RSR系统地质分级讲解
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围岩稳定性的工程地质研究复习资料1、地下洞室:人工开挖或天然存在于岩土体中作为各种用途的构筑物。
2、地下洞室围岩稳定性问题的特点(1)普遍存在:水电工程、交通工程、国防工程;(2)与地质环境的联系更密切:置于岩土体内,处于复杂的地应力、地下水、地温和有害气体环境;(3)埋深大:几十至几百米,甚至可达上千米;(4)规模大:往往构成复杂的、庞大的地下建筑群;(5)问题多:变形破坏形式多样;(6)合理利用岩体的问题更重要:围岩是主体;(7)运营条件复杂:内水压力、外水压力、山岩压力、长期强度、蠕变、松弛。
3、地下洞室围岩应力重分布机理在地应力作用下,岩体产生压缩变形→洞室开挖在岩体内形成自由面→洞壁围岩失去径向约束而向洞内产生收敛变形(单向回弹变形)→因围岩发生收敛变形,使洞径、周长减小,即围岩在发生径向回弹变形的同时,切向压缩变形加剧→围岩切向压应力增大。
所以,围岩应力重分布的实质是:围岩由三向受力状态→平面受力状态(洞壁)→将径向应力加到切向应力上(但不等),轴向应力变化不大。
4、影响应力重分布的因素(1)洞室断面形态:应力集中的程度、部位、范围因洞形而异;(2)初始地应力(组成、大小、方向,尤其是侧压力系数);(3)岩性:坚硬程度、变形模量;(4)岩体结构:结构面产状有很大影响:主应力的大小、方向及最不利部位;(5)时间:洞壁应力集中到大于弹性极限(屈服应力)后,产生屈服现象,向围岩深部迁移→形成 3 个应力分布区:塑性松动区→弹性压密区→天然应力区应力降低区→应力升高区→天然应力区。
(6)砌刚度及支护时间。
(7)相邻硐室的存在:使围岩应力集中加剧。
5、当r=6a 时切向应力σθ和径向应力σ近似等于σθ,故可以把6a 作为围岩应力r重分布的最大影响范围。
(a 为隧洞半径,r 为质点到洞轴线的距离)当λ≠1时,不同断面形状的洞体,在两侧及角点处出现切应力集中,在洞顶及洞底出现拉应力。
一般说来,圆形洞的洞体应力条件比较好;椭圆形洞的洞体在长轴平行荷载方向时比较有利;对于边墙岩体的隧洞,直墙拱顶式洞体较梯形洞体的应力条件有利。
RSR系统地质分级威克姆(1972)曾提出了一种比较全面的岩体分法的方法,该方法充分考虑了岩体结构特性和状况,并给出具体参数的定量指标RSR,岩石的等级则是由RSR的定量指标来划分:RSR=A+B+C式中:A——表征岩体种类和地质构造特征的参数B——表征沿掘进方向的节理类型的参数C——表征地下水对节理状况影响的参数对某一地质剖面而言,RSR值是参数A、B和C的总和,它反映了岩体结构的质量。
参A是一种评价隧道轴线所穿过的岩体的结构状况的参数,它与隧道的开挖尺寸无关,也与其施工措施和支护手段无关,在工程建设前期,需要进行规范化的地质勘察获取有关的地质构造特征的资料,用来确定该参数A的取值。
A--地质(岩石类型:由硬质到破碎划为4个等级;构造由整体到到强烈断裂褶皱分为四个等级),分数30~6。
参数B是与节理类型(走向、倾角和节理间距)和掘进方向有关的参数,一般地质调查或地质图给出岩层的走向和倾角。
据此,可得到岩层的有关节理类型参数的近似值。
相应的隧道掘进方向是由工程规划所确定。
通常可使用地质资料提供的岩层的节理特征并预先选用几种工程布置(隧道走向)取得节理间距估算的平均值,如节理密度或岩体块度分析,岩心分析或RQD(岩石质量指标)等地质资料,并结合考虑岩层产状和掘进方向的影响。
