì)特征彈性波速（km/s）位移特性基本級(jí)別亞級(jí)ⅤⅤ2巖質(zhì)圍巖碎裂圍巖或散體圍巖：較軟巖，巖體破碎，結(jié)構(gòu)面發(fā)育或極發(fā)育；軟巖，巖體較破碎，結(jié)構(gòu)面發(fā)育，結(jié)合一般，或巖體破碎；極破碎的各類巖體。A類巖：3.0＞V≥2.0；B類巖：3.3＞V≥2.0；C類巖：3.0＞V≥2.0；D類巖：3.0＞V≥1.5；E類巖：2.0＞V≥1.0。隧道開挖對(duì)掌子面前方影響范圍為0.6D～2D，后方為0.6D～D；掌子面位移比25%～45%；掌子面最大位移≥400mm；最大位移位于0.5H。極限相對(duì)拱頂沉降為0.08%～1.4%，極限相對(duì)水平收斂為0.2%～3.0%。土質(zhì)圍巖硬塑狀粘質(zhì)土，天然重度＜20kN/m3且塑性指數(shù)＞18；可塑狀粘質(zhì)土，天然重度≥16kN/m3。中密~稍密狀砂質(zhì)土，細(xì)粒含量＜10%；稍密~密實(shí)狀砂質(zhì)土，細(xì)粒含量在10%~30%之間；密實(shí)以下砂質(zhì)土，細(xì)粒含量≥30%且細(xì)粒含水量在18.75%~43.29%之間。中密狀碎石土，細(xì)料含量≥30%且細(xì)料含水量≥18%；稍密狀碎石土。Q3粘質(zhì)黃土，含水量18.1%~28.6%；Q3砂質(zhì)黃土，含水量17.3%~26.4%。Ⅵ巖質(zhì)圍巖全部極軟巖；受構(gòu)造影響極嚴(yán)重呈碎石、角礫及粉末、泥土狀的斷層破碎帶。A類巖：V<2.0；B類巖：V<2.0；C類巖：V<2.0；D類巖：V<1.5；E類巖：V<1.0。土質(zhì)圍巖可塑狀粘質(zhì)土，天然密度＜16kN/cm3；軟塑~流塑狀粘質(zhì)土；稍密以下，細(xì)粒含量＜30%。細(xì)粒含量≥30%且細(xì)粒含水量≥43.29%的砂質(zhì)土。飽和黃土。四、考慮圍巖結(jié)構(gòu)類型及變形失穩(wěn)機(jī)理的圍巖分級(jí)方法類別代表性巖性A巖漿巖（花崗巖，閃綠巖，閃長(zhǎng)巖，玢巖，花崗斑巖，流紋巖，輝綠巖，安山巖，玄武巖，蛇紋巖等）；變質(zhì)巖（石英粗面巖，石英斑巖，片麻巖，石英巖，片巖等）；沉積巖（熔結(jié)凝灰?guī)r，硅質(zhì)礫巖、石灰?guī)r、灰?guī)r等）。B沉積巖（石灰?guī)r，白云巖等碳酸鹽類）。C變質(zhì)巖（大理巖，板巖等）；沉積巖（鈣質(zhì)砂巖，鐵質(zhì)膠結(jié)的礫巖及砂巖等）。D古近紀(jì)~新近紀(jì)的沉積巖類（頁巖，砂巖，礫巖，砂質(zhì)泥巖，凝灰?guī)r等）；變質(zhì)巖（云母片巖，千枚巖等），且?guī)r石飽和單軸抗壓強(qiáng)度Rc＞15MPa。E新近紀(jì)~第四紀(jì)的沉積巖類（泥巖，頁巖，砂巖，礫巖，凝灰?guī)r等），且?guī)r石飽和單軸抗壓強(qiáng)度Rc≤15MPa。四、考慮圍巖結(jié)構(gòu)類型及變形失穩(wěn)機(jī)理的圍巖分級(jí)方法二、圍巖分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)探討圍巖級(jí)別巖性類型彈性波速度（km/s）ⅠAV＞5.3ⅡA4.5≤V≤5.3BV＞5.3CV＞5.0ⅢA4.0≤V＜4.5B4.3≤V≤5.3C3.5≤V≤5.0DV＞4.0ⅣA3.0≤V＜4.0B3.3≤V＜4.3C3.0≤V＜3.5D3.0＜V≤4.0E2.0＜V≤3.0ⅤA2.0＜V≤3.0B2.0≤V＜3.3C2.0≤V＜3.0D1.5＜V≤3.0E1.0＜V≤2.0ⅥAV＜2.0BV＜2.0CV＜2.0DV＜1.5EV≤1.0三、基于彈性波速的圍巖分級(jí)方法探討圍巖級(jí)別圍巖分