围岩1
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Ⅳ、Ⅴ级围岩1 开挖方法:Ⅳ(洞口段)、Ⅴ级围岩铁路大断面隧道三台阶七步开挖法(以下简称三台阶七步开挖法)是以弧形导坑开挖留核心土为基本模式,分上中下三个台阶七个开挖面,各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开,平行推进的隧道施工方法。
三台阶七步开挖具体工艺流程见图1-1第一步、上部弧形导坑开挖:在拱部超前支护后进行,环向开挖上部弧形导坑,预留核心土,核心土长度宜为3~5m,宽度宜为开挖宽度的1/3~1/2。
开挖循环进尺应为Ⅴ级围岩上台阶开挖不得大于1榀钢拱架间距,Ⅳ级围岩上台阶开挖不得大于2榀钢拱架间距。
第二、三步、左右侧中台阶开挖:开挖进尺最大不得超过2榀钢拱架间距。
开挖宽度一般为3~3.5m,左右侧台阶错开2~3m,不得平行前进。
第四、五步、左右侧下台阶开挖:开挖进尺最大不得超过2榀钢拱架间距。
开挖宽度一般为3~3.5m,左右侧台阶错开2~3m,不得平行前进。
第六步、上中下台阶预留核心土,各台阶分别开挖后,及时施做仰拱初期支护,完成两个隧道开挖支护循环后,及时施做仰拱,仰拱分段长度宜为4~6m。
第七步、隧底开挖每循环开挖进尺长度宜为2~3m,开挖后及时施做仰拱初期支护,完成两个隧底开挖支护循环后,及时施做仰拱,仰拱分段长度宜为4~6m。
2 验收标准2.1 主控项目隧道主洞开挖断面图见图1-2⑴隧道开挖断面的中线和高程必须符合设计要求。
⑵隧道不应欠挖。
当围岩完整、石质坚硬时,方允许岩石个别突出部分(每1m2不大于0.1m2)侵入衬砌,整体式衬砌应小于10cm,其他衬砌应小于5cm。
拱脚和墙脚以上1m内断面严禁欠挖。
⑶隧底开挖轮廓和底部高程应符合设计要求。
隧底范围石质坚硬时,岩石个别突出部分(每1m2不大于0.1m2)侵入断面应小于5cm。
⑷边墙基础及隧底地质情况应满足设计要求,基底内无积水浮渣。
⑸当隧底需要进行加固处理时,应符合设计要求。
2.2 一般项目⑴光面爆破或预裂爆破的炮眼痕迹保存率,硬岩不应小于80%,中硬岩不应小于60%,并在开挖轮廓面上均匀分布。
围岩的定义和分类围岩是指围绕着矿井或隧道等地下工程的岩石体。
在地下工程中,围岩的稳定性和强度是保证工程安全的重要因素之一。
对围岩的定义和分类有助于工程师们更好地评估和处理地下工程中的围岩问题。
围岩的定义:围岩是指地下工程中与工程岩体相接触的岩石体,包括直接接触工程岩体的邻近岩石体以及与工程岩体之间存在一定间隙的岩石体。
围岩是地下工程中与工程岩体共同组成的整体,其稳定性和强度直接影响着地下工程的安全性。
围岩的分类:根据围岩的不同特性和性质,可以将其分为以下几类:1. 岩石类别:根据围岩所属的岩石类别进行分类,如花岗岩、片麻岩、石灰岩、页岩等。
不同类型的岩石具有不同的物理力学性质,对地下工程的影响也不同。
2. 岩性特征:根据围岩的结构、组成和质地等特征进行分类,如坚硬岩石、软弱岩石、节理发育的岩石等。
坚硬的围岩具有较高的强度和稳定性,而软弱的围岩则容易发生变形和破坏。
3. 岩体结构:根据围岩的结构特征进行分类,如均质结构、节理结构、褶皱结构等。
不同结构类型的围岩在受力和变形过程中表现出不同的力学行为。
4. 岩体裂隙:根据围岩中裂隙的密度、宽度和走向等特征进行分类,如无裂隙、少裂隙、多裂隙等。
裂隙对围岩的稳定性和强度有着重要影响,多裂隙的围岩容易发生塌方和滑坡等地质灾害。
5. 岩体应力:根据围岩所受到的应力状态进行分类,如单向应力、多向应力、应力集中区等。
不同应力状态下的围岩表现出不同的变形和破坏特征,对地下工程的安全性产生不同影响。
6. 岩体含水量:根据围岩中含水量的大小和分布进行分类,如干燥围岩、湿润围岩、饱水围岩等。
含水量对围岩的强度和稳定性有着重要影响,饱水围岩容易发生涌水和溶洞等地质问题。
以上是对围岩的一般定义和分类,实际工程中还需要根据具体情况进行详细分析和评估。
通过对围岩的定义和分类,可以更好地了解和处理地下工程中可能遇到的围岩问题,从而确保工程的安全性和可靠性。
围岩的分级按国家标准《工程岩体分级标准》规定,本规范将原规范的“围岩分类”改为围岩分级。
分级方法与国家标准一致,采用《工程岩体分级标准》规定的方法、级别和顺序,即岩石隧道围岩稳定性等级由好至坏分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级和Ⅴ级。
考虑到土体中隧道的围岩分级,将松软的土体围岩定为Ⅵ级。
国内外现有的围岩分级方法有定性、定量、定性与定量相结合3种方法,且多以前两种方法为主。
定性分级的做法是,在现场对影响岩体质量的诸因素进行定性描述、鉴别、判断,或对主要因素作出评判、打分,有的还引入部分量化指标进行综合分级。
以定性为主的分级方法,如现行的公路、铁路隧道围岩分类(分级)等方法经验的成分较大,有一定人为因素和不确定性,在使用中,往往存在不一致,随勘察人员的认识和经验的差别,对同一围岩作出级别不同的判断。
采用定性分级的围岩级别,常常出现与实际差别1~2级的情况。
