碳酸盐大断裂区超深埋特长隧道的围岩分级方法探讨

层 最近 的 围岩级 别较 高的结论 ， 与 实际揭露 的 围岩 情 况基本 一致 。 关键 词 ： ［ Ｂ Ｑ］ 分级 法 宏观 影 响 系数 隧道 ［ Ｂ Ｑ］ 分 级 法修 正公 式
中图分 类号 ： Ｕ ４ ５ ２ ． １ ２ 文 献 标 识 码 ： Ａ Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ３ — １ ９ ９ ５ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ３ ． １ ８
系数 。
力 区、 断层 区 、 褶皱 区、 岩溶 区等 复 杂地质 条 件 区域 ， 围 岩级 别 的确定 具有 特 殊 性 ， 合 理 的确 定 分 级 标 准 直 接
关 系到 隧道施 工 的安 全和 稳定 。
２ ［ Ｑ］ 值 未 考 虑 的宏 观 影 响 因 素 分 析
［ Ｂ Ｑ］ 值 的求取 考虑 了岩 石 的单轴 抗压 强度 、 岩体
１ 曰 Ｑ 值 分 级 方 法概 述
参 照《 公 路 隧道设 计 规范 》 （ Ｊ Ｔ Ｇ Ｄ ７ ０ －２ ０ ０ ４ ） 的要
系， 断层 面 附 近 的应 力 方 向 可 以 出现 ３种 情 况 … （ 见 图 １中标 出的① ， ②， ③） ： ① 当 断层 面 处 于 张 开状 态 ，
的完 整性 、 地 下水 、 软 弱 结 构 面 和初 始 应 力 状 态 ， 比较
国内外 对岩 体分 类 已提 出了几 十种 甚 至上 百种 方
法， 较 常用 的方法 对 这 种 特殊 地 质 条 件 下 的 围岩 分 级 具 有 一定 的局 限性 。 比如 ， Ｒ ＭＲ分 类 法 未考 虑 地 应 力
围岩 分级 是决 策 隧 道 结 构 和施 工方 法 的基 础 ， 对
于 山岭碳 酸盐 地 区超 深 埋 特 长 隧 道 ， 可 能 穿 越 高 地 应
指数 ； Ｋ 为地 下 水影 响修 正 系数 ； Ｋ 为 主要 软 弱 结 构 面 产状 影 响 修 正 系 数 ； Ｋ 为 初 始 应 力 状 态 影 响 修 正
［ Ｂ Ｑ］＝８ Ｑ 一１ ０ ０ （ Ｋ ＋Ｋ ＋Ｋ ３ ）
（ ２ ）
式中 ： Ｒ 为 岩石 单 轴 饱 和 抗 压 强 度 ； Ｋ 为 岩 体 完 整 性
收稿 Ｅ ｔ 期： ２ ０ １ ２ ． ０ ９ — １ ８； 修 回 日期 ： ２ ０ １ ２ － １ １ — ０ ３ 基 金 项 目：大 断 裂 区 超 深 埋 特 长 隧 道 关 键 技 术 研 究 与 应 用
参考。
这些 因素 主要 通 过对 原 岩 地 应 力 的 影 响 ， 而 间 接 地 对
洞 室稳定 性 产生 影响 。 ２ ． １ 地质 构 造的 影响
２ ． １ ． １ 断 层 对 ＢＱ 值 的 影 响 与 取 值
１ ） 影 响分 析 根据 断 层面 的张 开程 度及 岩 石与填 充 物强 度 的关
因此褶皱影响系数褶皱类型褶皱形态隧道与褶皱的相对位置背斜隧道处于背斜正下方距背斜轴的距离紧密型隧道处于背斜斜下方距背斜轴的距离50紧密型隧道处于向斜正下方距向斜轴的距离50向斜隧道处于向斜正下方距向斜轴的距离地形对bq值的影响1影响分析在较多围岩分级的文献中考虑地形的影响较少然而地形是影响原岩的重要因素
铁
５６
道
建
筑
Ｍａ ｒ ｃ ｈ， ２ ０１ ３
Ｒａ ｉ ｌ ｗａ ｙ Ｅｎｇ ｉ ｎｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
文 章编 号 ： １ ０ ０ ３ ． １ ９ ９ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ — ０ ０ ５ ６ ． ０ ３
碳 酸 盐 大 断 裂 区超 深 埋 特 长 隧 道 的 围岩 分 级 方 法 探 讨
最 大 主应力 在 断层 面 附 近发 生 明显 偏 转 ， 平 行 于 断 层
求， 围岩基本 质 量指 标值 和修 正值 可按 下 式求 取 ：
ＢＱ ＝９ ０＋３ Ｒ ＋２ ５ ０ Ｋ （ １ ）
面； ② 断层 面张 开 ， 有充 填物 ， 充填 物 质 与 围岩 的材 料
和 强度类 似 ， 这 时 的主应 力不 受影 响 ； ③ 断 层面 内的材 料 是 刚性材 料 ， 最大 主应 力转 向垂 直于 断层 面 。
余 莉 ， 陈建平 ， 赵 连 ， 李 涛
（ 中 国地 质 大 学 （ 武汉 ） ， 湖北 武汉 ４ ３ ０ ０ ７ ４ ）
摘要 ： 在 隧道 的建 设过 程 中 ， 围岩分 级 的准确 性 直接 关 系着 隧道施 工 的稳 定性 。在 分析 了众 多的 围岩 分 级 法以后 ， 选择 适 用性 较 广的 ［ Ｂ Ｑ］ 分级 法作 为修 正 对 象 ， 根 据碳 酸 盐地 区 大断 裂超 深 埋 特 长 隧道 的 特 殊性 ， 提 出 了用 断层 、 褶 皱、 地 形 以及 岩 溶 的 宏观 影 响 系数 对 ［ Ｂ Ｑ］ 分级法进行修正 ， 得 出 了修 正后 的 ［ Ｂ Ｑ］ 分 级 法公 式。 以 大坪 山隧道 为 实例 ， 进 行 验 证 分析 ， 得 出 了在 埋 深 较 大地 段 围岩级 别较 低 、 离断
的影 响 ； Ｑ系统 分类 法侧 重考 虑岩 体结 构 面 的作 用 ， 没 有考 虑构 造 应 力 的影 响 ； Ｂ Ｑ法 （ 即《 规范》 ） 在 围 岩 分
级 时没有 考 虑 宏 观 不 良地 质 现 象 对 岩 体 稳 定 性 的 影
响 。考 虑到 现今 规范 中一 般 采用 的是 Ｂ Ｑ法 和根 据 地 下水、 地 应力 与 主要 软弱 结构 面修 正 的 ［ Ｂ Ｑ］ 法， 因此 ， 提 出 了根据 断层 、 褶皱 、 地形 与岩 溶 影 响 因素 对 ［ Ｂ Ｑ］ 进行 修 正 的分级 方法 ， 并 以在 建 大 坪 山 隧道 为 实 例 进 行 分析 ， 以期 为相 似 地 质 条件 下 的 隧道 围岩 分 级 提 供
全 面地 反 映 了岩体 的工 程地 质 和水 文地 质情 况对 隧道 围岩稳 定性 的影 响 。根 据 ［ Ｂ Ｑ］ 值， 可 以判 断 围岩 质量 的好 坏程度 ， ［ Ｂ Ｑ］ 值越大 ， 围岩 的稳 定 性 就 越 好 。 然
而， 宏 观地 质 构造 （ 如 断层 、 褶皱等） 、 地 形 以及 岩 溶 对 洞室 稳定 性 的影 响 也 不 容 小 视 ， 有时还起控 制作用 。