围岩工程地质分类的探讨

黄 龙 龙

(太原市兴华岩土工程勘察质量检测有限公司,山西 太原 030013)

围岩工程地质分类的探讨

黄 龙 龙

(太原市兴华岩土工程勘察质量检测有限公司,山西 太原 030013)

介绍了不同行业围岩分类的方法，从工业与民用建筑工程、公路工程、铁路工程、水利水电工程四方面，探讨了其分类方法、原则，所使用的规范，并总结了它们的区别，为工程设计提供基础性的材料。

岩体基本质量指标，岩石，强度，完整性，围岩分类

1 概述

岩土工程当中有一类是关于围岩工程分类的问题，随着社会的发展与我国经济水平的提高，城市建设出现了大量的地下工程(譬如大规模的地铁建设)，高速铁路与高速公路特长隧道的建设，水利工程中的大型引水隧洞工程，都涉及了地下岩土体内的施工问题，那就应对岩土体进行围岩分类，分类的等级结果决定了工程建设的安全问题与工程造价的问题，那围岩分类对工程建设就起着重要和不可替代的作用。

经查阅工程资料并结合实际工程，发现我国各行业对围岩岩体的分级标准是有差异的，因此作为一名岩土专业的工程技术人员应对该问题加以总结、分类与比较。那以下就对我国各行业的围岩分类方法分别进行罗列与探讨。

2 工业与民用建筑工程围岩分类

依据GB/T 50218—2014工程岩体分级标准岩体基本质量分级划分为五级。Ⅰ级(坚硬岩，岩体完整)，岩体基本质量指标BQ>550；Ⅱ级(坚硬岩，岩体较完整；较坚硬岩，岩体完整)，岩体基本质量指标BQ介于550～451；Ⅲ级(坚硬岩，岩体较破碎；较坚硬岩，岩体较完整；较软岩，岩体完整)，岩体基本质量指标BQ介于450～351；Ⅳ级(坚硬岩石，岩体呈破碎状态；较坚硬岩石，岩体呈较破碎～破碎状态；较软岩石，岩体呈较完整～较破碎状态；软岩，岩体完整～较完整)，岩体基本质量指标BQ介于350～251；Ⅴ级(较软岩石，岩体呈破碎状态；软岩石，岩体呈较破碎～破碎状态；所有极软岩石及所有极破碎岩石)，岩体基本质量指标BQ≤250。

岩体基本质量指标BQ=100+3×Rc+250×Kv。

其中，Rc为岩石饱和状态下的单轴抗压强度，MPa；Kv为岩体完整性指数(岩体与岩石弹性纵波波速比值的平方)。

以上是对工程岩体进行初步的定级，但要对地下岩体详细定级就应考虑以下3个因数，并对BQ值岩体基本质量指标进行修正，并以修正后的BQ值确定岩体级别。

修正后的指标岩体基本质量值[BQ]=BQ-100(K1+K2+K3)。

其中，修正系数K1为地下水影响；修正系数K2为主要结构面产状影响；修正系数K3为初始应力状态影响。

3 公路工程隧道围岩分级

依据JTG D70—2004公路隧道设计规范围岩基本质量分级划分为六级。Ⅰ级(坚硬岩，岩体完整，巨整体状或巨厚层状结构)，岩体基本质量指标BQ>550；Ⅱ级(坚硬岩石，岩体呈较完整状态，块体状或厚层状结构；较坚硬岩石，岩体呈完整状态，整体块状结构)，岩体基本质量指标值BQ介于550～451之间；Ⅲ级(坚硬岩石，岩体呈较破碎状态，巨块碎状镶嵌结构体；较坚硬岩石或较软硬岩石层，岩体呈较完整状态，块状体和中厚层结构体)，围岩体基本质量指标BQ介于450～351；Ⅳ级(坚硬岩石，岩体呈破碎状态，碎裂结构体；较坚硬岩石，岩体呈较破碎～破碎状态，镶嵌碎裂结构体；较软岩石或软硬岩石互层，且以软岩石为主，岩体呈较完整～较破碎状态，中薄层状结构体),岩体基本质量指标BQ介于350～251。土体：压密状态或具成岩作用的粘性土和砂土，Q1和Q2的老黄土，钙质、铁质、硅质胶结作用的碎石、卵石、大块石土；Ⅴ级(较软岩石，岩体呈破碎状态；软岩石，岩体呈较破碎～破碎状态；极破碎状态的各类围岩体，碎裂状态，松散结构体)，岩体基本质量指标BQ<250。土体：一般第四系的半干硬可塑～硬塑状态的粘性土及稍湿到潮湿的碎石，卵石土、圆砾、角砾土及Q3和Q4的新黄土，非粘性土呈松散的结构体，粘性土及黄土呈松软的结构体；Ⅵ级(土体：软塑状的粘性土与潮湿和饱和的粉细砂层及软土)。注：公路隧道分级包含了土质隧道的划分，其中Ⅳ级、Ⅴ级包含土质隧道划分，Ⅵ级只适用于土质隧道。