定量分级的做法是根据对岩体(或岩石)性质进行测试的数据或对各参数打分,经计算获得岩体质量指标,并以该指标值进行分级。
如国外N.Barton的Q分级、z.T.Bieni—awsks的地质力学(MRM)分级、Dree的RQD值分级等方法。
但由于岩体性质和赋存条件十分复杂,分级时仅用少数参数和某个数学公式难以全面准确地概括所有情况,而且参数测试数量有限,数据的代表性和抽样的代表性均存在一定的局限,实施时难度较大。
因此本规范采用定性划分和定量相结合的综合评判方法,两者可以互相校核和检验,以提高分级的可靠性。
根据隧道工程建设的不同阶段、公路线路等级和隧道长度的不同,所进行的调查和测试工作的深度不同,对围岩分级精度的要求也不尽相同。
一般在可行性研究和初勘阶段,和线路等级三级以下、长度短于500m的隧道,围岩初步分级可以定性分级为主,或以定性与少量测试数据所确定的岩体基本质量指标即值相结合进行围岩基本质量分级。
在详勘阶段和施工设计阶段,特别是施工期间,必须进行定性与定量相结合的分级,并应根据勘测测试资料和开挖揭露的岩体观察量测资料,对初步分级进行检验和修正,确定围岩详细分级。
围岩等级下面的小数字
围岩分级是根据岩体完整程度和岩石强度,按稳定性对围岩进行的分级。
1、围岩分级
隧道围岩分为Ⅰ级~VI级,数字越小,围岩性质越好。
Ⅰ级围岩最好,基本上是整块坚硬的石头; VI级围岩最差,基本上是碎散的松软土体;
2、围岩等级与土石关系
隧道围岩分为Ⅰ级~VI级,而在路基土石方中自卸汽车运输定额只分土方和石方。
结合公路隧道围岩或土体主要定性特征分析,公路隧道不同围岩等级与土、石方类别的对应关系如下围岩分为六级,1-4为石,4为软石;5-6为土。
3、不同围岩等级的造价比选
隧道工程造价主要由洞门及明洞工程、洞身开挖、初期支护、二次衬砌、防排水、洞内装饰及路面等构成,围岩级别分类主要影响洞身开挖、初期支护和二次衬砌的工程量及造价。
围岩等级虽然不同围堰的开挖、支护区别较大,但我们可以从估算指标中找到相应的关系如下:估算指标是以IⅢI、Ⅳ级围岩为基础进行编制,因Ⅲ、ⅣV级围岩指标不做调整。
那么其他围岩呢?(1)Ⅰ级围岩,指标乘以系数0.68。
(2)ⅡI ;级围岩,指标乘以系数0.75。
(3)III、IⅣ级围岩,指标不做调整。
(4)V级围岩,指标乘以系数1.35。
(5)VI级围岩,指标乘以系数1.65。
因此,我们可以得出围岩等级从Ⅰ级~VI级,随着围岩强度越来越低,造价越来越高。
一、公路隧道围岩的分级1、一级围岩:坚硬岩,岩体完整,巨整体状或巨厚层状结构。
围岩基本质量指标大于550兆帕。
2、二级围岩:坚硬岩,岩体完整,块状或厚层状结构;较坚硬岩,岩体完整,块状整体结构。
围岩基本质量指标在550至451兆帕之间。
3、三级围岩:坚硬岩,岩体较破碎,巨块(石)碎石状镶嵌结构,较坚硬岩或较软硬岩石。
岩体较完整,快状体或中厚层结构。
围岩基本质量指标在450至351兆帕之间。
4、四级围岩:坚硬岩,岩体较破碎。
碎裂结构,较坚硬岩、岩体较破碎,镶嵌碎裂结构,较软岩或软硬岩互层,且以软岩为主,岩体较完整,较破碎,中薄层状结构。
土体,压密或成岩作用的黏土及砂性土;黄土。
一般钙质、铁质胶结的碎石土、卵石土、大块石土。
围岩基本质量指标在350至251兆帕之间。
5、五级围岩:较软岩,岩体破碎;软岩,岩体较破碎至破碎;及破碎各类岩体,碎裂状,松散结构。
一般第四系的半干硬至重塑的黏土及稍湿至潮湿的碎石土,卵石土、网砾、角砾及黄土。
非黏土呈松散结构,黏土及黄土呈松软结构。
围岩基本质量指标小于等于250。
6、六级围岩:软塑状黏土及潮湿、饱和粉细砂层、软土等。
其中一级围岩为最好结构,六级围岩为最差结构。
二、围岩的初步判定1、隧道围岩的分级的综合评定方法宜采用两步分级,并按以下顺序进行:围岩分级分为初步分级和和详细分级。
其中初步分级为:定性(坚硬、完整)+定量。
详细分级为考虑修整因素的影响,修整定量。
修正因素为:有无地下水、软弱结构面,且有一组起控制作用。
是否存在高的初应力。
三、隧道的构成1、隧道主要由主体构造物和附属构造物构成。
其中主体构造物有分为:洞门和洞身衬砌。
附属构造物分为:通风、照明、安全措施、供配电、应急系统等。
2、不同的分类形式分为不同的种类:(1)按地层分类,分为岩石隧道、土质隧道。
(2)按所处位置分为,山岭隧道、城市隧道、水底隧道。
(3)按埋深长度分为,浅埋隧道和深埋隧道。
(4)按长度分为,短、中、长、特长。
编辑本段隧道围岩分级的方法
一、在目前现行的许多围岩分级方法中,分类基本要素大致有三大类:
第I类:与岩性有关的要素。
其分类指标是采用岩石强度和变形性质等:如岩石的单轴抗压强度、变形模量或弹性波速等。
第II类:与地质构造有关的要素。
其分类指标采用诸如岩石的质量指标、地质因素平分法等,这些指标实质上是对岩体完整性或结构状态的评价。
这类指标在划分围岩的级别中一般占有重要地位;
第III类:与地下水有关的要素。
二、目前国内外围岩的分类方法,考虑上述三大基本要素,按其性质主要分为:
1、以岩石强度或物理指标为代表的分类方法
2、以岩体构造特征为代表的分级方法
3、以地质勘探手段相联系的分类方法
4、组合多种因素的分类方法
5、以工程对象为代表的分类法
