围岩分类

围岩分类

地峡工程围岩分类是依据地下工程围岩稳定的主要影响因素，将围岩的稳定性及主要的支护措施分成若干级序，便于地下岩土工程勘察，设计、施工及监测部门之间有关参数的互相对接，为地下工程的综合处理提供简要的方法。

由于影响围岩的因素较多，尤其是在时间和空间上表现出的非线性，使得围岩分类难于确定统一标准，因此在我国的不同行业、根据长期实线经验的总结，出现了不同的分类方法，他们既互相区别，又相互关联，但本质上是一致的。下面列出几个主要的分类。

1.《岩土工程勘察规范》(GB 50021—2001)地下洞室围岩分类

地下洞室围岩的质量分级应与洞室设计采用的标准一致，无特殊要求时可根据现行国家标准《工程岩体分级标准》(GB50218)执行。

1)洞室围岩应根据岩体基本质量的定性特征和岩体基本质量指标BQ两者相结合，按表14.2-1确定其基本质量级别。a、岩体基本质量分级应符合表14.2-1的规定。

岩体基本质量分级 表14.2-1

基本质量级别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 岩体基本质量的定性特性 岩体基本质量指标BQ >550 550～451 450～351 坚硬岩，岩体完整 坚硬岩，岩体较完整；较坚硬岩，岩体完整 坚硬岩，岩体较破碎；较坚硬岩或软硬岩互层，岩体较完整；较软岩，岩体完整 坚硬岩，岩体破碎；较坚硬岩，岩体较破碎～破碎；较软岩或软硬岩互层，且以软岩为主；岩体较完整～较破碎；软岩，岩体完整～较完整 较软岩，岩体破碎；软岩，岩体较破碎～破碎；全部极软岩及全部极破碎岩 Ⅳ 350～251 Ⅴ ≤250 注：1、岩石坚硬程度可按表14.2-2划分

2、岩体完整程度定量指标应采用实测的岩体完整性系数Kv值按表14.2-3划分； 当无条件取得实测值时，也可用岩体体积节理数Jv按表14.2-4确定Kv值。 b、岩石按饱和单轴抗压强度?r划分其坚硬程度应符合表14.2-2的规定。 c、岩体按完整性系数Kv划分其完整程度应符合表14.2-3的规定。 d、Jv与Kv对照应符合表14.2-4的规定。

岩石坚硬程度 表14.2-2

Rc(Mpa) 坚硬程度 >60 坚硬岩 60～30 较坚硬岩 30～15 较软岩 15～5 软岩 <5 极软岩 2)当地下洞室遇有下列情况之一时； a、有地下水；

b、围岩稳定性受软弱结构面影响，且由一组起控制作用； c、存在表14.2-5所列高初始应力现象。

应对岩体基本质量指标值BQ修正，并以修正后的[BQ]值按表14.2-1确定围岩质量级别。

3)高初始应力地区岩体在开挖过程中出现的主要现象，可按表14.2-5的规定，判定其应力情况。

高初始应力区岩体开挖时主要现象表14.2-5

应力情况 主 要 现 象 1、硬质岩：开挖过程中时有岩爆发生，有岩块弹出，洞 壁岩体发生剥离，新生裂缝多，成洞性差；基坑有剥离现象，极高应力 成形性差； 2、软质岩：岩芯常有饼化现象，开挖过程中洞壁岩体有剥离，位移极为显著，甚至发生大位移，持续时间长，不易成洞；基坑发生显著隆起或剥离，不易成形 1、硬质岩：开挖过程中可能出现岩爆，洞壁岩体有剥离和掉块现象，新生裂缝较多，成洞性较差；基坑时有剥离现高应力 象，成形性一般尚好； 2、软质岩：岩芯时有饼化现象，开挖过程中洞壁岩体位移显著，持续时间较长，成洞性差；基坑有隆起现象，成形性较差 4～7 <4 2.铁路隧道围岩分类 铁路隧道围岩分类，见表14.2-10和表14.2-11。