級(jí)指標(biāo)組合Ⅲ硬巖，厚層，結(jié)合一般，巖層產(chǎn)狀為橫向陡傾或其它產(chǎn)狀較軟巖，巨厚，結(jié)合好，巖層產(chǎn)狀為橫向陡傾Ⅳ硬巖，厚層，結(jié)合差，巖層產(chǎn)狀為縱向中傾較軟巖，巨厚層，結(jié)合一般，巖層產(chǎn)狀為縱向中傾軟巖，巨厚層，結(jié)合一般，巖層產(chǎn)狀為橫向陡傾或其它產(chǎn)狀Ⅴ較軟巖，中厚層，結(jié)合一般，巖層產(chǎn)狀為其它產(chǎn)狀或縱向中傾軟巖，中厚～薄層，結(jié)合一般，巖層產(chǎn)狀為其它產(chǎn)狀或縱向中傾極軟巖，中厚～薄層，結(jié)合差，巖層產(chǎn)狀為橫向陡傾四、層狀圍巖定性分級(jí)方法探討五、圍巖亞級(jí)分級(jí)方法探討一般巖質(zhì)圍巖亞級(jí)基本分級(jí)層狀圍巖亞級(jí)分級(jí)圍巖分級(jí)圍巖基本地質(zhì)特征基本級(jí)別亞級(jí)ⅢⅢ2硬巖或軟硬巖互層，以硬巖為主，厚層，巖層產(chǎn)狀為橫向陡傾或其它產(chǎn)狀；較軟巖，巨厚層，巖層產(chǎn)狀為橫向陡傾或其它產(chǎn)狀。ⅣⅣ1極硬巖，中厚層，巖層產(chǎn)狀為橫向陡傾或其它產(chǎn)狀；硬巖或軟硬巖互層，以硬巖為主，厚層，巖層產(chǎn)狀為縱向中傾；較軟巖，巨厚層，巖層產(chǎn)狀為縱向中傾。ⅣⅣ2極硬巖，中厚層，巖層產(chǎn)狀為縱向中傾；軟硬巖互層，以軟巖為主，厚層，巖層產(chǎn)狀為橫向陡傾。Ⅳ3軟硬巖互層，以軟巖為主，厚層，巖層產(chǎn)狀為縱向中傾或其它產(chǎn)狀；較軟巖或軟硬巖互層，以軟巖為主，中、薄層，巖層產(chǎn)狀為橫向中傾。ⅤⅤ1軟硬巖互層，以軟巖為主，厚層，巖層產(chǎn)狀為縱向中傾或其它產(chǎn)狀。粘質(zhì)土圍巖亞級(jí)分級(jí)圍巖級(jí)別圍巖狀態(tài)定性描述分級(jí)指標(biāo)液性指數(shù)（稠度狀態(tài)）天然密度(KN/m3)塑性指數(shù)基本級(jí)別亞級(jí)定性描述定量指標(biāo)IVIV3壓密的堅(jiān)硬粘質(zhì)土堅(jiān)硬Il＜0γ≥20－ⅤⅤ1一般堅(jiān)硬粘質(zhì)土、較大天然密度硬塑狀粘質(zhì)土及一般硬塑狀粘質(zhì)土。堅(jiān)硬Il＜0γ＜20－硬塑0≤Il＜0.25γ≥20－γ＜20IP≤18Ⅴ2一般硬塑狀粘土及可塑狀粘質(zhì)土。硬塑0≤Il＜0.25γ＜20IP＞18可塑0.25≤Il≤0.5γ≥16－Ⅵ——軟塑～流塑狀粘質(zhì)土或近軟塑狀及低天然密度可塑狀粘質(zhì)土?？伤?.25≤Il≤0.5γ＜16－可塑～流塑Il≥0.5－－砂質(zhì)土圍巖亞級(jí)分級(jí)碎石土圍巖亞級(jí)分級(jí)圍巖級(jí)別定性描述分級(jí)指標(biāo)基本級(jí)別亞級(jí)密實(shí)程度細(xì)料含量/%細(xì)料含水量/%定性描述定量指標(biāo)動(dòng)力觸探錘擊數(shù)相對(duì)密度DrⅣⅣ3一般鈣質(zhì)、鐵質(zhì)膠結(jié)的碎石土、卵石土、大塊石土。密實(shí)N63.5＞20或N120＞11Dr≥0.73＜30%－≥30%≤14%ⅤⅤ1稍濕至潮濕的碎石土，卵石土、圓礫、角礫土。密實(shí)N63.5＞20或N120＞11Dr≥0.73＞14%中密10＜N63.5≤20或6＜N120≤110.49≤Dr＜0.73＜30%－≥30%＜18%Ⅴ2稍濕至潮濕且較松散的碎石土，卵石土、圓礫、角礫土。