三、在隧道工程中,围岩的分类方法有以下几方面的发展趋势:
1、分类应主要以岩体为对象。
岩体则包括岩块和各岩块之间的软弱结构面。
因此分类应重点放在岩体的研究上;
2、分类宜与地质勘探手段有机的联系起来;
有一个方便而又可靠的判断手段。
随着地质勘探技术的发展,这将使分类指标更趋定量化;
3、分类要有明确的工程对象和工程目的。
4、分类宜逐渐定量化。
铁路隧道围岩分级一、铁路隧道围岩分级类型根据《铁路隧道工程施工技术指南》铁路隧道围岩分级判定的内容将不同岩石性质和岩体结构的隧道围岩分为Ⅰ~Ⅵ六个基本级别。
铁路隧道围岩分级表注:表中“围岩级别”和“围岩主要工程地质条件”栏,不包括膨胀性围岩、多年冻土等特殊岩土。
二、围岩级别判定的一般步骤1、收集整理隧道场地的区域地质资料,分析研究设计图纸上详细的地勘报告,明确隧区主要的岩层、岩性、岩体构造、不良地质以及水文地质条件。
特别是要详细研究不良构造体和不良地质作用对隧道区围岩的岩石强度、岩体完整性的影响。
从整体上把握该区域工程地质条件。
2、按照编制的实施性超前地质预报组织进行隧道掌子面前方地质预测预报,并根据真实的预报结论分析判断掌子面前方的围岩情况。
一方面根据预报结论初步判断围岩基本分级的级别,并将其与设计时提供的围岩分级进行比对,另一方面作为围岩级别和支护方案变更的依据之一。
3、实时记录掌子面地质素描表和围岩级别判定卡中的内容,特别是要客观填写掌子面围岩的岩性指标、岩体完整性情况和地下水状况,这些指标均是作为围岩基本分级的理论依据。
如果难以明确围岩的地质条件,可通过实验和理论计算来确定围岩的各项力学性能和构造特点,来加以判断围岩级别。
4、根据得出的围岩岩性特征、构造特征以及其它相关资料并按照隧道围岩分级的标准进行围岩级别的判定。
三、围岩判定主要依据1、岩石的坚硬程度①从定性划分硬质岩包括坚硬岩和较硬岩,软质岩包括较软岩、软岩和及软岩。
坚硬岩:锤击声清脆,有回弹,震手,难击碎,基本无吸水反应。
代表性岩石如未风化~微风化花岗岩、闪长岩、辉绿岩、玄武岩、安山岩、片麻岩、石英岩、石英砂岩、硅质砾岩、硅质石灰岩等。
较硬岩:锤击声较清脆,有轻微回弹,稍震手,较难击碎,有轻微吸水反应。
代表性岩石有1、微风化的坚硬岩石;2、未风化的大理岩、板岩、石灰岩、白云岩、钙质砂岩等。
较软岩:锤击声不清脆,无回弹,轻易击碎,浸水后指甲可刻出印痕。
围岩名词解释名词解释:1。
岩石圈构造岩石圈是地球的外层部分,它包括地壳和地幔。
在固体地球中占据大部分体积。
它一般呈层状或块状,厚度较大,是物质较为均匀的连续体。
2。
变形岩石受到外力作用(风化、剥蚀、搬运等)后,不仅原有的形态和结构遭到破坏,而且常发生新的变形,成为具有多种结构和特性的新岩石。
3。
岩石类型围岩(boulder)是在进行巷道掘进和支护时所遇到的岩体。
这些岩体被称为围岩,其中主要是在巷道掘进中的围岩,其成因有三:即软弱夹层,原生节理面及破碎带。
原生节理,即构造节理,可能沿着矿脉或贯穿整个矿床。
此外,还有因断裂破坏而形成的断裂破碎带,如深大断裂或水平断裂。
变形围岩是由于应力集中产生的,多数情况下有位移,如区域应力场,地震波引起的振动荷载以及水与气候变化引起的压缩和膨胀。
4。
围岩特性本质上,围岩是地表下第四纪沉积物覆盖的地层(岩体),它们经过了长期复杂的物理、化学和生物作用,改造了岩石的内部结构,即使在自然条件下的变形也比较缓慢,有的还具有天然节理和构造。
因此,当岩体一旦暴露在空气中,就会受到各种外力的作用,包括风化、水、温度、冰川以及地震、爆炸等等,这些外力都会破坏原来的构造和组成成分。
在这个过程中,岩石发生了强度损失和破坏。
实际上,即使在稳定的岩体中也存在围岩,但是它们对矿山建设和生产的影响比岩石要小得多。
岩石开采技术人员利用岩石开采机械设备进行岩石开采的工艺,称为岩石开采技术。
它包括以下步骤:①选择合适的钻孔机具;②配制开采用药剂并注入岩体;③采出岩石。
围岩(boulder)是指在地下进行井巷开挖工程中所遇到的岩体。
这些岩体主要是在井巷开挖中遇到的,在岩体开采过程中,若这些岩体不能被充分的揭露和破碎,则开挖后的巷道无法维持正常的工作,在某些情况下,甚至还需要局部的回填或加固。
因此,在岩体开采之前必须揭露这些岩体。
为了达到此目的,必须先研究并查明这些岩体的物理、力学和其他性质,以便确定最有效的凿岩方法和开采方式。
(1)公路隧道围岩分类
围岩级别划分:
围岩等级划分是根据围岩的坚硬程度和完整性来划分的,支护衬砌等级是按照围岩的完整性,稳定性来划分的。
444,地下水的侵蚀程度,以及原岩的构造影响。
坚硬程度,可分为
1.坚硬岩,锤击清脆,回弹,振手,可溶性差,放入水中不易产生水解反应。
(当然不包括灰岩以及盐岩,可溶性较强的岩类)
2. 较坚硬岩,锤击声清脆,轻微回弹,稍震手,浸水后有轻微吸水反应。
3. 较软岩,锤击声不清脆,无回弹,较易击碎,浸水后指甲可刻出印痕。
4. 软岩,锤击声哑,无回弹,易击碎,浸水后可掰开。
5. 极软岩,锤击声哑,无回弹,有较深凹痕,浸水后可捏成团。
完整性是根据围岩受风化剥蚀程度来判定的:
1.完整:节理裂隙不发育
2.较完整:节理裂隙略微发育—稍发育
3.较破碎:节理裂隙较发育