B--节理裂隙特征(按整体到极密集分为6个等级,按走向倾角与掘进方向关系折减),分数45~7。
参数C是一项影响支护量级的地下水流动估计参数,它考虑如下因素:(1)岩体结构性所有质量,即A+B之和表示的数值;(2)节理面的状况;(3)地下水的渗出量。
在预测地层的水文地质条件时,分析地下水流动情况应结合抽水试验、当地水井情况、地下水位、地表水文、地形和降水量等因素综合考虑。
评价节理面的状况特征,应考虑地表情况、地质历史、钻孔岩芯取样等方面的情况综合分析。
C--地下水(无至大量),分数25~6对于某一地质剖面而言,RSR值是参数A、B、C的总和,此值范围一般在25~100之间,反映了岩体结构的质量,隧道穿过的每一特别地层的结构特性都应予以分别分析与评价,从而得到相应的RSR 值。
上软下硬地层隧道围岩分级方法研究综述王鸣涛;李静;吴波【摘要】随着我国城市化进程的加快和隧道工程逐步向深部开发的必然趋势,上软下硬地层隧道工程将会越来越普遍.围岩分级是上软下硬地层隧道工程勘察、设计、施工的基本依据,也是保障工程施工安全、运营安全的基础,其对隧道工程来说是基础性的工作也是关键性的工作.在概括了解围岩分级概念的基础上,从国内外围岩分级的发展史出发描述了当前上软下硬地层隧道围岩分级的研究现状,针对性地阐述了目前在我国常用的三种围岩分级方法:Q系统、RMR分类方法以及公路隧道围岩分级BQ法.指出围岩分级研究中存在的一些问题,发现在目前的研究中还没有建立专门的上软下硬复合地层隧道围岩分级方面的研究体系,最后指出未来我国隧道围岩分级的发展趋向.【期刊名称】《福建建筑》【年(卷),期】2016(000)006【总页数】6页(P77-82)【关键词】上软下硬地层;围岩分级;研究现状;发展趋向【作者】王鸣涛;李静;吴波【作者单位】福建工程学院土木工程学院福建福州350118;福建工程学院土木工程学院福建福州350118;福建工程学院土木工程学院和福州大学环境与资源学院福建福州350118;福建工程学院土木工程学院福建福州350118;福建省土木工程新技术与信息化重点实验室福建福州350118【正文语种】中文【中图分类】U45隧道是铁路、公路和城市轨道交通建设的重要组成部分,也是解决我国可持续发展的重要途径之一,我国隧道建设取得了重大的成就,据了解,我国铁路运营总里程已突破11万km,地铁运营里程已突破500km,我国已是当今世界上隧道工程规模最大、数量最多、发展速度最快的国家,我国基础设施建设的快速发展为隧道工程刻画了广阔的发展远景。
近年来,我国在城市轨道交通、山岭矿山隧道、水下交通隧道、市政隧道的建设中,经常会碰到隧道在开挖横向断面范围内或开挖纵向方向上穿越两种或多种物理力学特征相差很大的地层组合,这种复杂特殊的地层组合称为复合地层[1],最有代表性的便是上软下硬地层,即隧道横断面上部是属于第四系的软弱地层而下部是硬质岩石地层或者上部是软岩而下部是硬岩。
RSR系统地质分级威克姆(1972)曾提出了一种比较全面的岩体分法的方法,该方法充分考虑了岩体结构特性和状况,并给出具体参数的定量指标RSR,岩石的等级则是由RSR的定量指标来划分:RSR=A+B+C式中:A——表征岩体种类和地质构造特征的参数B——表征沿掘进方向的节理类型的参数C——表征地下水对节理状况影响的参数对某一地质剖面而言,RSR值是参数A、B和C的总和,它反映了岩体结构的质量。
参A是一种评价隧道轴线所穿过的岩体的结构状况的参数,它与隧道的开挖尺寸无关,也与其施工措施和支护手段无关,在工程建设前期,需要进行规范化的地质勘察获取有关的地质构造特征的资料,用来确定该参数A的取值。
