围岩分类classification of rock mass围岩分类的目的是为了对隧道及地下建筑工程周围的地层进行工程地质的客观评价，判断坑道或洞室的稳定性，确定支护的荷载和设计参数，确定施工方法，选择钻孔和开挖等施工机械，以及确定施工定额和预算等。

发展概况隧道及地下工程围岩分类是在长期实践的基础上发展起来的，并与地质科学、岩土工程和量测技术的发展密切相关。

初期的围岩分类多以单一的岩石强度作为分类指标。

例如1949年前中国采用的坚石、次坚石、软石、硬土、普通土和松软土的分类法，以及中华人民共和国成立后广泛应用的“”值分类法(即普罗托季亚科诺夫分类法,1907年)。

这类方法在评价坑道或洞体稳定性方面是不充分的;但在选择钻孔机械,确定掘进机类型，尤其是确定松散围岩的地压值等方面仍有一定意义。

1970年后，以岩体为对象的分类方法获得了迅速发展。

如泰尔扎吉分类法(1974年)、巴顿分类法（1974年）、别尼亚夫斯基分类法（1974年）、法国隧道协会(AFTES)分类法（1975年）,以及中国铁路隧道围岩分类（1975年）和水工隧洞围岩分类(1983年)等。

这些分类法多数是根据经验的定性分类，但由于反映了围岩的地质构造特征、围岩的结构面状态、风化状况、地下水情况以及洞室埋深等，因此在评价坑道或洞体稳定性、确定支护结构参数和选择施工方法等方面得到了广泛的应用。

近期的围岩分类中，引进了岩体力学的基本概念和数理统计方法,如考虑初始应力场、坑道周边位移值,以及量测信息等，使围岩分类逐渐从定性分类向定量分类方向发展。

如拉布采维茨-帕赫分类(1974年)、日本地质学会的新奥法围岩分类（1979年）、奥地利阿尔贝格隧道的围岩分类（1979年）、苏联顿巴斯矿区的围岩分类(1979年)等。