4.破碎:节理裂隙发育
5.极破碎:节理裂隙极发育
稳定性受岩石的坚硬程度,完整性,以及地下水状况影响。
围岩完整性越好,坚硬程度越高,地下水发育程度越低,稳定性越好。
节理的密集程度,节理面的张度,受风化作用的影响,观察节理面的张度、密度,判定围岩的完整性。
张度分为:
紧闭、微张、张开、宽张
在做超前预报的时候,需要详细的描述掌子面破碎带的位置时,可按照掌子面周边位置来划分如:
拱腰左侧,拱腰右侧
拱脚左右侧
拱顶处,拱腰处,拱脚处。
拱顶至拱腰处,拱腰至拱脚处。
掌子面右侧约3分之一处,掌子面拱腰左侧约3分之一处…
学习TSP的操作方法需要看,TSP使用手册。
TSP结合地勘报告才能把超前预报做好,多看地勘报告。
围岩的名词解释围岩是指围绕地下工程或岩体周边的岩石体。
在地质学和地下工程中,围岩是一个重要的概念,它对于工程稳定性和安全性起着至关重要的作用。
本文将对围岩进行详细的解释,涵盖其定义、特征、分类以及与地下工程相关的重要性。
【引言】作为地下工程的基础和后期建设的基石,围岩的稳定性和质量直接关系到工程的可行性和安全性。
因此,对围岩的研究和分析至关重要。
本文将通过对围岩的定义、特征及分类的介绍,帮助读者更好地了解和掌握这一概念。
【定义】围岩是指环绕地下工程或岩体周边的岩石体,包括覆盖岩、基岩或与地下工程相交叠的岩体。
它是地下工程的天然建筑材料,其物理力学性质直接关系到工程的承载能力和稳定性。
【特征】围岩的特征主要包括以下几个方面:1. 组成成分:围岩的组成成分多种多样,包括矿物质、岩石碎屑、胶结物和溶解物等。
不同的成分会对围岩的性质和稳定性产生影响。
2. 结构特征:围岩的结构是指岩石体内部的岩层、节理、隐伏面和褶皱等形态特征。
这些结构特征对围岩的强度和变形性能有重要影响。
3. 物理性质:围岩的物理性质包括密度、孔隙度、饱和度、压缩性等。
这些性质对围岩的坚硬程度、渗透性和承载能力等方面有着重要影响。
4. 力学性质:围岩的力学性质是指其受力后的响应和变形性能。
弹性模量、抗拉强度、抗压强度、抗剪强度等参数是评价围岩力学性质的重要指标。
【围岩的分类】根据不同的分类标准,围岩可以分为多个类别。
这里我们将围岩分为以下几种常见的类型:1. 岩性分类:按照围岩的岩石类型进行分类,包括花岗岩、砂岩、页岩、粉质黏土等。
不同岩性的围岩具有不同的物理和力学性质。
2. 形态分类:按照围岩在岩层中的形态特征进行分类。
例如,裂隙岩、滩石层、岩床等。
3. 结构分类:按照围岩的结构特征进行分类,包括节理型、褶皱型和岩层型等。
不同结构类型的围岩具有不同的力学特点。
【地下工程中的围岩重要性】在地下工程中,围岩的稳定性和质量直接关系到工程的安全性和经济性,具有以下重要性:1. 工程可行性:围岩的稳定性是进行地下工程可行性评价的重要依据。
隧道围岩等级划分标准隧道围岩等级划分标准需要考虑多种因素,主要包括地质条件、钻探和勘探数据、构造划分、岩层厚度、地应力状态、岩石物理力学参数等。
下面是隧道围岩等级划分标准的具体介绍。
一、围岩等级划分标准依据勘探数据以及地质条件,一般将隧道围岩划分为优良、中等、较差、差等四种等级。
一般情况下,优良围岩是指坚硬的岩石、岩层连续、不易涌水,岩石物理力学参数优良且地应力状态相对均衡、稳定的围岩;中等围岩是指岩石较软或略有地层变形的围岩;较差围岩是指岩层变形较严重、围岩有较大的变形性和稳定性问题;差围岩则指存在重大地层变形,有较大的流水量和高的水压等问题的岩体。
二、围岩等级划分依据1. 地质条件地质条件是围岩等级划分的最重要依据。
隧道地质条件通常由以下几个方面来评估:地表形态、地质构造类型、岩石单元特征、岩体结构、岩层厚度、地下水位、围岩结构等。
2. 钻探和勘探数据钻探和勘探数据是围岩等级划分的重要参考。
一般情况下,岩芯分析能够对岩石的物理力学参数和地应力状态进行评估。
3. 构造划分隧道建设过程中,通常把构造特征也作为岩石工程判别的重要因素之一。
对于不同的围岩等级,区域构造的作用是不同的。
一般而言,优良围岩区的构造作用较小或较单一,较劣围岩区则往往是构造变形较多的地区。
4. 岩层厚度岩层厚度也是围岩等级判别的重要依据。
岩土工程中,层间断裂对整体稳定性影响较大,通常厚度较薄的围岩具有较好的稳定性和承载能力。
5. 地应力状态地应力状态是影响围岩稳定性的重要因素之一。
地应力状态成为围岩等级划分的重要因素之一,可以通过测量和分析而得出。
6. 岩石物理力学参数岩石物理力学参数也是划分围岩等级的参考指标。
塑性岩土或岩石在约束条件下表现的刚塑性行为,可以通过我们对岩石物理力学参数的评估来判断。
隧道建设过程中,隧道围岩等级的划分标准十分重要。
准确的划分可以识别不同的工程环节对隧道围岩的影响,有助于制定合理的隧道工程设计和建设方案,从而提高隧道工程的建设质量和运行安全性。
围岩类别与围岩级别1. 引言在工程施工和地下工程建设中,对于围岩的类别和级别的划分至关重要。
围岩是指地下工程中与其接触并通过工程手段进行处理的岩石或岩土体。
围岩的类别和级别是评估其物理力学性质、稳定性和工程处理方法的重要依据。
本文将详细介绍围岩的类别与围岩级别的概念、划分标准以及其在工程中的应用。
2. 围岩类别围岩的类别是根据岩石或岩土体的物质组成和成岩历史来进行划分的。