A--地质(岩石类型:由硬质到破碎划为4个等级;构造由整体到到强烈断裂褶皱分为四个等级),分数30~6。
参数B是与节理类型(走向、倾角和节理间距)和掘进方向有关的参数,一般地质调查或地质图给出岩层的走向和倾角。
据此,可得到岩层的有关节理类型参数的近似值。
相应的隧道掘进方向是由工程规划所确定。
通常可使用地质资料提供的岩层的节理特征并预先选用几种工程布置(隧道走向)取得节理间距估算的平均值,如节理密度或岩体块度分析,岩心分析或RQD(岩石质量指标)等地质资料,并结合考虑岩层产状和掘进方向的影响。
B--节理裂隙特征(按整体到极密集分为6个等级,按走向倾角与掘进方向关系折减),分数45~7。
参数C是一项影响支护量级的地下水流动估计参数,它考虑如下因素:(1)岩体结构性所有质量,即A+B之和表示的数值;(2)节理面的状况;(3)地下水的渗出量。
在预测地层的水文地质条件时,分析地下水流动情况应结合抽水试验、当地水井情况、地下水位、地表水文、地形和降水量等因素综合考虑。
评价节理面的状况特征,应考虑地表情况、地质历史、钻孔岩芯取样等方面的情况综合分析。
C--地下水(无至大量),分数25~6对于某一地质剖面而言,RSR值是参数A、B、C的总和,此值范围一般在25~100之间,反映了岩体结构的质量,隧道穿过的每一特别地层的结构特性都应予以分别分析与评价,从而得到相应的RSR 值。
围岩分类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。
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。
浅议RS技术在矿山地质工作中的应用【摘要】随着科学的发展,计算机信息技术得到了迅猛的发展,这为我国的矿山地质工作的高效率开展提供了更为精准的勘探技术。
近几年来,RS技术得到了一定的发展,并且在我国的矿山地质工作中得到了较为广泛的应用。
在矿山地质工作中,RS技术能够利用遥感图像对地质的结构进行清楚的反映,这种三维空间的形态变化,将地表的各种构造进行客观、准确的反映,因此RS技术已经成为矿山地质研究中一种重要的研究手段。
本文对RS技术做了简单的介绍,并分析了RS技术在矿山地质工作中的具体应用,进一步的探讨了RS技术在矿山地质工作中的应用前景。
【关键词】RS技术;矿山地质工作;应用研究;地质构造计算机信息技术的发展,为我国各行各业的发展带来了不少的便利,同样计算机技术的发展也有效的提高了我国地质矿山工作的效率和质量,计算机的发展为我我国的矿山地质工作提供了更加科学、有效的开采方法,因此我们可以说计算机技术的发展在一定的程度上促进了我国矿山地质工作的进步。
RS技术的出现,使得我国矿山的地质勘查工作的效率得到了进一步的提高,RS技术能够对地质的地貌特征和地质构造形成清晰的三维空间,从而能够帮助地质勘查人员直观的了解矿山地表的构造情况,值得注意的是,RS技术对地质较为隐蔽的矿山也能达到准确监测的效果,所以我们可以认为RS技术的出现,促进了我国矿山地质工作的历史进程。
1 RS技术简介RS技术即是人们所说的遥感技术,上个世纪六十年代,随着航天事业的发展,美国地理学家提出了“遥感”的概念,当时遥感是泛指非接触传感器遥测物体与物理特性的一门技术。