铁路隧道围岩分类 表14.2-10

围岩主要工程地质条件 类别 主要工程地质特征 硬质岩石(饱和极限抗压强度Rb>60MPa)受Ⅵ 地质构造影响轻微，节理不发育，无软弱面(或夹层)；层状岩层为厚层，层间结合良好 硬质岩石(Rb>30MPa)受地质构造影响较重，节理较发育，有少量软弱面(或夹层)和贯通微张节理，但其产状及组合关系不致产生滑动；Ⅴ 层状岩层为中层或厚层，层间结合一般，很少有分离现象；或为硬质岩石偶夹软质岩石 呈大块状 砌体结构 结构特征和完整状态 呈巨块状 整体结构 围岩开挖后的稳定状态(单线) 围岩稳定，无坍塌，可能产生岩爆 暴露时间长，可能会出现局部小坍塌，侧壁稳定，层间结合差的平缓岩层，顶板易塌落 软质岩石(Rb≈30MPa)受地质构造影响轻微，呈巨块状、整体结节理不发育；层状岩层为厚层，层间结合良好 构 硬质岩石(Rb>30MPa)受地质构造影响较重，节理发育，有层状软弱面(或夹层)，但其产状呈块(石) 及组合关系尚不致产生滑动；层状岩层为薄层碎(石)状 Ⅳ 或中层，层间结合差；多有分离现象；或为硬、镶嵌结构 软质岩石互层 软质岩石(5MPa 硬质岩石(Rb>30MPa)受地质构造影响很严Ⅲ 重，节理很发育；层状软弱面(或夹层)已基本被破坏 呈大块状 砌体结构 呈碎石状 压碎结构 拱部无支护时可产生小坍塌，侧壁基本稳定，爆破震动过大易坍塌 拱部无支护时可产生较大的坍塌，侧壁有时失去稳定 软质岩石(5MPa 状 镶嵌结构 土：1、略具压密或成岩作用的黏性土及砂类土 1、2、呈大 2、黄土(Q1、Q2) 块状压密结构；3、3、一般钙质或铁质胶结的碎、卵石土、大巨块状整体结构 块石土 石质围岩位于挤压强烈的断裂带内，裂隙杂乱，呈角(砾)碎石)状、围岩易坍塌，处理不当呈石夹土或土夹石类 Ⅱ 一般第四系的半干硬至硬塑的黏性土及稍湿至潮湿的一般碎、卵石土、圆砾、角砾土及黄土(Q3、Q4) 松散结构 呈松散或 松软状 会出现大坍塌，侧壁经常小坍塌，浅埋时易出现地表下沉(陷)或坍塌至地表 围岩极易坍塌变形，有水时土、砂常与水一齐石质围岩位于挤压极强烈的断裂带内，呈角砾、呈松软状 砂、泥松软体 软塑状黏性土及潮湿的粉细砂等 Ⅰ 软塑状黏性土及潮湿的粉细砂等 浅埋时易坍塌至黏性土易蠕动砂涌出，地表 性土潮湿松散 围岩极易坍塌变形，有黏性土易蠕动砂水时土、砂常与水一起性土潮湿松散 涌出，浅埋时易坍塌至地表 注：1、层状岩层的层厚划分；厚层：大于0.5m；中厚层：0.1～0.5m；薄层：小于0.1m；

2、风化作用对围岩分类的影响可从以下两方面考虑：结构完整状态方面：当风化作用使岩体结构松散、破碎、软硬不一时，应结合因风化作用造成的各种状况，综合考虑确定围岩的结构完整状态；岩石类别方面；当风化作用使岩石成分改变，强度降低时，应按风化后之强度确定岩石类别；