主要的围岩类别包括岩屑岩、结晶岩、碎屑岩、沉积岩和变质岩等。
2.1 岩屑岩岩屑岩是由颗粒状的岩石碎屑经过物理力学作用形成的,具有明显的碎屑结构。
根据碎屑粒度的不同,岩屑岩又可分为砂岩、砾岩和泥岩等。
岩屑岩的物理力学性质与其颗粒组合和胶结等因素密切相关,对于施工中的爆破、挖掘和支护都有重要影响。
2.2 结晶岩结晶岩是由矿物晶体通过岩浆结晶过程形成的。
结晶岩的稳定性和强度通常较高,但其物理性质受到岩石中矿物成分和岩浆结晶形成条件的影响。
常见的结晶岩有花岗岩、安山岩和辉绿岩等。
2.3 碎屑岩碎屑岩是由碎屑颗粒通过堆积作用、水流或风力等沉积过程形成的。
根据颗粒大小,碎屑岩可分为砾石、砂砾岩、砾岩和砂岩等。
碎屑岩的物理力学特性和工程行为与颗粒大小、颗粒的形状和胶结等因素密切相关,对于工程中的挖掘、填筑和支护等工作有重要影响。
2.4 沉积岩沉积岩是由流水、湖泊、海洋等环境中的沉积物经过物理和化学变化作用形成的。
根据沉积物的成分和沉积环境的不同,沉积岩可分为粉砂岩、灰岩、泥岩和砂岩等。
沉积岩的物理性质和工程行为与成分、结构和生成环境密切相关,对于地质工程和地下工程的设计和施工都具有重要意义。
2.5 变质岩变质岩是在高温、高压和化学变质作用下形成的岩石。
变质岩的物质组成和结构发生了明显的变化,原有岩石的矿物组成和岩石结构被改变为新的矿物组成和岩石结构。
变质岩的物理力学性质和工程行为与原始岩石的性质、变质程度和变质作用的性质有关,在地下工程中需要特别关注其稳定性和强度。
围岩等级划分标准
围岩等级划分为Ⅵ、Ⅴ、Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ六个等级。
1、性质:规范将隧道围岩分成六级,分别是Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ,数字越小的围岩性质越好。
2、Ⅰ类:岩石新鲜完整、构造影响轻微、节理裂隙不发育或稍发育,闭合且延伸不长,无或很少软弱结构面、断层带宽<0.1米,与洞向近正交、岩体呈整体或块状砌体结构。
3、Ⅱ类:岩石新鲜或微风化,受构造影响一般。
节理裂隙稍发育或发育。
有少量软弱结构面、层间结合差。
断层破碎带宽<0.5米、与洞向斜交或正交、岩体呈块状砌体或层状砌体结构。
4、Ⅲ类:岩石微风化或弱风化,受地质构造影响裂隙发育、部分张开充泥。
软弱结构面分布较多、断层破碎带<1米,与洞线斜交或平行、岩石呈碎石状镶嵌结构。
5、Ⅳ类:与III类同。
断裂及软弱结构面较多,断层破碎带<2米,与洞平行,岩体呈碎石状镶嵌结构,局部呈碎石状压碎结构。
6、Ⅴ类:散体:砂层滑坡堆积及碎、卵、砾质土。
7、围岩分级是指根据岩体完整程度和岩石强度等指标将无限的岩体序列划分为具有不同稳定程度的有限个类别,即将稳定性相似的一些围岩划归为一类,将全部的围岩划分为若干类。
在围岩分类的基础上再依照每一类围岩的稳定程度给出最佳的施工方法和支护结构设计。
8、围岩分类是选择施工方法的依据、是进行科学管理及正确评价经济效益、确定结构上的荷载(松散荷载)、确定衬砌结构的类型及尺寸、制定劳动定额、材料消耗标准等的基础。
围岩名词解释
围岩是一种特殊的结构岩石。
由于开挖或其他人为活动的影响,致使原来的平衡状态遭到破坏,受力达到新的平衡状态,但承载能力并未改变。
这种新的平衡状态称为“极限平衡”,或叫“极限状态”。
若围岩抵抗变形的能力很小,则称为脆性。
按围岩的成因可分为三大类:土状岩、岩浆岩、沉积岩。
不同成因的岩石其工程性质不同,在岩土工程勘察、设计和施工中需注意各种岩土的工程特性。
围岩可以分为软质和硬质两大类。
软质围岩主要是指具有粘土矿物的砂质、粉质粘土岩、页岩等,如砂质泥岩、粉砂岩、页岩等;硬质围岩主要是指火成岩(花岗岩、辉长岩、玄武岩等)、喷出岩(安山岩、流纹岩等)及深成侵入体(花岗闪长岩、辉绿岩等)。
根据成因又可将软质围岩划分为土状围岩和成岩围岩两大类。
土状围岩为粘土、粉质粘土岩等,成岩围岩主要是花岗岩、玄武岩、辉长岩等。
此外还有沉积岩和火成岩两大类。
土状围岩一般为易风化、崩解、移动或不稳定的岩石,如砂质泥岩、粉砂岩、页岩等,这些岩石的力学强度低,承载力较小,但粘结性好,且多呈浅层赋存,稳定性较差,故当覆盖层厚度较大时,应作为重点勘察对象。
对于成岩围岩的抗压强度和粘聚力比较高,可根据工程实际情况选择勘察。
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围岩的成拱作用
围岩的成拱作用是指在地下工程中,由于地下岩石的自重和地表荷载
的作用,岩石会向下沉降,而周围的土层则会向上挤压,形成一个类
似于拱形的结构。
这种结构可以有效地分散荷载,减小地下工程的变
形和破坏风险,因此在地下工程中具有重要的作用。
围岩的成拱作用是由于岩石的强度和稳定性,以及地下岩石和土层之
间的相互作用所产生的。
当地下岩石受到荷载作用时,岩石会向下沉降,而周围的土层则会向上挤压,形成一个类似于拱形的结构。
这种
结构可以有效地分散荷载,减小地下工程的变形和破坏风险。
围岩的成拱作用在地下工程中具有重要的作用。
首先,它可以减小地