中密10＜N63.5≤20或6＜N120≤110.49≤Dr＜0.73≥18%稍密N63.5≤10或N120≤6Dr＜0.49－－六、施工階段圍巖亞級(jí)量化分級(jí)方法探討（1）鐵路隧道圍巖位移限制標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)位移圍巖級(jí)別位移控制標(biāo)準(zhǔn)（%）備注相對(duì)拱頂沉降Ⅲ0.05~0.03保證率97%Ⅳ0.06~0.8保證率98%Ⅴ0.08~1.4保證率97%相對(duì)水平收斂Ⅲ0.05~0.6保證率99%Ⅳ0.1~1.2保證率95%Ⅴ0.2~3.0保證率97%七、隧道圍巖位移特性探討（2）隧道圍巖位移特征八、鐵路隧道圍巖亞級(jí)分級(jí)表定性值單軸飽和抗壓強(qiáng)度（MPa）定性鑒定代表性巖石硬質(zhì)巖極硬巖Rc＞60錘擊聲清脆，有回彈，震手，難擊碎；浸水后，大多無吸水反應(yīng)。未風(fēng)化-微風(fēng)化的A巖類。硬巖30＜Rc

≤60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(yīng)。微風(fēng)化的A巖類，未風(fēng)化～微風(fēng)化的B、C巖類。軟質(zhì)巖較軟巖15＜Rc

≤30錘擊聲不清脆，無回彈，較易擊碎；浸水后，指甲可刻出印痕。強(qiáng)風(fēng)化的A巖類，弱風(fēng)化的B、C巖類，未風(fēng)化～微風(fēng)化的D巖類。軟巖5＜Rc

≤15錘擊聲啞，無回彈，有凹痕，易擊碎；浸水后，手可掰開。強(qiáng)風(fēng)化的A巖類，弱風(fēng)化～強(qiáng)風(fēng)化的B、C巖類，弱風(fēng)化的D巖類，未風(fēng)化～微風(fēng)化的E巖類。極軟巖Rc≤5錘擊聲啞，無回彈，有較深凹痕，手可捏碎；浸水后，可捏成團(tuán)。全風(fēng)化的各巖類。巖石堅(jiān)硬程度劃分巖性類型劃分類別代表性巖性A巖漿巖（花崗巖，閃綠巖，閃長(zhǎng)巖，玢巖，花崗斑巖，流紋巖，輝綠巖，安山巖，玄武巖，蛇紋巖等）；變質(zhì)巖（石英粗面巖，石英斑巖，片麻巖，石英巖，片巖等）；沉積巖（熔結(jié)凝灰?guī)r，硅質(zhì)礫巖、石灰?guī)r、灰?guī)r等）。B沉積巖（石灰?guī)r，白云巖等碳酸鹽類）。C變質(zhì)巖（大理巖，板巖等）；沉積巖（鈣質(zhì)砂巖，鐵質(zhì)膠結(jié)的礫巖及砂巖等）。D古近紀(jì)~新近紀(jì)的沉積巖類（頁巖，砂巖，礫巖，砂質(zhì)泥巖，凝灰?guī)r等）；變質(zhì)巖（云母片巖，千枚巖等），且?guī)r石飽和單軸抗壓強(qiáng)度Rc＞15MPa。E新近紀(jì)~第四紀(jì)的沉積巖類（泥巖，頁巖，砂巖，礫巖，凝灰?guī)r等），且?guī)r石飽和單軸抗壓強(qiáng)度Rc≤15MPa。定性值風(fēng)化特征未風(fēng)化巖質(zhì)新鮮，結(jié)構(gòu)構(gòu)造未變微風(fēng)化結(jié)構(gòu)構(gòu)造未變，沿節(jié)理面有鐵錳質(zhì)渲染，礦物色澤基本未變，無松散物質(zhì)。弱風(fēng)化結(jié)構(gòu)構(gòu)造基本未變，礦物色澤稍微變化，裂隙面風(fēng)化較重，出現(xiàn)風(fēng)化礦物，張開裂隙中有少量松散物質(zhì)。強(qiáng)風(fēng)化結(jié)構(gòu)構(gòu)造部分破壞，長(zhǎng)石、云母等多風(fēng)化成次生礦物，色澤明顯變化，張開裂隙中有較多松散物質(zhì)。全風(fēng)化結(jié)構(gòu)構(gòu)造大部分破壞，礦物成分除石英外，大部分風(fēng)化成土狀，基本不含堅(jiān)硬塊體。巖石風(fēng)化程度定性值定性值結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度主要結(jié)構(gòu)面的結(jié)合程