围岩基本质量指标BQ=90+3×Rc+250×Kv。

其中，Rc为岩石的饱和单轴抗压强度，MPa；Kv为岩体的完整性指数(岩体与岩石弹性纵波波速比值的平方)。

以上是对工程岩体进行初步的定级，但要对地下岩体详细定级就应考虑以下3个因数，并对BQ值岩体基本质量指标进行修正，并以修正后的BQ值确定岩体级别。

修正后的指标岩体基本质量值[BQ]=BQ-100(K1+K2+K3)。

其中，修正系数K1为地下水影响；修正系数K2为主要结构面产状影响；修正系数K3为初始应力状态影响。

结合公路工程隧道围岩划分的六个等级可进行各级围岩自稳能力的判断。

4 铁路隧道工程围岩分类

依据TB 10003—2005铁路隧道设计规范岩体基本质量分级划分为六级。Ⅰ级(极硬岩，岩体完整)围岩弹性纵波速度大于4.5 km/s；Ⅱ级(极硬岩，岩体较完整；硬岩，岩体完整)围岩弹性纵波速度介于3.5 km/s～4.5 km/s；Ⅲ级(极硬岩石，岩体呈较破碎状态；硬岩石与软硬岩石互层，岩体呈较完整状态；较软岩石，岩体呈完整状态)围岩弹性纵波速度介于2.5 km/s～4.0 km/s；Ⅳ级(岩体：极硬岩石，岩体呈破碎状态；硬岩石，岩体呈较破碎～破碎状态；较软岩石或软硬石岩互层，且以软岩石为主，岩体呈较完整～较破碎状态；软岩石，岩体呈完整或较完整状态。土体：具压密状态或具有成岩作用的粘性土、粉土及砂性土，钙质、铁质、硅质胶结的碎石土、卵石、块石土，Q1和Q2的老黄土)围岩弹性纵波速度介于1.5 km/s～3.0 km/s；Ⅴ级(岩体：软岩，岩体破碎至极破碎；全部极软岩及全部极破碎岩。土体：一般第四系坚硬、硬塑的粘性土稍密及以上、稍湿、潮湿的碎石土、粗圆砾土、细圆砾土、粗角砾土、细角砾土粉土及Q3和Q4的黄土)围岩弹性纵波速度介于1.0 km/s～2.0 km/s；Ⅵ级(岩体：受构造影响很严重呈碎石、角砾及粉末、泥土状的断层带。土体：软塑状粘性土、饱和的粉土、砂类土等)围岩弹性纵波速度小于1.0 km/s。注：铁路隧道分级包含了土质隧道的划分，其中Ⅳ级、Ⅴ级、Ⅵ级包含土质隧道划分。

围岩级别建立在围岩基本质量分级的基础之上，考虑铁路隧道工程的特性，结合地下水状态、地应力初始状态等因素进行修正。注：铁路隧道围岩等级的修正是查表得出，并不像公路隧道围岩等级的修正是计算并结合查表得出。

5 水利水电工程围岩分类

依据GB 50487—2008水利水电工程地质勘察规范围岩工程地质分类用控制围岩稳定的，指标A岩石强度、指标B岩体完整程度、指标C结构面状态、指标D地下水和指标E主要结构面产状，指标T为五项因数之和，作为总评分的基本依据，加以S为围岩强度应力比的限制依据，把围岩等级划分为五级。Ⅰ级(T>85，S>4)；Ⅱ级(85≥T>65，S>4)；Ⅲ级(65≥T>45，S>2)；Ⅳ级(45≥T>25，S>2)；Ⅴ级(T≤25)。

根据水利围岩划分的五个等级可进行各级围岩稳定性评价，Ⅰ级(稳定。围岩可长期稳定，一般无不稳定块体)；Ⅱ级(围岩基本稳定。围岩整体较稳定，并不会产生塑性变形，岩体局部可能掉块)；Ⅲ级(围岩局部稳定性差。围岩强度不够，局部发生塑性变形，如果不支护可能产生塌方或变形破坏。较软岩若完整，可能暂时保持稳定)；Ⅳ级(围岩不稳定。围岩保持自稳的时间短，可能发生规模较大的变形或破坏)；Ⅴ级(极不稳定。围岩不能自稳，变形破坏严重)。

6 结语

我国各行各业所执行的标准不同，围岩分类的方法也有所不同，作为一名岩土工程技术人员应全面的掌握各行业的分类标准，准确的定出围岩分级，为工程建设提供正确的设计与施工方向。

[1] GB/T 50218—2014,工程岩体分级标准[S].

[2] JTG D70—2004,公路隧道设计规范[S].

[3] TB 10003—2005,铁路隧道设计规范[S].

[4] GB 50487—2008,水利水电工程地质勘察规范[S].

[5] GB 50021—2001,岩土工程勘察规范[S].

[6] 常士骠，张苏民.工程地质手册[M].第4版.北京：中国建筑工业出版社，2007.

Discussiononengineeringgeologicalclassficationofsurroundingrock

HuangLonglong

(TaiyuanXinghuaGeotechnicalEngineeringInvestigationQualityInspectionLimitedCompany,Taiyuan030013,China)

Introduces the method of rock classification from different industries, industrial and civil engineering, railway engineering, highway engineering, water conservancy and hydropower engineering four aspects, discusses its classification, principle, use standard, and summarizes their differences, to provide basic materials for engineering design.

basic quality index of rock mass, rock, strength, integrity, surrounding rock classification

2017-10-06

黄龙龙(1985- ),男,工程师

1009-6825(2017)35-0077-03

TU441

A