围岩分类的重要发展是把量测信息引进到分类之中，即根据量测的初期位移速度，拱顶下沉和洞体水平向的收敛、变形等进行分类。

这也为隧道及地下工程的信息设计和施工打下了基础。

到目前为止，已经提出的和正在应用的围岩分类约有50多种，但其中绝大多数仍处于定性描述或经验判别的阶段，尚需进一步研究和完善。

分类要素在围岩分类中，最有影响的要素有：①围岩的构造。

指围岩被各种地质结构面切割的程度以及被切割的岩块的尺寸和组合形态，在分类中它是一个起主导作用的因素。

视裂缝间距，即被结构面切割的岩块的大小，可将围岩分成如表[围岩类型]所示的几种类型。

②原岩或岩体的物理力学性质。

包括单轴或三轴强度和变形特性，如抗压强度、抗剪强度以及弹性模量或变形模量等。

一般说，在完整岩体中，原岩的指标是基本的；在非完整（裂隙）岩体中，岩体的指标是主要的。

③地下水。

地下水的水量和水压等对分类有重大影响，尤其是对软岩和破碎、松散围岩，它们导致岩质软化、降低强度。

在有软弱结构面的围岩中，地下水会冲走充填物或使夹层液化等。

因而在一些分类法中，都考虑了它的定性的或定量的影响。

④围岩的初应力场。

在现代围岩分类中，尤其是对于深埋隧道和软弱围岩而言，这一要素占有重要的地位。

初应力场通常以上覆岩（土）体的重力来决定，并视为静水应力场；也可通过实地量测大致判定原岩应力场的大小及其方向。

分类依据①单一岩性指标。

如岩石抗压强度和弹性模量等物性指标，以及诸如抗钻性、抗爆性、开挖难易度等工艺指标。

在为某些特定目的的分类中，如确定钻孔工效、炸药消耗量等，可采用相应的工艺指标（钻孔速度等）进行分类。

②综合岩性指标。

指标是单一的，但反映的因素是综合的。

如岩体弹性波速度，既可反映围岩的软硬程度，又可反映围岩的破碎程度。

岩芯复原率是在反映岩体破碎程度的同时，还表示围岩软、硬分级的一个指标。

这类指标，还有修正后的普氏系数、坑道自稳时间、围岩强度等。

③复合岩性指标。

是用两个或两个以上的单一岩性指标或综合岩性指标表示。

例如，已确定分类要素为、、,则复合岩性指标可用下述方法之一来确定：和差法＝±±积商法[606-01]然后用进行分类。

目前,许多分类都采用了这个方法。

④量测数据。

是用量测到的位移（坑道周边收敛值、拱顶下沉值、初始位移速度等），或荷载信息作为分类的指标，如苏联顿巴斯矿区、日本的新奥法设计和施工细则中所采用的。

这类指标可以避免许多不确定的因素和影响，并能较好地反映坑道围岩的力学状态的变化。

关宝树水利水电地下工程围岩综合分类（２）岩体的工程分类工程应用分类是以岩体稳定性或岩体质量评价为基础的分类，为综合性分类。

目前主要考虑三方面因素的指标：即与岩石工程性质有关的指标（力学性质）、岩体后期改造有关的指标(岩体结构)和岩体赋存条件方面的指标（如地下水或地应力等）。

通常有：RMR(宾尼亚斯基分类，Bieniawski)；巴顿的Q分类；谷德振的岩体质量指标Z系统分类（1979）。

不同工程目的岩体稳定性评价中的一些基本问题见表1-3。

（３）分类标准的定量化—岩体质量指标70 年代以来岩体分类中采用了“岩体质量指标”或“综合特征指标”来判别岩体性能的优劣，因而含有这类指标的分类又被称为岩体质量分级，如上所述的RMR、Q和Z系统。

分类中有了定量指标作为依据，更便于将做过详细勘探测试研究的场地的经验和成果应用于研究程度较差或处于勘探初级阶段的工地，从而达到简化或减少勘探程序和工作量的目的。

分类中，为了探讨不同分类方案之间的相关性，鲁弗里奇等根据新西兰多个工程的经验，对RMR、RSR和Q系统三者得出如下关系式：RMR=1.35lgQ+43RSR=0.77RMR+12.4RSR=13.3lgQ+46.5表1-3 岩体质量分类代表性方案第四节地下工程的围岩分类围岩分类是为解决地下洞室的围岩稳定和支护问题而建立的。

因而围岩分类是围绕地下洞室的稳定性和支护的影响因素而作为分类原则，这些因素主要有：岩体的结构特征和完整状态；岩体强度；岩石的风化程度；地下水的影响；区域构造影响和地震影响等。

在实际制定围岩分类时，一般主要考虑岩体强度、岩体结构特征和完整程度以及地下水活动等方面的因素。

国内外的围岩分类所选取的基本因素大致都是这样，但在综合反映基本因素的指标上是不同的。

一、“普氏”分类普氏分类在我国曾应用较广。

主要是考虑岩性，而未考虑岩体构造和围岩完整性。

围岩压力公式是把坚硬地层视作松散介质，形式上套用了松散地层中的压力拱理论和公式，即垂直压力为：Ｐ＝γ0ｈ1 （8-26）式中Ｐ——垂直压力；ｈ1——压力拱拱高，ｈ1=ａ1／ｆkp ；ａ1——压力拱半跨；ｆkp——岩石坚硬系数；γ0——围岩的重度。

工程地质勘测工作基本上是根据地质条件和经验确定ｆkp值。

见表8-16。

或按下面的经验公式确定ｆkp值：ｆkp=Ｒc/10（8-27）式中Ｒc——岩石的单轴抗压强度（ＭＰa）。

普氏岩石分类表8-16这种方法曾在我国较长时期内得到广泛的应用。

目前有些单位仍应用此分类。

但在长期工程实践中，发现这种分类与其计算方法存在严重的缺陷。

1.它主要是为估计土石工程的工作量、确定施工开挖定额服务的。

因此它只能说明岩石开挖的难易程度，不能全面反映岩体的稳定性。

2.ｆkp值以岩石强度为基础，大量工程实践证明，决定岩体稳定性的主要因素是岩体结构特性，即它的完整性，在分类中虽然也规定要根据岩石的物理状态（风化的、破碎的）划归于较低一类去，这样给确定ｆkp值带来了很大的主观臆断性。

