Ⅳ
350~251
Ⅴ
≤250
岩体基本质量指标
• 岩体基本质量指标（BQ），应根据分级因素的 定量指标岩石单轴饱和抗压强度Rc（MPa）和 岩体的完整性系数Kv，按下式计算： • BQ=90+3Rc+250Kv • 注：使用上式时，应遵守下列限制条件： • ①当Rc>90Kv+30时，应以Rc=90Kv+30和Kv代入计 算BQ值。 • ②当Kv>0.04Rc+0.4时，应以Kv=0.04Rc+0.4和Rc代 入计算BQ值。
—
>4.5
Ⅱ
—
3.5~4.5
Ⅲ
—
2.5~4.0
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
受构造影响很严重呈碎石角砾 及粉末、泥土状的断层带
具压密或成岩作用的粘 性土、粉土及砂类土， 一般钙质、铁质胶结的 1.5~3.0 碎、卵石土、大块石土， Q1、Q2黄土 一般第四系坚硬、硬塑 粘性土，稍密及以上、 稍湿、潮湿的碎、卵石 1.0~2.0 土、圆砾土、角砾土、 粉土及Q3、Q4的黄土 <1.0（饱 软塑状粘性土、饱和的 和状态 粉土、砂类土等 <1.5）
碎 裂结 构
松 散结 构
松动崩塌、塑 变形阶段达数 碎裂 性变形和剪切 月甚至更长 破坏 松动塌方、塑 变形阶段达数 层状结构 性变形和剪切 月甚至更长 破坏 松散 松动剪切破坏 变形阶段达数 月甚至更长 塑性变形、剪 变形阶段可达 松软 切破坏 数月、一年甚 至更长
基本稳定。围岩整体稳定， 不会产生塑性变形，局部可 85≥T>65 产生掉块
局部稳定性差。围岩强度不 足局部会产生塑性变形，不 支护可能产生塌方或变形破 65≥T>45 坏，完整的较软岩，可能暂 时稳定 不稳定。围岩自稳时间很短， 规模较大的各种变形和破坏 45≥T>25 都可能发生 极不稳定，围岩不能自稳， T≤25 变形破坏严重
第16章
地下洞室工程
本章重点：地下洞室的围岩分级及稳定性评价；地下洞室勘察要点。
第1节 概述
• 地下洞室系指为了某种目的，修建在地面 以下及山体内部的各类建筑物。
地下厂房施工
地下洞室的分类
按
类型 小 型 小跨度
毛
洞
中
跨
型
度
分
类
大 型 大跨度
中跨度
பைடு நூலகம்
跨 度 （B） (m)
B≤5
5<B≤10
10<B≤15
围岩开挖后的稳 结构特征和完整 定状态（坑道跨 度5m时） 状态
围岩弹性 波速度
VV(km/s) >4.5
Ⅵ
围岩稳定，无坍 呈巨块状整体结 塌，可能产生岩 构 爆
Ⅴ
暴露时间长，可 能会出现局部小 呈大块状砌体结 坍塌，侧壁稳定， 构 层间结合差的平 缓岩层，顶板易 3.5~4.5 塌落 呈巨块状整体结 构 呈块（石）碎 （石）状镶嵌结 拱部无支护时可 构 产生小坍塌，侧 壁基本稳定，爆 破震动过大易坍 呈大块状砌体结 构
铁路隧道围岩的基本分级
《铁路工程地质勘察规范》TB10012-2001
级 别 岩体特征 土体特征 纵波速 （km/s） 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 暴露时间长会有局部小 坍塌；侧壁稳定；层间 结合差的平层，顶板易 坍塌 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 围岩易坍塌，处理不当 会出现大坍塌，侧壁经 常小坍塌；浅埋时易出 现地表下沉（陷）或塌 至地表 围岩极易坍塌变形，有 水时土砂常与水一齐涌 出；浅埋时易塌至地表
Ⅰ
极硬岩，岩体完整
极硬岩，岩体较完整；硬岩， 岩体完整 极硬岩，岩体较破碎；硬岩或 软硬岩互层，岩体较完整；较 软岩，岩体完整 极硬岩，岩体破碎；硬岩，岩 体较破碎或破碎；较软岩或软 硬岩互层，且以软岩为主，岩 体较完整或较破碎；软岩，岩 体完整或较完整 软岩，岩体破碎至极破碎；全 部极软岩及全部极破碎岩（包 括受构造影响严重的破碎带）
15<B≤20
20<B≤25
B>25
按
类型 地下 交通 运输 代 表 性 地 下 洞室
用
途
分
类
主 要 特 点 1.多数单洞,也有相距很近的平行的两个单线洞。 2.一般为中等跨度，铁路亦有大跨度。 3.除地下通道外，一般都较长 4.地下铁道、地下通道多属浅埋，且多位于土层中。
铁路隧道、公路隧道、地下铁道、 水下隧道、地下通道（含车站地下通 道及人行道）
Ⅲ
>2
Ⅳ Ⅴ
>2
• 岩体地质力学分类 • 巴顿岩体质量分类
地下洞室围岩稳定性评价
• 对于地下工程，一般都面临着区域稳定性、 山体稳定性和洞体稳定性问题。 • 洞室稳定性受多种因素制约 • 洞室稳定性分为定性评价和定量评价
各种洞体的稳定性问题
变形破坏机制 脆性破裂 变形破坏 方式 岩爆 开裂 滑落 滑动 转动 弯曲挤入 变形破坏特征 表现为地下开挖围岩岩爆，或岩柱劈裂 岩 体 结 构 条件
