公路隧道圍巖級別的現(xiàn)場快速判定方法

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1、2014年第4期西南公路XINANGONGLU公路隧道圍巖級別的現(xiàn)場快速判定方法趙偉(河南省交通規(guī)劃勘察設計院有限責任公司河南鄭州450052)【摘要】本文介紹一種適用于隧道動態(tài)設計的巖石隧道圍巖級別的現(xiàn)場快速判定方法。該方法根據(jù)掌子面巖體地質情況，在采用規(guī)范的基本原理基礎上，考慮巖體級別的位置分布及面積大小的因素，對工程有更好的針對性。【關鍵詞】掌子面；圍巖級別；結構面；快速判定【中圖分類號】U452．12【文獻標識碼】A(1)根據(jù)巖石的堅硬程度和巖體的完整程度IJ引吾兩個基本因素，按下列公式算出定量指標Q值。隨著

2、我國高速公路建設事業(yè)的發(fā)展，高速公路BQ=90+3Rc+250Kv進入山區(qū)后，隧道建設數(shù)量大量增加。隧道設計中c一巖石的單軸飽和抗壓強度；圍巖級別起著關健作用，它決定著襯砌的支護型式Kv一巖體的完整性系數(shù)。及工程造價，而隧道圍巖的級別在設計階段很難劃(2)根據(jù)地下水的情況、軟弱結構面的產分的精確，因此規(guī)范要求隧道支護進行動態(tài)設計。狀、初始應力狀態(tài)按下列公式對值進行修正，得出隧道施工中圍巖暴露在眼前，給隧道圍巖的精確劃修正后Q】。分提供了條件。但由于施工工期的要求，往往要求Q】=Q一100(KI+K2+K3)現(xiàn)場給出結

3、果，以確定圍巖級別及支護型式，不耽K1、K2、K3分別為地下水影響修正系數(shù)、主誤施工的正常進行，而常規(guī)方法需要長時間地等待要軟弱結構面產狀影響修正系數(shù)、初始應力狀態(tài)影試驗結果。響修正系數(shù)。作者在洛陽至欒川高速公路的建設過程中，以地(3)根據(jù)Q]的大小查表3．6．5，確定圍巖的質設計代表的身份，參與了22座隧道圍巖級別的現(xiàn)級別。場判定工作。作者根據(jù)掌子面巖體地質情況，在采用該方法適用于勘察階段，用于現(xiàn)場判定存在以規(guī)范的基本原理基礎上，考慮巖體級別的位置分布及下問題：一個掌子面不同位置，Rc、Kv取值有較大所占比重的大小

4、因素，總結出一套巖石隧道圍巖級別的差異，規(guī)范的方法沒有考慮巖體級別的位置分布的現(xiàn)場快速判定方法，希望同行們予以指正。及所占比重的大小，有可能造成以偏概全的現(xiàn)象。1規(guī)范中隧道圍巖級別判定的方法2巖石隧道圍巖級別的現(xiàn)場快速判定方法《公路隧道設計規(guī)范》(JTGD70—2004)條文中，對巖石圍巖的級別判定有詳細的規(guī)定(簡稱規(guī)依據(jù)規(guī)范法的基本原理，考慮不同級別的圍巖范法)。級別在掌子面的位置及比重的因素，對規(guī)范法進行【收稿日期】2014-09-05【作者簡介1趙偉(1967-)，男，河南溫縣人，大學本科，高級工程師，主要從事

5、公路工程地質勘察工作。127西南公路局部改進，同時利用野外經(jīng)驗快速估計出圍巖的判定該掌子面所代表的段落為該級別的圍巖。Rc、Kv值，以滿足建設期對圍巖級別判定的要求。(3)Ⅱ區(qū)最差級別的圍巖面積大于40％時，可2．1掌子面分區(qū)判定該掌子面所代表的段落為該級別的圍巖。根據(jù)掌子面受力情況及不同部位對圍巖穩(wěn)定性影(4)Ⅲ、Ⅳ區(qū)最差級別的圍巖面積大于50~,／o響的大小，我們把掌子面分為以下幾個區(qū)，見圖1。時，可判定該掌子面所代表的段落為該級別的圍巖。依以上四個區(qū)的結果，分別處理如下：如只有一、＼I＼個區(qū)的圍巖級別最差，可采

6、用局部加強措施，整體采＼用次差的圍巖級別；如有兩個或兩個區(qū)以上的圍巖級，別最差，整體采用該級別的圍巖級別。結合超前預報IIXⅢ區(qū)皿區(qū)Ⅱ區(qū)f，霉卜的波型圖確定長度，一般確定長度為5—25m。Ⅳ區(qū)Ⅳ區(qū)2．4Ⅲ、IV級圍巖的快速劃分＼／rⅢ、Ⅳ級圍巖的劃分對工程造價的影響很大，莩12800正確劃分Ⅲ、Ⅳ級圍巖意義很大。對修正系數(shù)不大圖1掌子面分區(qū)示意圖的圍巖可按下表進行快速初步判定。對于硬質巖，I區(qū)：拱頂部位，該區(qū)對掌子面穩(wěn)定性影響較以各種結構面的間距20cm為界，間距大于20cm的為大；1I區(qū)：兩側邊墻向內約2m范圍；I

7、!I區(qū)：中心部Ⅲ級圍巖，間距小于20cm的為Ⅳ級圍巖；對于軟質位，該區(qū)對掌子面穩(wěn)定性影響較??；IV區(qū)：掌子面巖，以各種結構面的間距40cm為界，間距大于40cm底部約lm范圍內。的為Ⅲ級圍巖，間距小于40cm的為Ⅳ級圍巖。2．2按規(guī)范法確定掌子面不同部位的圍巖級別表1圍巖快速劃分表一個掌子面上巖性一般變化不大，其Rc基本上巖石堅強程度結構面平均間距(cm)圍巖級別差別不大，但因節(jié)理及構造等結構面的多樣性，>1ooI、ⅡKv值往往差別較大，可能會同時出現(xiàn)多種級別的圍堅硬20～1ooⅢ巖。在不同區(qū)內選代表性區(qū)域按規(guī)范法確

8、定掌子面<20Ⅳ、V不同部位的圍巖級別。1ooⅢ、Ⅱ因巖石的單軸飽和抗壓強度試驗最少需要三天較堅硬40—1ooⅢ時間，不規(guī)則的巖石加工成高徑比2：1的試件也有一<40Ⅳ、V定的難度，且大多數(shù)工地試驗不具備該試驗的條>1ooⅢ較軟巖件，送出去試驗需更長的時間。因此可現(xiàn)場做點載40—10oⅣ荷試驗或根據(jù)《公路隧道設計規(guī)范》表3．6．2．1利用軟巖、