第1節(jié)隧道圍巖性質(zhì)１巖石和巖土巖石：經(jīng)過地質(zhì)作用形成的由一種或多種礦物組成的天然集合體。按其成因，巖石可分為巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖三大類。結(jié)構(gòu)面：節(jié)理、裂隙、斷層和沉積巖與由沉積巖變質(zhì)的變質(zhì)巖在生成過程中形成的層理和層面統(tǒng)稱。第1章隧道圍巖分類及圍巖壓力巖塊：由結(jié)構(gòu)面切割出的完整塊體

巖石和巖土相互轉(zhuǎn)化絕大部分土是地表巖石，它是經(jīng)過漫長地質(zhì)歷史年代的同化作用而生成的。有物理風(fēng)化和化學(xué)風(fēng)化兩種過程，土體經(jīng)長期的高壓、脫水、團結(jié)后，又會形成巖石。巖石和土的區(qū)別只是顆粒膠結(jié)的強弱２隧道圍巖性質(zhì)原巖：

未經(jīng)人為擾動（如挖掘、開采等）的巖體為原巖。原巖應(yīng)力狀態(tài)：

原巖內(nèi)部存在的應(yīng)力狀態(tài)。原巖應(yīng)力在一定時期內(nèi)可以認為是相對平衡的。圍巖:

將開挖后隧道周圍發(fā)生應(yīng)力重新分布的巖體稱為圍巖.二次應(yīng)力（次生應(yīng)力）：

圍巖中重新分布的應(yīng)力。彈性狀態(tài)的原巖應(yīng)力開挖后圍巖的次生應(yīng)力狀態(tài)可能出現(xiàn)兩種情況：（１）圍巖的次生應(yīng)力狀態(tài)繼續(xù)保持彈性狀態(tài)，彈性理論的基本定律仍然適用，這種情況圍巖是穩(wěn)定的，隧道可以不加支護；（２）圍巖的次生應(yīng)力狀態(tài)在隧道的某些部位超過了巖體的屈服極限，甚至強度極限，這時圍巖就會出現(xiàn)過大的變形，進而破壞，為保持隧道的穩(wěn)定，必須采取支護措施，強制圍巖穩(wěn)定。地下水也是影響隧道穩(wěn)定的重要因素。水對巖土有軟化作用，并降低巖土體強度和質(zhì)量等級。

圍巖本身具有一定的自承載能力，充分發(fā)揮圍巖的自承載能力，會大大降低隧道支護成本。隧道開挖后，適當(dāng)控制圍巖的變形，對隧道的維護具有重要意義。第2節(jié)隧道圍巖分類圍巖分類的目的

圍巖分類的目的就是在對巖土體穩(wěn)定性進行評價時提供一種客觀而統(tǒng)一的比較手段和衡量標準，以便根據(jù)巖土體的質(zhì)量為工程設(shè)計和布局提供合理的計算參數(shù)和實用指標，為工程選擇合理的施工方法提供可靠的依據(jù)。１圍巖分類方法圍巖分類需要滿足科學(xué)性和實用性要求，圍巖分類方法必須來源于實踐，然后再返回到工程實踐中去檢驗，并得到不斷的完善。同時，任何一種圍巖分類方法都是為一定目的服務(wù)的，它必然存在一定的局限性。因為這些方法都是針對某種類型巖石工程或?qū)ｉT需要而制定的。１.１圍巖分類的幾個基本問題

１.１.１圍巖分類的基本內(nèi)容

一個完整的圍巖分類方法應(yīng)包括三個組成部分，即:分類因素分類標準工作指標分類因素：

是確定圍巖級別所必須事先知道的定性或定量指標，通常分為基本分類因素和修正分類因素。

分類標準：

是確定圍巖級別的具體方法，它可以歸結(jié)為經(jīng)驗分類法、數(shù)學(xué)理論分類法和經(jīng)驗與數(shù)學(xué)理論相結(jié)合的方法。

工作指標：

應(yīng)該包括圍巖的物理力學(xué)參數(shù)、自穩(wěn)能力及所能承受的極限荷載、或者隧道支護的設(shè)計荷載、甚至是圍巖的加固支護措施等。圍巖分類因素的選擇圍巖分類不可能包含全部眾多因素，分類因素的選擇一般應(yīng)考慮如下幾點原則：

（1）從重性原則（2）獨立性原則（3）簡易性原則圍巖分類因素權(quán)重的分配

在正確選定分類因素以后，各因素在確定圍巖級別時，權(quán)重的分配就成為分類方法合理與否的關(guān)鍵。對于不同質(zhì)量的巖體，各種因素的影響程度是不一樣的。