3、遇有地下水时，可按下列原则调整围岩类别：在Ⅵ类围岩或属于V类的硬质岩中，一般地下水对其稳定影响不大，可不考虑降低；在Ⅳ类围岩或属于V类的软质岩石，应根据地下水的类型、水量大小和危害程度调整围岩类别，当地下水影响围岩稳定产生局部坍塌或软化软弱面时，可酌情降低1级；Ⅲ类、Ⅱ类围岩已成碎石状松散结构，裂隙中并有黏性土充填物。地下水对围岩稳定性影响较大，可根据地下水的类型、水量大小、渗流条件、动水和静水压力等情况，判断其对围岩的危害程度，适当降低1～2级；在Ⅰ类围岩中，分类已考虑了一般含水情况的影响，但在特殊含水地层(如处于饱水状态或具有较大承压水流时)需另作处理；

4、本表中“类别”和“围岩主要工程地质条件”栏，适用于单线、双线和多线隧道，但不适用于特殊地质条件的围岩(如膨胀性围岩、多年冻土等)。

在隧道施工过程中，根据对隧道围岩的直接观察和量测、试验结果，进一步判定坑道围岩的稳定性和核定岩层构造、岩性及地下水情况。当发现设计文件与实际情况不相符时，应及时修改围岩类别，并变更衬砌设计。

确定荷载和进行隧道结构计算所需要的围岩物理力学指标设计参数，宜通过勘探和试验手段取得。当无试验资料时，可应用工程类比法参照表14.2-12所列数值选用，但应在施工中加以验证。

各类围岩的物理力学指标 表14.2-12

围岩类别 Ⅵ Ⅴ 重度γ (kN／m3) 26～28 25～27 弹性抗力系数K 变形系数 (MPa／m) 1800～2800 1200～1800 (GPa) >50 20～50 泊松比v 0.1～015 0.12～0.20 计算摩擦角φ (°) >78 70～78 Ⅳ Ⅲ Ⅱ Ⅰ 23—25 19～22 17～20 15～17 500—1200 200～500 100—200 <100 5～25 2～10 <2 <1 0.15～0.30 0.20～0.35 0.30～0.45 0.35～0.50 60～70 50～60 40～50 30～40 注：本表数值不包括黄土地层。

3.公路隧道围岩分类

《公路工程地质岩勘察规范》(JTJ064—98)隧道围岩划分为Ⅰ～Ⅵ类。其围岩主要工程地质条件与围岩开挖后的稳定状态，见表14.2-13。

1)围岩主要工程地质特征 a、岩石等级划分

将岩浆岩、沉积岩和变质岩，依岩性、物理力学指标、耐风化能力及建筑材料的要求，划分为硬质岩石及软质岩石两级，又依饱和抗压极限强度Rb与工程的关系分为四种，其标准及代表性岩石见表14.2-14。