随着科学的进步,人们对遥感技术的进一步认识,目前人们对遥感的概念有了较为完整的解释,遥感技术是指从高空或者外层空间接收来自地球表面的各种类型的地理电磁波信息,并对接收的信息进行扫描、处理和传输,对地球表面的各种现象和地面物质进行远距离识别和监控的现代技术,目前该项技术已经被广泛的应用到社会的各个技术领域,例如:对农作物产量的预测、对植被资源的调查等等。
RS技术在地质灾害勘查中的应用将RS(遥感)技术应用在地质灾害勘查中,为系统调查区域地面沉陷、地面塌陷、滑坡、地裂缝等地质灾害现状,从宏观上初步查明各类地质灾害的空间分布范围,有针对性地开展地质灾害勘查工作提供必要的指导作用。
标签:RS 地质灾害0 前言RS技术即遥感技术(Remote Sensing,简称RS),是指从高空或外层空间接收来自地球表层各类地理的电磁波信息,并通过对这些信息进行扫描、摄影、传输和处理,从而对地表各类地物和现象进行远距离控测和识别的现代综合技术,可用于植被资源调查、作物产量估测、病虫害预测等方面。
遥感图像是按一定比例尺缩小后的地表综合影像图,它客观、准确、全面地反映出遥感成图范围内地理地貌、风化剥蚀层(面)和第四系沉积层等各种自然景观。
本次地质灾害遥感地质勘查表明,抚顺地区自然地理景观在物质成份、形态特征、组成结构、物理性质上具有明显的差异性。
通过不同位置、不同规模、不同结构、不同色调的影像组合特征,可以清晰地区别和辨识出各种不同类型的地质灾害现象。
1地质灾害遥感影像特征1.1崩塌堆积体遥感影像特征在遥感图像上,崩塌堆积体表现为陡峻的基岩后壁及后壁下面堆积着不规则的崩塌物。
新期崩塌的陡崖影像色调浅,早期崩塌的陡崖影像色调深。
陡崖下方规模较大的崩塌堆积体往往呈花辨状的锥形,遥感影像图上显浅色调。
崩塌堆积体周边有放射状水系、半向心状水系,也有钳状水系,与其外围水系差异明显。
在SPOT-5融合图像上,崩塌堆积体呈白色调,局部地段可见后缘陡壁所形成的暗色调阴影。
崩塌堆积体主要形成于河流两侧陡崖下方,沿河谷方向呈串珠状或倒石锥状成群分布。
崩塌堆积体在斜坡上呈条带状地貌,在平面上呈锯齿状地貌。
由硬质岩层构成的岩壁所形成的崩塌堆积体呈参差不齐的堆积地貌,由软质岩层组成的岩壁所形成的崩塌堆积体崩积物结构疏松,多呈撒落状地貌。
大多数软质崩塌堆积体植被茂盛,遥感图像影纹结构平滑细腻,呈浅色调,可以辨识出从陡壁向倒石堆斜坡突变的地貌特征。
简述我国铁路隧道围岩分级步骤
x
一、围岩分级概述
铁路隧道围岩分级是指根据'the rock mass rating system'(RMR)对围岩稳定性的评价。
RMR系统是一种基于统计方法的围岩分级评价系统,由新加坡国立大学地质工程教授G.B.Hauksbee 和美国国家路桥中心(National center for road bridges)的研究人员联合开发,根据立体稳定性分析以及其它技术考虑事项确定等级。
二、铁路隧道围岩分级步骤
(1)首先,研究项目的设计特征,评估项目的稳定性要求,并
确定要钻探的地质位置和监测点,准备相应的调查资料;
(2)现场勘测:勘探工作完成后,进行查综合分析,形成围岩
地质结构的整体模型;
(3)评价围岩稳定性:根据RMR系统的评价标准,对监测点处
的围岩进行评价,从而确定监测点处的围岩稳定性:
(4)获得围岩分级:对每个监测点处的围岩稳定性进行评价,
然后根据RMR系统的评价标准,获得监测点处的围岩分级;
(5)对整条铁路隧道的围岩稳定性进行总体评价:根据铁路隧
道的不同区域,对铁路隧道整体的稳定性进行总体评价,从而为设计和施工提供参考依据。
