介绍: 隧道工程所赋存的地质环境的内涵很广,包括地层特征、地下水状况、开挖隧道前就存在于地层中的原始地应力状态、地温梯度等。因此,隧道围岩的稳定性是反映地质环境的综合指标。也是我们修建隧道工程对围岩特征研究的重要内容之一。 隧道围岩压力是指隧道开挖后,围岩作用在隧道支护上的压力,是隧道支撑或衬砌结构的主要荷载之一。其性质、大小、方向以及发生和发展的规律,对正确地进行隧道设计与施工有很重要的影响。 5.1 隧道围岩分级及其应用 隧道围岩分级是正确地进行隧道设计与施工的基础。一个较好的、符合地下工程实际情况的围岩分级,多改善地下结构设计,发展新的隧道施工工艺,降低工程蛰价,多快好省地修建隧道,有着十分重要的意义。 借用苏联的岩石坚固系数进行分类,即通常所谓的普氏系数(f值)。在长期大量的地下工程实践中发现:这种单纯以岩石坚固性(主要是强度)指标为基础的分类方法,不能全面反映隧道围岩的实际状态。逐渐认识到:隧道的破坏,主要取决于围岩的稳定性,而影响围岩稳定性的因素是多方面的,其中隧道围岩结构特征和完整状态,是影响围岩稳定性的主要因素。隧道围岩体的强度,对隧道的稳定性有着重要的影响,地下水、风化程度也是隧道围岩丧失稳定性的重要原因。 从围岩的稳定性出发,1975年编制了我国“铁路隧道围岩分类”,这个分类由稳定到不稳定共分六类,代替了多年沿用的从岩石坚固性系数来分级的方法。 我国公路隧道围岩分级起步较晚,随着我国经济的发展,公路交通得到较大的发展,大量的公路隧道修建,需要有一个适合我国工期的公路隧道围岩分级,于1990年,根据我国铁路隧道的围岩分级为基础,编制了我国“公路隧道围岩分级”。 从国内外的发展中可以看出,以隧道围岩的稳定性为基础进行分级是总的趋势。但分级指标方面,大多数正在从定性描述、经验判断向定量描述发展。 5.1.1隧道围岩分级的因素指标及其选择 围岩分级的指标,主要考虑影响围岩稳定性的因素或其组合的因素,大体有以下几种: 1.单一的岩性指标 一般有岩石的抗压和抗拉强度、弹性模量等物理力学参数;岩石的抗钻性、抗爆性等工程指标。在一些特定的分级中,如确定钻眼功效、炸药消耗量等,土石方工程中划分岩石的软硬、开挖的难易,均可采用岩石的单一岩性指标进行分级。一般多采用岩石的单轴饱和极限抗压强度作为基本的分级指标,具有试验简单,数据可靠的优点。但单一岩性指标只能表达岩体特征的一个方面,用来作为分级的唯一指标是不合适的。如老黄土地层,在无水的条件下,强度虽然低,但稳定性却很高。 2.单一的综合岩性指标 以单一的指标,反映岩体的综合因素。这些指标有 岩体的弹性波传播速度 弹性波传播速度与岩体的强度和完整性成正比,其指标反映了岩石的力学性质和岩体的破碎程度的综合因素。