下工程的变形和破坏风险。
由于围岩的成拱作用可以有效地分散荷载,使得地下工程受到的荷载更加均匀,从而减小了地下工程的变形和破
坏风险。
其次,围岩的成拱作用可以提高地下工程的承载能力。
由于
围岩的成拱作用可以有效地分散荷载,使得地下工程受到的荷载更加
均匀,从而提高了地下工程的承载能力。
最后,围岩的成拱作用可以
降低地下工程的成本。
由于围岩的成拱作用可以减小地下工程的变形
和破坏风险,从而降低了地下工程的维修和修复成本。
总之,围岩的成拱作用在地下工程中具有重要的作用。
它可以减小地
下工程的变形和破坏风险,提高地下工程的承载能力,降低地下工程的成本。
因此,在地下工程设计和施工中,应该充分考虑围岩的成拱作用,采取相应的措施来加强围岩的稳定性,从而确保地下工程的安全和可靠性。
1围岩压力计算深埋和浅埋情况下围岩压力的计算方式不同样,深埋和浅埋的分界按荷载等效高度值,并结合地质条件、施工方法等因素综合判断。
按等效荷载高度计算公式以下:P =〔〕h q式中 : H p——地道深浅埋的分界高度;h q——等效荷载高度,h q=q ;q——垂直均布压力 (kN/m 2);γ——围岩垂直重度〔kN/m3)。
二次衬砌承受围岩压力的百分比按下表取值:表复合式衬砌初期支护与二次衬砌的支护承载比率初期支护承载比率二次衬砌承载比率围岩级别双车道地道三车道地道双车道地道三车道地道Ⅰ Ⅱ100100安全积蓄安全积蓄Ⅲ100≥ 80安全积蓄≥ 20Ⅳ≥ 70≥ 60≥ 30≥40Ⅴ≥ 50≥ 40≥ 50≥60Ⅵ≥ 30≥ 30≥ 80≥85浅埋地段≥ 50≥ 30~ 50≥ 60≥ 60~80浅埋地道围岩压力的计算方法Q浅tan 。
地道的埋深 H 大于 hq 而小于 Hp 时,垂直压力q浅B t B t表各级围岩的值及0值围岩级别ⅢⅣⅤθ0〔~〕0〔~〕0060°~ 70°50°~ 60°40°~ 50°tan = tan(tan 2c 1) tan cctantanc侧压力系数tantan ctantan tan ctantan c tan作用在支护结构两侧的水平侧压力为:e 1=γ h λ ; e 2=γ (h+Ht)λ侧压力视为均布压力时:e =1e e22 1Ⅴ级围岩的等效荷载高度 hq=×24×[1+×(10-5)]= Hp==27m,H<Hq,故为浅埋。
取φ 0=45°,θ =φ0=27°, h=20m ,tan β=,λ =,tan θ =,计算简图:垂直压力 q=19×20×20×10)=mPg=π dγ =π×× 25=m地基反力 P=me1=γhλ=19× 20×=e2=γ (h+Ht)λ=19×(20+×=水平均布松动压力e=(e1 +e2)/2=mⅤ级围岩二衬按承受50%围岩压力进行计算,那么垂直压力为 q×50%=m地基反力为 P×50%=m水平压力为 e×50%=m2衬砌结构内力计算表等效节点荷载节点号X Y Fx FY 13452769101112131415161780.1819202122238252427282926303132333435363738394041424304445464748495051525354表轴力、剪力、弯矩详细数据节点号轴力弯矩剪力1+05-13456-109952+05-638913+0521398+054+0576686+055+05+05-252076+05+05+057+06339838+06-11168325749+06-2951929638 10+06-4634725395 11+06-6096720073 12+06-7281313909 13+06-8144214+06-8654015+06-8792016+06-85526-14267 17+06-79433-20947 18+06-69844-26988 19+06-57093-32148 20+06-41637-36191 21+06-24058-38891 22+06-40029 23+0514553+05 24+05+0518693 25+05+05+05 26+0575321+05 27+052280260859 28+05-573610429 29+05-10643-15827 30+05-18846 31+0510731-22629 32+0524936-25973 33+0541366-24944 34+0557370-12584 35+0566******** 36+0554******** 37+052887957814 38+0558966 39+05-3840950472 40+05-6714334594 41+05-8623714070 42+05-9291343+05-86224-28676 44+05-67117-44728 45+05-38371-53480 46+05-52666 47+0528940-40644 48+0554916-16510 49+0566******** 50+0557******** 51+05409972930652+05240502556953+052115954+0517015内力求解析〔1〕轴力:由 ANSYS建模解析围岩衬砌内力得出轴力求如图,最大轴力出现在仰拱段,其值为。