围岩稳定性的定性评价
类型 亚类 整体状 破坏机制 岩爆、劈裂 变形破坏过程 分析方法 弹性理论，断裂力学 弹脆性、节理单 元 块体 赤平投影作图 力学 坐标投影作图 弹性、粘弹性、弹塑性 理论；层状单元，层体 结构力学 弹性、粘弹性、弹塑性 理论；层状单元，层体 结构力学 弹性、粘弹性、弹塑性 理论；层状单元，层体 结构力学 弹性、粘弹性、弹塑性 理论；层状单元，层体 结构力学 稳定性评价 良好 良好（局部 加固） 较好（局部 重点处理） 较好及良好 较好（局部 加固） 一般（局部 加固） 较差 瞬间能量释放 与爆破同时发 块体塌滑、开 生或因爆破逐 块体状 裂 次松动、突然 塌方 突然发生与爆 裂隙块状 块体塌滑 破松动有关 顺层滑动、岩 稳定变形、失 层弯曲 稳变形时间可 互层 达数天至数十 天 稳定变形可达 间（夹） 顺层滑动、塌 数日至一月以 层 落 上 顺层滑动、岩 稳定变形可达 薄层 层弯曲、剥裂 数日至数十日 软层 塑性变形及剪 变形阶段达数 切破坏 月甚至更长
水电围岩工程地质分类
围岩类别 围岩稳定性 围 岩 总 评 围 岩 强 支护类型 分T 度应 力 比S >4 >4 不支护或局部锚 杆或喷薄层混凝 土.大跨度时,喷混 凝土 、系统锚杆 加钢筋网 喷混凝土 、系统 锚杆加钢筋网。 跨度为 20~25m 时， 并浇筑混凝土衬 砌 喷混凝土 、系统 锚杆加钢筋网， 并浇筑混凝土衬 砌 Ⅰ Ⅱ 稳定，围岩可长期稳定，一 >85 般无不稳定块体
VV(km/s)
Ⅲ
Ⅱ
Ⅰ
呈碎石状压碎结 拱部无支护时可 构 产生较大的坍塌， 呈块（石）碎 侧壁有时失去稳 软质岩石[Rb=5 Mpa~30 Mpa（50 kgf/cm2~300 （石）状镶嵌结 定 kgf/cm2）]：受地质构造影响严重，节理发育 1.5~3.0 构 土：1.略具压密或成岩作用的粘性土及砂性土 1.呈大块状压密 2.一般钙质、铁质胶结的碎、卵石土、大块石 结构； 土 2、3.呈巨块状 3.黄土（Q1、Q2） 整体结构 呈角（砾）碎 围岩易坍塌，处 石质围岩位于挤压强烈的断裂带内，裂隙杂 （石）状松散结 理不当会出现大 乱，呈石夹土或土夹石状 构 坍塌，侧壁经常 小坍塌，浅埋时 1.0~2.0 一般第四系的半干硬~硬塑的粘性土及稍湿至 非粘性土呈松散 易出现地表下沉 潮湿的一般碎、卵石土, 圆砾，角砾土及黄土 结构粘性土及黄 （陷）或坍至地 （Q3、Q4） 土呈松软结构 表 石质围岩位于挤压极强烈的断裂带内，呈角 围岩极易坍塌变 砾、砂、泥松软体 形、有水时土砂 粘性土呈易蠕动 常与水一齐涌出， <1.0 的松软结构 浅埋时易坍至地 软塑状粘性土及潮湿的粉细砂等 砂性土呈潮湿松 表 散结构
公路隧道围岩分类
《公路工程地质勘察规范》
围岩主要工程地质条件
类别
主要工程地质特征 硬质岩石[饱和抗压极限强度[Rb>60Mpa （600kgf/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，层间结合良好 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/cm2）]：受地质 构造影响严重，节理发育，有层状软弱面 （或夹层），但其产状及组合关系尚不致产 生滑动；层状岩层为薄层或中层；层间结合 差，多有分离现象，或为硬、软质岩石互层 软质岩石[Rb=5 Mpa~30 Mpa（50 kgf/cm2~300 kgf/cm2）]：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
地下工厂、地下电站（含水力发电 厂房）、地下试验室、地下污水处理 场、其它工业厂房等 地下商店、地下街道、地下影剧院、 地下民 地下医院、地下运动场、地下住宅、 地下旅馆等; 地下车库、地下油库、 用及公 共建筑 水封油库、地下冷库、地下物资仓库、 地下水库、地下废料库等 地下 军事 工程
1.单洞或群洞 2.飞机库（跨度远大于高度）和舰艇库属大型地下工程； 飞机库、舰艇库、武器库、指挥所、 作战坑道一般为小跨度；人防工程大、中、小跨度均有， 掩蔽体、作战坑道、各类军事装备器 但以小跨度为主。 材库、人防工程等 3.除人防工程外选址取决于军事上考虑，工程地质条件选
岩 体 基 本 质 量 分 级 基本质 量级别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 岩体基本质量的定性特征 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 岩体基本质 量 指 标（BQ） >550 550~451 450~351