隧道围岩分类 表14.2-13

围岩主要工程地质条件 类别 主要工程地质特征 结构特征和完整状态 围岩开挖后的稳定状态(坑道跨度5m时) 硬质岩石[饱和抗压极限强度Rb>60MPa(600kgf／Ⅵ cm2)]：受地质构造影响轻微，节理不发育，无软弱面(或夹层)；层状岩层为厚层，层间结构良好。 硬质岩石[Rb>30MPa(300kgf／cm2)]：受地质构造影响较重，节理较发育，有少量软弱面(或夹层)和贯通微张节理，但其产状及组合关系不致产生滑动；层状岩Ⅴ 层为中层或厚层，层间结合一般，很少有分离现象；或为硬质岩石偶夹软质岩石 软质岩石[Rb≈30MPa(300kgf／cm2)]：受地质构造影响轻微，节理不发育；层状岩层为厚层，层间结合良好 硬质岩石[Rb>30MPa(300kgf／cra2)]： 呈巨块状整围岩稳定，无坍塌，可体结构 能产生岩爆 暴露时间长，可能会出呈大块状砌现局部小坍塌，侧壁稳体结构 定，层间结合差的平缓岩层，顶板易塌落 呈巨块状整体结构 受地质构造影响严重，节理发育，有层状软弱面(或夹呈块(石)碎 层)，但其产状及组合关系尚不致产生滑动；层状岩层(石)状镶嵌Ⅳ 为薄层或中层；层间结合差，多有分离现象，或为硬、结构 软质岩石互层 软质岩石[Rb=5～30MPa(50～300kgf／cm)]：受地质构造影响较重，节理较发育；层状岩层为薄层、中层或厚层；层间结合一般 硬质岩石[Rb>30MPa(300kgf／cm2)]：受地质构造影响很严重，节理很发育；层状软弱面(或夹层)已基本被破坏 Ⅲ 软质岩石[Rb=5～30MPa(50～300kgf／cm2)]：受地质构造影响严重，节理发育 土：1、略具压密或成岩作用的黏性土及砂性土； 2拱部无支护时可产生小坍塌，侧壁基本稳定，爆破震动过大易坍 呈碎石状压碎整体结构 呈碎石状压碎整体结构 拱部无支护时可产生呈块(石)碎 较大的坍塌，侧壁有时(石)状镶嵌失去稳定 结构 1、呈大体状 2、一般钙质、铁质胶结的碎、卵石土、大块石压密结构；土； 3、黄土(Q1、02)。 2、3、呈巨块状整体结构 石质围岩位于挤压强烈的断裂带内，裂隙杂乱，呈石夹呈角(砾)碎土或土夹石状 Ⅱ (石)状松散围岩易坍塌，处理不当结构非黏性会出现大坍塌，侧壁经石质围岩位于挤压极强烈的断裂带内，呈角砾、砂、泥松软件 土呈松散结常小坍塌，浅埋时易出构黏性土及现地表下沉(陷)或坍黄土呈松软至地表 结构 石质围岩位于挤压极强烈的断裂带内，呈角砾、砂、泥松软体 Ⅰ 软塑状黏性土及潮湿的粉细砂等 黏性土呈易蠕动的松软结构；砂性土呈潮湿松散结构 b、围岩受地质构造影响程度的等级划分见表14.2-5 c、围岩节理(裂隙)发育程度的划分见表14.2-16

围岩极易坍塌变形、有水时土砂常与水一齐涌出，浅埋时易坍至地表 d、层状岩层的层厚划分：厚层：大于0.5m；中层：0.1m～0.5m；薄层：小于0.1m。 e、风化作用对围岩分类的影响：

结构完整状态方面：当风化作用使岩体结构松散、破碎、软硬不一时，应结合因风化作用造成的 各种状况，综合考虑确定围岩的结构完整状态。

岩石等级方面：当风化作用使岩石成分改变，强度降低时，应按风化后之强度确定岩石等级。 f、遇有地下水时，可按下列原则调整围岩类别：

在Ⅵ类围岩或属于V类的硬质岩石中，一般地下水对其稳定性影响不大，可不考虑降低。 在Ⅵ类围岩或属于V类的软质岩石，应根据地下水的类型、水量大小和危害程度调整围岩类别。当地下水影响围岩稳定产生局部坍塌或软化软弱面时，可酌情降低1级。

岩石等级划分 表14.2-14

饱和抗压极限强度 耐风化能力 岩石等级 Rb [MPa(kgf/cm2)] 极硬岩 硬质 岩石 硬质石 >60 (600) >30 (300) 5～30 (50～300) ≤5 (50) 弱 强 程度 现象 暴露后一、二年尚不易风化 代表性岩石 1、花岗岩、闪长岩、玄武岩等岩浆岩类； 2、硅质、铁质胶结的砾岩及砂岩、石灰岩、白云岩等沉积岩类； 3、片麻岩、石英岩、大理岩、板岩、片岩等变质岩类 软质 岩石 软硬岩 极软岩 暴露后数 1、凝灰岩等喷出岩类； 日至数月 2、泥砾岩、泥质砂岩、泥质页岩、灰质页即出现风岩、泥灰岩、泥岩、劣煤等沉积岩类； 3、云母片岩或千枚岩等变质岩类 化壳

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