２圍巖分類方法（1）以巖石強度或巖芯質(zhì)量等單一指標為基礎(chǔ)的分類方法代表人物：前蘇聯(lián)普羅托奇雅可諾夫“巖石堅固性系數(shù)”即普氏系數(shù)分類法，它以巖石的普氏系數(shù)為指標，將巖石分為10～15個級別。f＝Rc／10（2）以巖體結(jié)構(gòu)或構(gòu)造為主的分類方法中國科學(xué)院地質(zhì)研究所是巖體結(jié)構(gòu)分類方法的代表。這種方法認為巖體與一般連續(xù)介質(zhì)的區(qū)別主要在于它是被各種各樣的結(jié)構(gòu)面切割而成的裂隙體，結(jié)構(gòu)面的分布、組合關(guān)系及其性質(zhì)在很大程度上控制著工程巖體的穩(wěn)定性。同時認為，根據(jù)結(jié)構(gòu)面切割程度的嚴重性，應(yīng)采用不同的力學(xué)介質(zhì)模型。（3）以結(jié)構(gòu)面參數(shù)或聲波參數(shù)為基礎(chǔ)的分類方法

此類方法有著名的節(jié)理巖體地質(zhì)力學(xué)分類法（CSIR方法），該分類方法由賓尼亞斯基（Z．J．Bieniawski）提出，并得到國際巖石力學(xué)學(xué)會（ISRM）的推薦。CSIR圍巖分類法是根據(jù)巖體中五個實測參數(shù)，結(jié)合結(jié)構(gòu)面的空間方位與開挖方向之間的相對關(guān)系，以綜合評分值的代數(shù)和作為劃分圍巖級別的依據(jù)，即:

CSIR＝A＋B＋C＋D＋E＋F３圍巖分類的國家標準

1994年，經(jīng)過專家討論和推薦，《工程巖體分級標準》作為我國國家標準正式頒布執(zhí)行?！豆こ處r體分級標準》是以現(xiàn)有行業(yè)和專業(yè)標準的共性作為制定的基礎(chǔ)和出發(fā)點的，明確提出了巖體基本質(zhì)量的概念和由定性劃分、定量指標兩種手段確定巖體基本質(zhì)量的方法。定性牛劃分巖體餅基本廳質(zhì)量侮級別槍時:巖石堅周硬程度寬根據(jù)錘齡擊聲、訪回彈程拾度、擊銀碎難易任和浸水轟后的反娛應(yīng)來確擦定；巖體完甚整程度零根據(jù)巖伴體中結(jié)扯構(gòu)面的釋發(fā)育程有度和結(jié)誤合程度洽（如結(jié)削構(gòu)面的丙張開度紐奉、貫通喪度、起糠伏粗糙股度和充槍填狀況騙）來確討定。定量黃劃分巖體弦基本砍質(zhì)量臟級別雪時，谷根據(jù)巧巖體跟基本揭質(zhì)量謠指標奴BQ澡的大恒小確灣定：BQ＝華90＋辰3Rc乒＋25限0Kv式中持R壺c——吵巖石單磚軸飽和野抗壓強堆度，M裕Pa；Kv—敲—巖體饒完整系眨數(shù)。使用上汁式確定離巖體基箭本質(zhì)量申指標：當(dāng)Rc緒＞90驚Kv＋責(zé)30時撤，應(yīng)以更Rc＝占90吳Kv＋罵30代境人計算勒：當(dāng)K嘗v＞坐0.帳04瞧R測c十稼0障.4殊時．己而以碗Kv艷＝0售.0曉4是Rc僵十橡0.鬧4代隊人計襯算。３隧街道圍扶巖分背類３.爽１鐵改路隧盡道圍炕巖分顛類我國旬19容86牛年施說行的蛇《鐵猜路隧挎道設(shè)勉計規(guī)蝴范》御中明們確規(guī)盞定，目前鐵戶路隧道裕圍巖分踩類采用刪兩種方肅法，即元以圍巖蓋穩(wěn)定為辣基礎(chǔ)的弊分類方拐法和按鵝彈性縱紀波速度露的分類蔥方法。（１種）節(jié)冒理發(fā)啞育程蒜度的倒基本幸特征（２）噸地質(zhì)構(gòu)藥造影響內(nèi)程度（３貪）層裕狀巖鞠層厚克度的妹劃分（４）困分類對叉地下水封的處理求采取降勻級的方浪法３.脆３水百工隧瓣洞圍雙巖分晉類《水工龜隧洞設(shè)浴計規(guī)范現(xiàn)》（S鑄D1公34—肥84）砌推薦的慢圍巖分馳類見表淺1－乳－6。傾該分類簡是一種括定性的旨分類，覽表中的截巖體結(jié)繳構(gòu)、巖修石的堅諸硬程度拜、節(jié)理死的發(fā)育惠程度及享層狀巖另層的厚良度劃分悟均可參喘考前面慚分類相示關(guān)的描感述。巖餐體完整嫩性系數(shù)現(xiàn)幾按式鴿（O一淚3）計希算，V熄表示圍滅巖的縱賺波速度幅。所用軋的聲波始指標以符孔測法痰測試值視為準，潔如果用盾其他方封法測試牽時，可家通過對杰比試驗強進行換井算。一般條群件下確率定圍巖勺類別時閑，應(yīng)以慘巖石的格單軸飽芒和抗壓芬強度為攤準，做屠單軸抗唇壓強度迫后可不做做點荷灑載強度刷；當(dāng)隧腰道跨度尸小于5蜘m、帽服務(wù)年季限小于菊10專年時，符可不做蘭巖體聲肆波指標綿測試。３.２伴《錨桿謀、噴射霧混凝土姨支護技暗術(shù)規(guī)范得》（G稍B8膏6—8練5）圍患巖分類這種迅分類隨以定重量和味定性近兩大求指標剖為基畏礎(chǔ)確襪定圍懲巖分最類澇，見定下表架；表中純Is訂為巖敬石的繭點荷黑載強撐度；刮Rc揉為巖得石的賀單軸身飽和講抗壓哪強度功；S矛m為敬巖體蔬強度宰應(yīng)力摘比，蝴按下蛋式計士算：Sm＝由KvR團c／式中容為垂質(zhì)直于隧生道洞軸元線平面寫的較大患主應(yīng)力浪，若無尼地應(yīng)力耍實測數(shù)貸據(jù)時用滅下式計亞算：＝γ璃H式中極γ幫——上敲覆巖層件平均容宗重，N綱／m3御；H—塊—上夫覆巖摧層厚兆度，花m。第3節(jié)棗圍巖裙壓力及憐其確定１圍累巖壓軌力廣義的禽圍巖壓鋤力：巖體歌力學(xué)秤中把豆由于麗開挖艘而引更起的副圍巖軌或支或護結(jié)帖構(gòu)上魂的力返學(xué)效斯應(yīng)統(tǒng)磁稱為突廣義虎的圍鋪巖壓田力慰。狹義殖的圍船巖壓秒力坑：作用在革支護結(jié)風(fēng)構(gòu)上的積部分圍兼巖壓力塊。影響圍君巖壓力月大小的探主要因么素：（１蜂）巖捉體的遮初始左地應(yīng)壓力狀歸態(tài)（２）栗巖體的轎物理力參學(xué)性質(zhì)（３）著巖體結(jié)狡構(gòu)（４課）工稅程性乞質(zhì)（５羅）支延護結(jié)睛構(gòu)類必型及訓(xùn)支護競時間圍巖壓準力就其踐表現(xiàn)形州式可分節(jié)為如下規(guī)四類：（１）隸松動壓尺力：由于開慎挖而引削起圍巖裕松動或史坍塌的疼巖體以外重力形絲式式作用鐵在支護側(cè)結(jié)構(gòu)上顛的壓力餡稱為松廢動壓力努，亦稱裳散體壓舒力。（２修）變巖形壓等力：開挖股必然量引起傲圍巖醬變形蒙，支隨護結(jié)潔構(gòu)為什抵抗載圍巖辨變形另而承于受的拘壓力逼稱為辭變形擱壓力深。變形韻壓力愧與支怎護結(jié)前特性乖和時衣間的稿關(guān)系（３）狼沖擊壓蹦力：沖擊壓朵力是圍糠巖中積盞累的大迫量彈性欠變形能崖，受開湯挖的擾荒動，這廳些能量突突然釋鴿放所產(chǎn)堪生的巨陸大壓力飼。（４熔）膨荒脹壓候力：某些雪巖體捉由于還遇水響后體淡積發(fā)斜生膨鉆脹，番從而倘產(chǎn)生伯膨脹協(xié)壓力許。(1瘦)隧病道開牧挖后絹，在界圍巖絞應(yīng)力已重分襪布過稈程中插，頂點板開鍋始沉傭陷，拾并出忽現(xiàn)拉選斷裂跳紋(攀圖a)，胞可視果為變形階洲段；(2指)頂毀板的較裂紋確繼續(xù)熄發(fā)展頑并且監(jiān)張開偽，由妖于結(jié)馳構(gòu)面斃切割覽等原守因，磨逐漸不轉(zhuǎn)變傍為松儀動(奏圖b)，魯可視籮為松動階抵段；(3作)頂嚇板巖鹿體視巴其強慨度的糾不同棵而逐扭步塌崗落(差圖籍c)改，可繳視為塌落穗階段；(4念)頂退板塌棚落停策止，像達到志新的漸平衡使，此頂時其挺界面泡形成延一近透似的荒拱形音(圖烘d)魯，可超視為成拱階反段。(c)(d)(a)(b)松動壓力的形成２隧傻道圍如巖壓喉力計唯算２.１幫深淺埋美隧道分葵界深度豈的確定深埋漠隧道性:就是團指隧