RSR系统地质分级威克姆(1972)曾提出了一种比较全面的岩体分法的方法,该方法充分考虑了岩体结构特性和状况,并给出具体参数的定量指标RSR,岩石的等级则是由RSR的定量指标来划分:RSR=A+B+C式中:A——表征岩体种类和地质构造特征的参数B——表征沿掘进方向的节理类型的参数C——表征地下水对节理状况影响的参数对某一地质剖面而言,RSR值是参数A、B和C的总和,它反映了岩体结构的质量。
参A是一种评价隧道轴线所穿过的岩体的结构状况的参数,它与隧道的开挖尺寸无关,也与其施工措施和支护手段无关,在工程建设前期,需要进行规范化的地质勘察获取有关的地质构造特征的资料,用来确定该参数A的取值。
A--地质(岩石类型:由硬质到破碎划为4个等级;构造由整体到到强烈断裂褶皱分为四个等级),分数30~6。
参数B是与节理类型(走向、倾角和节理间距)和掘进方向有关的参数,一般地质调查或地质图给出岩层的走向和倾角。
据此,可得到岩层的有关节理类型参数的近似值。
相应的隧道掘进方向是由工程规划所确定。
通常可使用地质资料提供的岩层的节理特征并预先选用几种工程布置(隧道走向)取得节理间距估算的平均值,如节理密度或岩体块度分析,岩心分析或RQD(岩石质量指标)等地质资料,并结合考虑岩层产状和掘进方向的影响。
B--节理裂隙特征(按整体到极密集分为6个等级,按走向倾角与掘进方向关系折减),分数45~7。
参数C是一项影响支护量级的地下水流动估计参数,它考虑如下因素:(1)岩体结构性所有质量,即A+B之和表示的数值;(2)节理面的状况;(3)地下水的渗出量。
在预测地层的水文地质条件时,分析地下水流动情况应结合抽水试验、当地水井情况、地下水位、地表水文、地形和降水量等因素综合考虑。
评价节理面的状况特征,应考虑地表情况、地质历史、钻孔岩芯取样等方面的情况综合分析。
C--地下水(无至大量),分数25~6对于某一地质剖面而言,RSR值是参数A、B、C的总和,此值范围一般在25~100之间,反映了岩体结构的质量,隧道穿过的每一特别地层的结构特性都应予以分别分析与评价,从而得到相应的RSR 值。
根据所得岩体的RSR 值,可由下式估算岩体荷载: 7086000302-⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=RSR D W r 式中r W ——岩体荷载 D ——开挖直径 RSR ——岩体结构等级一旦得到r W 的值,便可运用荷载--结构法进行地下结构设计。
狮子山隧道工程地质勘察报告一、前言1、工程概况该工程位于四川省乐山市峨眉山市川主乡的川主河峨眉河交汇处的东南处,该隧道北坡(AK10+40)进洞,南坡(AK10+190)出洞。
隧道全长150m.该隧道为单线隧道。
2、实习工作概况本次勘察为定测阶段。
由于该隧道工程地质条件十分复杂,线路方案平面位置在初测基础上做了大量优化工作。
因此,本次地质地质调查是在详细分析利用初测资料的基础上,于2011年7月17日至2011年7月18日。
做了详细的地质调查工作。
在外业地质调查基础上,进一步揭示了该地区地层岩性、地质构造及水文地质特征。
本次实习的主要内容有:隧道勘察、隧道围岩分级、实测隧道剖面等。
通过这些内容的了解,掌握基础知识,达到学以致用,为今后工作做准备。
二. 隧道工程地质条件1、地形地貌该工程地貌狮子山西面,属于山区地形,狮子山隧道开挖处的高程大致约480m 左右。
隧道最高埋深50m 。
植被覆盖较好。
2、地层岩性该隧道洞身经过的的地层主要为第三系名山组砂岩。
山坡表层覆盖有山坡表层覆盖有第四系全新统坡积黏质黄土,坡积、滑坡堆积粗角砾土、碎石土等。