我国各部门由于工程特点不同，确定ｆkp值标准也不同。

甚至在同一地点对同一洞室的岩石，不同的人可以得出相差很大的ｆkp值。

3.分类等级较多，给使用上带来不便。

由于选用的ｆkp值不同，相应计算得到的围岩压力也相差很大。

当ｆkp=２和ｆkp=４时，则压力可相差近一倍。

4.普氏压力计算公式根据松散体理论而得，而地下洞室多位于坚硬及中等坚硬以上较完整的岩体中，理论假设前提与客观实际相差太大。

一般来说，在坚硬地层中围岩压力公式计算结果偏大，而在松散地层中计算结果偏小。

二、泰沙基分类泰沙基于1946年提出使用钢拱支撑的隧道围岩分类方法。

他考虑了岩体的构造、岩性以及影响建筑物稳定的其他一些性质（如受化学侵蚀、膨胀性等），推荐了不同岩性的支撑与衬砌上的荷载计算公式（表8-17）。

泰沙基分类在英美等国应用较广。

我国有关单位在订规范时也参考了这种分类。

Ｋ·泰沙基分类（1946年）表8-17据我国水电有关部门在一些塌方地段曾用泰沙基分类表所订的土荷载高度进行核算后认为，凡符合泰沙基分类所指的地质条件，一般还较接近于实际情况。

但是，这种分类也是建立在岩体塌脱成自然平衡拱的概念基础上。

三、按岩体质量等级的围岩分类岩体质量是受岩石质量、岩体完整程度、地应力的大小、地下水的作用、软弱结构面产状等因素所影响，因而岩体质量等级也以此为标准。

近年国际上在进行围岩分类时，普遍采用岩体质量等级作为围岩分类的标准。

如岩体质量评分的地质力学围岩分类（ＲＭＲ）、岩体结构评价的ＲＳＲ围岩分类，以及岩体基本质量分级（ＢＱ）的围岩分类。

（一）ＲＭＲ分类本分类是比尼奥斯基（1973）根据矿山开采掘进的经验提出的岩体质量评分的地质力学围岩分类。

该分类考虑了六个方面的影响因素作为衡量岩体质量的评分标准。

这六个因素为：岩石强度、岩体质量指标ＲＱＤ、不连续面的间距、状态和方向条件、地下水等。

其中岩体质量指标ＲＱＤ是用来表示岩石的完整性、ＲＱＤ的确定方法是：采用直径为75ｍｍ的双层岩心管金刚石钻进，提取直径为54ｍｍ的岩心，将长度小于10ｃｍ的破碎岩心及软弱物质剔除，然后测量大于或等于10ｃｍ长柱状若心的总长度（Ｌp）。

用这一有效的岩心长度与采集岩心段的钻孔总进尺（Ｌ）之比，取其百分数就是ＲＱＤ。

其表示式如下：ＲＱＤ＝（Ｌp／Ｌ）×100％（8-28）ＲＱＤ值按其大小可分为五个质量等级，如表8-18所示。

岩石质量等级表8-18ＲＱＤ的岩石质量等级只是考虑了岩块的大小，也就是岩体的完整性，但它并没有考虑岩石的质量和其他地质因素的影响，因而ＲＭＲ分类中将ＲＱＤ作为一项的影响因素来对待。

ＲＭＲ分类是将上述各因素单项分数后累加起来，得到岩体质量总评分。

根据这个评分划分岩体质量等级。

如表８－１９和表８－２０所示。

上述二种按岩体质量分类的结果，它们之间的关系已由茹夫莱泽（T.C.Rufledgc）根据新西兰的经验作了对比求得下式：ＲＳＲ＝0.77ＲＭＲ＋22.4ＲＭＲ分数计算表表8-19按ＲＭＲ值划分的质量等级表8-20(评分与5个因素间能否用函数表示)（二）ＲＳＲ分类本分类也称岩体结构评价的分类，它是1974年威克霍姆提出的以岩体结构特征作为围岩分类的主要影响因素。

此法考虑了地质（参数Ａ）、节理（参数Ｂ）和地下水（参数Ｃ）三个因素，并按表8-21所列的标准进行评分。

ＲＳＲ值为该三项评分之和，其变化范围在25～100之间。