支撑压力的定义和分布的一般规律煤炭采出后, 由于采掘空间原被采物承受的载荷转移到周围支撑体上而形成的压力, 叫支撑压力。
工作面的前支撑压 力,其应力集中系数K=2.5~3,峰值在工作面前方4~8m 左右位置,其影响范围可达工作面前方40~60m,甚至90~100m.。
工作面侧支撑压力,其应力集 中系数K=2~3, 峰值离采空区边缘15~20m, 影响范围距采空区边缘15~30m。
工作面侧向方向上的应力降低区的宽度一般在10m 以内。
采空区支撑力压力, 采空区应力增高系数通常小于1,个别情况下达到1.3.。
采煤工作面压垮型事故的概念分类、预防措施。
压垮型:由垂直于层面方向的顶板压力压坏采 场支架而导致冒顶。
分类: 垮落带老顶岩块压坏采场支架导致的冒顶。
垮落带老顶岩块冲击压坏采场支架导致的冒顶。
裂隙带老顶岩块压坏采场支架导 致的冒顶。
措施:采场支架的支撑力应能平衡最不利情况下垮落带直接顶及老顶岩层的重量;采场支架的初支撑力应能保证直接顶与老顶之间不离层; 采场支架的可缩量应能满足裂隙带老顶最大的下沉的要求。
采煤工作面从开切眼开始推进到正常工作面的顶板运动规律随着采煤工作面的推进, 相继发 生直接顶初次垮落、老顶初次来压、老顶周期来压。
当直接顶垮落厚度达1m 以上,垮落长度达采煤工作面长度一半以上时,就叫直接顶初次垮落跨距 6~20m 后垮落。
工作面采煤以来老顶第一次大规模来压叫老顶的初次来压,初次来压步距20~35m。
老顶初次来压后,随着采煤工作面的继续推进, 老顶 岩梁周期性断裂、下沉、工作面内周期性的出现顶板下沉加快,煤壁严重片帮,支架受载增大,以及顶板台阶下沉等老顶来压现象,叫做老顶的周期来 压,老顶周期来压步距20~35m.。
锚杆支护巷道冒顶的特点锚杆支护巷道冒顶事故一般都发生在地质条件变化的地点。
锚杆支护巷道冒顶范围较大,冒 顶宽度一般小于巷道宽度,冒顶高度一般是巷道高度的1~2 倍, 呈现顶板整体冒落状态,大多发生在掘进施工期间锚杆支护巷道冒顶多瞬间发生,随 机性大,呈突发性 综 采 工 作 面 顶 板 支 护 设 计 初 撑 力 的 计 算 依 据 初撑力能平衡支架上方直接顶岩层的重量。
初撑力产生主动力距能平衡工作空间上方及采空区上方直接顶岩层所产生的 力矩。
支架的初撑力应能防止下位岩层发生推垮型顶板事故, 对于近水平煤层可不考虑下位岩层的推垮事故。
计算裂隙带老顶岩块的回转下沉在采煤工 作面造成的顶板下沉量, 在此基础上计算支架的最大和最小支撑高度。
计算直接顶初次垮落时支架所满足的初撑力。
计算老顶初次来压时支架的工作阻 力。
巷道破坏变形的影响因素和形式变形形式:顶底板移近,包括顶板下沉,地板鼓起,两帮移近。
破坏形式:顶板冒落,地板鼓起,两帮收缩。
影响 因素:所处的地应力状态。
巷道是否受采动影响。
围岩性质和强度。
支护对策及支护方式。
支架围岩关系。
巷道围岩压力的概念,分类和影响因素围岩 变形受阻而作用在支护结构物上的挤压力或塌落岩石的重力。
1) 松动围岩压力2) 变形围岩压力3) 膨胀围岩压力4)冲击和撞击围岩压力。
因素: 围岩 压力因素、地质因素、巷道支护方法,开采技术。
巷道围岩控制的原理和方法在时间和空间上尽量避开采掘活动的影响2)应尽量避免支撑压力叠加的 强烈作用3)在采矿系统允许的距离范围内,选择稳定的岩层或煤层布置巷道4)巷道通过地质构造带时,巷道轴向应尽量垂直断层构造带或向、背斜 构造5)相邻巷道或硐室之间选择合理的岩柱宽度6)巷道的轴线方向尽可能与构造应力方向平行,避免与构造应力方向垂直。
通过在巷道围岩中钻孔 卸压,切槽卸压、宽面掘巷卸压和专门的卸压空间,增高围岩强度,优化围岩受力条件和赋予环境,架设支架对围岩施加径向力。
锚固区外冒顶的原因 和预防措施原因:顶板为离层型或镶嵌型结构。
补强的锚索部分或全部失效。
措施:掌握地质资料与开采条件。
确保锚索施工质量。
锚杆锚固区内形成 稳定的压缩拱岩梁。
复合顶板的定义和复合顶板推垮型冒顶事故的机理复合顶板是指采煤后特别容易离层的顶板第一个分层,其厚度通常在0.5 至3m 。
之间。
机理1、离层2、 断裂3、去路和倾角4、推力大于阻力。
措施1、应用伪俯斜工作面并使垂直工作面方向向下倾角达4-6 。
2、掘进上下平巷时不 破坏复合顶板3、工作面初采时不要反推4、控制采高,使直接顶冒落后能超过采高。
5、灵活地应用柱棚,使他们迎着六面体可能推移的方向支设老顶、垮落带、漏冒性、采场两端的局部冒顶、90°、第四排、断面冒高、支柱初撑力、顶板分层厚度、340mm 和300mm、破裂区、组合拱理论、二次 采动影响稳定阶段、3~5m、KN/mm、30t、顶板动态仪、顶板离层仪、腿跨型、黏聚力、3200KN、移架之前、600、刚性支护、支柱密度、初撑力、支护 系统刚度、顶板移近量、顶板下沉量、底板鼓起量、膨胀性软岩、高应力软岩、节理化软岩、复合型软岩、初锚力、工作锚固力、残余锚固力、物化膨 胀型、应力扩容型、结构变形型、工作面超前支承压力、工作面侧向支承压力、工作面采空区支承压力、托锚力、粘锚力、切向锚固力支 撑 压 力 的 定 义 和 分 布 的 一 般 规 律 煤 炭 采 出 后 , 由 于 采 掘 空 间 原 被 采 物 承 受 的 载 荷 转 移 到 周 围 支 撑 体 上 而 形 成 的 压 力 , 叫 支 撑 压 力 。