详述如下:名山组(E1-2):下部以砖红色-厚层砂岩为主,夹薄层泥岩;上部以砖红色泥岩为主,夹粉砂岩及细砂岩。
产介形类及孢粉分石。
厚度约150m.第四系(Q4):主要为冲积、洪积、坡积和残积物。
3、地质构造及地震参数狮子山隧道工程主要为砂岩,该出有一向斜。
向斜两翼的产状为:北翼135°∠46°,南翼255°∠21°。
F5断层穿过狮子山,但其规模不大,为小断层,其走向与两侧岩层走向相交,为倾向断层。
岩层破碎带宽约20-30cm,该处岩体节理裂隙发育,受构造应力的作用具有拉张破碎结构。
特别是在隧道出口处岩体呈现散体状结构,节理发育尤为明显。
根据《建筑抗震设计规范》 GB50111-2006、《中国地震动参数区划图》GB18306-2001,地震基本烈度大于七度,地震对该区的影响作用不明显。
4、水文地质条件乐山市年平均气温17.8ºC ,1月份平均气温8.2ºC,7月份平均气温25.9ºC,最高气温31ºC年平均降雨量1062毫米。
主要包含两个方面:4.1地表水特征该隧道区域内山体冲沟发育,沟床纵坡比降较大,但汇水面积较小,常年水仅有4条沟,沟水流量随季节变化大。
4.2地下水的类型、埋藏情况及其变化特征本区地下水类型为第四系松散层孔隙潜水和基岩裂隙水。
①第四系松散堆积层内孔隙水第四系松散堆积层孔隙水主要分布在隧道通过区的沟谷中,含水层主要为洪积层,其透水性较好。
孔隙潜水主要接受大气降水补给,自上而下径流,在低洼处以泉水的形式向沟谷排泄,但受季节影响较大。
②基岩裂隙水隧道穿过区基岩的风化、构造裂隙、节理、层理等较发育—发育,连通性较好,为地下水的储存和运移提供了条件,地下水补给来源主要为大气降水及冰雪融水,局部地段为地表水入渗补给为主,涌水量随补给条件和储存条件的不同而差异较大。
4.3水化学特征狮子山隧道的地层为第三系名山组砂岩、泥岩砂岩。
地下水对对砼腐蚀等级为H1.4.4隧道涌水预测狮子山隧道的地层为第三系名山组砂岩、泥岩砂岩。
该区大气降水是地下水的主要补给来源。
地表地形较平缓;地下水以裂隙渗流为主,地下水基本连续;地表地下水出露头极少。
向斜为储水构造,在其轴部含水量丰富,应进行加强检测并进行超前预报。
依据区域水文资料采用狭长水平廊道法,大气降水入渗系数对隧道正常涌水量进行预算,计算公式如下:狭长水平廊道法:R HKBQ2 **=Q:隧道涌水量(m3/d)B:隧道长度(m)K:渗透系数(m/d)H:水柱高度(m),为天然状态地下水水位至隧道设计路面的平均水柱高度R:影响半径(m),为隧道排水条件地下水影响半径,采用经验公式R=2H KH*求取。
②大气降雨入渗系数法:T KTFQ **=Q:隧道正常涌水量(m3/d)F:汇水面积X:多年平均降雨量T:年时间K:入渗系数砂岩段以滴水为主,与裂隙和不同岩性接触带可能发生淋水及小股涌水,泥质段以渗水和滴水为主,局部可能发生淋水、小股状涌水;隧道开挖采取必要的措施及时对围岩进行封堵。
5、不良地质及特殊岩土(一)特殊岩土隧道进口端含有第四系坡积砂质黄土,厚约4-5m,承载力较低,为松软土,须处理。
具有湿陷性.(二)不良地质该隧道经过区域不良地质发育,主要可能包括滑坡、泥石流和崩塌等,分述如下:1、滑坡隧道工程范围内三叠系砂岩,小区域断裂带F5及其次生断层影响,部分岩体破碎,沟坎陡坡坡积层极易失稳,滑坡极有可能发育,造成危害。
2、泥石流由于隧道工程范围内各沟谷内谷坡坡积物较松散,降水集中的气候特点,区内各大支沟均有或大或小的泥石流发育。
但隧道埋深较大,拱顶基岩厚度大于35m,沟内泥石流对隧道基本无影响。
3、崩塌由于隧道工程范围内有一部分岩石破碎,施工时可能有落石。
三、隧道围岩分类(采用RSR系统)结合该隧道通过的地层岩性、地质构造及水文地质特征等工程地质条件,对隧道洞身围岩我运用RSR系统做以下分级:序号长度(m)RSR值地层地层岩性岩体完整1 3.2 40 E1-2 砖红色砂岩。
中厚层较完整2 7.2 40 E1-2 砖红色砂岩。
中厚层较完整3 14 0-6 40 E1-2 砖红色砂岩。
中厚层较完整6-8 40 E1-2 暗红色砂岩,巨厚层较完整4 10.5 40 E1-2 暗红色砂岩,巨厚层较完整5 17.5 0-14 40 E1-2 暗红色砂岩,巨厚层较完整 14-17.5 47 E1-2 泥质砂岩,中厚层较完整6 18 47 E1-2 泥质砂岩,中厚层较完整7 12 47 E1-2 泥质砂岩,中厚层较完整8 15.6 27 E1-2 含有泥质夹层,薄层较破碎9 16.5 0-9.5 27 E1-2 含有泥质夹层,薄层较破碎9.5-16.5 21 E1-2 风化裂隙。
泥质夹层,薄层破碎四、隧道工程地质问题分析1、隧道洞口边坡稳定性分析隧道进出洞口地层表层主要为第四系残坡积层,厚度为4-5m,呈蠕动松散状结构;隧道区内断裂构造发育,主要在隧道两端的冲沟地段,岩石节理普遍发育,区内节理以陡倾斜交为主,同时地势左高右低,地质条件较差,进洞口处砂岩,RSR值40;出洞口为夹泥质砂岩,节理发育明显,部分呈散体状,RSR值21。
综上洞口段支护结构设计采用超前支护,以稳定掌子面、控制地表下沉、减小对相邻结构物的影响为目的,超前支护分为混凝土拱壳方式、水平喷射注浆方式和长管注浆方式。
2、隧道围岩稳定性分析围岩基本分级由坚硬程度、岩体完整程度2个因素决定。
具体见下表岩石坚硬程度分类表坚硬程度坚硬岩较硬岩较软岩软岩极软岩饱和单轴抗压强度 MPafr>60 60≥fr>30 30≥fr>15 15≥fr>5 fr<5岩石坚硬程度等级的定性分类坚硬程度等级定性鉴定代表性岩石硬质岩坚硬岩锤击声清脆,有回弹,震手,难击碎,基本无吸水反应。
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。
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。
软质岩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。
1、中风化~强风化的坚硬岩或较硬岩;2、未风化微风化的凝灰岩、千枚岩、泥灰岩、砂质泥岩等。
软岩锤击声哑,无回弹,有较深凹痕,浸水后手可捏碎,辧开。
1、;强风化的坚硬岩或较硬岩;2、中风化~强风化的较软岩;3、未风化~微风化的页岩、泥岩、泥质砂岩等。
极软岩锤击声哑,无回弹,有较深凹痕,浸水后手可捏成团。
1、全风化的各种岩石;2、各种半成岩。
岩体完整程度的定性分类平均间距为主要结构面(1~2组)间距的平均值。
岩体完整程度分类 完整程度 完 整 较完整较破碎破 碎 极破碎 完整性指标>0.750.75~0.55 0.55~0.350.35~0.15<0.15注:完整性指数为岩体压缩波速度与岩块压缩波速度之比的平方。
湿干f f /<0.75为软化岩石。
岩石质量按RQD 分为:好的RQD >90%;较好的RQD=75~90%;较差的RQD=50~75%;差的RQD=25~50%;极差的RQD <0.25%。