工 作 面 的 前 支 撑 压 力 , 其 应 力 集 中 系 数K=2.5~3, 峰 值 在 工 作 面 前 方4~8m左 右 位 置 , 其 影 响 范 围 可 达 工 作 面 前 方40~60m, 甚 至90~100m.。
工 作 面 侧 支 撑 压 力 , 其 应 力 集 中 系 数K=2~3, 峰 值 离 采 空 区 边 缘15~20m, 影 响 范 围 距 采 空 区 边 缘15~30m。
工 作 面 侧 向 方 向 上 的 应 力 降 低 区 的 宽 度 一 般 在10m以 内 。
采 空 区 支 撑 力 压 力 , 采 空 区 应 力 增 高 系 数 通 常 小 于1, 个 别 情 况 下 达 到1.3.。
采 煤 工 作 面 压 垮 型 事 故 的 概 念 分 类 、 预 防 措 施 。
压 垮 型 : 由 垂 直 于 层 面 方 向 的 顶 板 压 力 压 坏 采 场 支 架 而 导 致 冒 顶 。
分 类 : 垮 落 带 老 顶 岩 块 压 坏 采 场 支 架 导 致 的 冒 顶 。
垮 落 带 老 顶 岩 块 冲 击 压 坏 采 场 支 架 导 致 的 冒 顶 。
裂 隙 带 老 顶 岩 块 压 坏 采 场 支 架 导 致 的 冒 顶 。
措 施 : 采 场 支 架 的 支 撑 力 应 能 平 衡 最 不 利 情 况 下 垮 落 带 直 接 顶 及 老 顶 岩 层 的 重 量 ; 采 场 支 架 的 初 。
采 支 撑 力 应 能 保 证 直 接 顶 与 老 顶 之 间 不 离 层 ; 采 场 支 架 的 可 缩 量 应 能 满 足 裂 隙 带 老 顶 最 大 的 下 沉 的 要 求 煤 工 作 面 从 开 切 眼 开 始 推 进 到 正 常 工 作 面 的 顶 板 运 动 规 律随 着 采 煤 工 作 面 的 推 进 , 相 继 发 生 直 接 顶 初 次 垮 落 、 就 叫 直 接 顶 初 次 垮 落 跨 距6~20m后 , 初 次 来 压 老 顶 初 次 来 压 、 老 顶 周 期 来 压 。
当 直 接 顶 垮 落 厚 度 达1m以 上 , 垮 落 长 度 达 采 煤 工 作 面 长 度 一 半 以 上 时 , 垮 落 。
工 作 面 采 煤 以 来 老 顶 第 一 次 大 规 模 来 压 叫 老 顶 的 初 次 来 压 步 距20~35m。
老 顶 初 次 来 压 后 , 随 着 采 煤 工 作 面 的 继 续 推 进 , 老 顶 岩 梁 周 期 性 断 裂 、 下 沉 、 工 作 面 内 周 期 性 的 出 现 顶 板 下 沉 加 快, 煤 壁 严 重 片 帮 , 支 架 受 载 增 大 , 以 及 顶 板 台 阶 下 沉 等 老 顶 来 压 现 象, 叫 做 老 顶 的 周 期 来 压 , 老 顶 周 期 来 压 步 距20~35m.。
锚 杆 支 护 巷 道 冒 顶 的 特 点 锚 杆 支 护 巷 道 冒 顶 事 故 一 般 都 发 生 在 地 质 条 件 变 化 的 地 点 。
锚 杆 支 护 巷 道 冒 顶 范 围 较 大 , 冒 顶 宽 度 一 般 小 于 巷 道 宽 度 , 冒 顶 高 度 一 般 是 巷 道 高 度 的1~2倍 , , 随 机 性 大 , 呈 突 发 性 呈 现 顶 板 整 体 冒 落 状 态 , 大 多 发 生 在 掘 进 施 工 期 间 锚 杆 支 护 巷 道 冒 顶 多 瞬 间 发 生 综 采 工 作 面 顶 板 支 护 设 计 初 撑 力 的 计 算 依 据 初 撑 力 能 平 衡 支 架 上 方 直 接 顶 岩 层 的 重 量 。
初 撑 力 产 生 主 动 力 距 能 平 衡 工 作 空 间 上 方 及 采 空 区 上 方 直 接 顶 岩 层 所 产 生 的 力 矩 。
支 架 的 初 撑 力 应 能 防 止 下 位 岩 层 发 生 推 垮 型 顶 , 在 此 基 础 上 计 算 支 架 的 最 大 和 最 小 支 撑 高 度 。
计 算 直 接 顶 初 次 垮 落 时 支 架 所 满 足 的 初 撑 力。
板 事 故 , 对 于 近 水 平 煤 层 可 不 考 虑 下 位 岩 层 的 推 垮 事 故 。
计 算 裂 隙 带 老 顶 岩 块 的 回 转 下 沉 在 采 煤 工 作 面 造 成 的 顶 板 下 沉 量 。
, 两 帮 收 缩 。
影 响 因 素 : 所 处 的 地 应 力 状 态。
计 算 老 顶 初 次 来 压 时 支 架 的 工 作 阻 力 巷 道 破 坏 变 形 的 影 响 因 素 和 形 式 变 形 形 式 : 顶 底 板 移 近 , 包 括 顶 板 下 沉 , 地 板 鼓 起 , 两 帮 移 近 。
破 坏 形 式 : 顶 板 冒 落 , 地 板 鼓 起 巷 道 是 否 受 采 动 影 响 。
围 岩 性 质 和 强 度 。
支 护 对 策 及 支 护 方 式 。
支 架 围 岩 关 系 。
巷 道 围 岩 压 力 的 概 念 , 分 类 和 影 响 因 素 围 岩 变 形 受 阻 而 作 用 在 支 护 结 构 物 上 的 挤 压 力 或 塌 落 岩 石 的 重 力 。