论文部分内容阅读
【摘 要】 岩体基本质量指标是隧道围岩分级综合评判的重要指标,是根据岩石的坚硬程度和岩体完整程度两个基本因素确实的,只有确定了隧道的围岩级别,才能采取正确的支护类型,确保在平稳安全的状态下进行隧道施工。
【关键词】 岩体;基本;质量;指标;隧道;施工
一、引言
目前高等级公路隧道施工中,正在逐步推广实施隧道动态设计信息化施工,作为隧道施工的一线技术人员则必须具备定性定量的判别施工现场掌子面围岩的能力,本文以福建三明长深高速公路连接线马林桥隧道施工为背景,讨论施工过程中采取什么方法定性定量的判别施工现场掌子面围岩的级别,确保平稳安全的进行隧道施工。
二、马林桥隧道施工简介
马林桥隧道采用双向6车道,设计速度80km/h标准进行设计,隧道均设置双侧检修道,荷载标准为公路Ⅰ级。分离式隧道建筑限界:隧道建筑限界净宽14m,隧道建筑限界净高5.0m,长1077m,隧道最大埋深约150m,属大跨径长隧道。
隧道路线位于福建省中部沙县三明永安一带,武夷山脉之东南坡戴云山脉之西北坡之间,沿线山岭零星分布,山脉主体呈北西~南东走向,与区内主要断裂构造线相一致。总体地势为东北高,西南低,高差较大,地形切割强烈,大多属于中低山丘陵地貌,部分为山间谷地、洼地等类型及山区局部零星出现的岩溶地貌,沿线以侵蚀、剥蚀地貌为主。
三、计算依据及围岩分级计算
由于在隧道施工过程中围岩情况变化多样,实际施工比原设计地质围岩情况差,本次计算取了隧道的一个V级围岩段掌子面进行计算判别。
1、计算依据
根据《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004)隧道围岩分级的综合评判方法:一是根据岩石的坚硬程度和岩体完整程度两个基本因素的定性特征和定量的岩体基本质量指标BQ,综合进行初步分级,二是在岩体基本质量分级基础上考虑修正因素的影响,修正岩体基本质量指标值[BQ],按修正后的岩体基本质量指标[BQ],结合岩体的定性特征综合评判、确定围岩的详细分级。
2、围岩分级计算
1)岩石坚硬程度可按《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004)表3.6.2-1定性划分。(表3.6.2-1)
掌子面处为泥夹石,而岩石锤声哑,无回弹,有凹痕,易击碎;浸水后手可掰开。定性为软质岩。
2)岩石坚硬程度定量指标用岩石单轴饱和抗压强度
现场取出岩石经实验得出岩石单轴饱和抗压强度Rc=12Mpa,Rc与岩石坚硬程度定性划分关系可按《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004)表3.6.2-2确定此处围岩为软岩。
3)岩体完整程度的定量指标用岩体完整性系数Kv表达,可用岩体体积节理数Jv按《公路隧道设计规范》表3.6.2-4确定对应的Kv值。Kv与定性划分的岩体完整程度的对应关系按表3.6.2-5确定。
岩体体积节理数(Jv(条/m3)),针对不同的工程地质岩组或岩性段,选择有代表性的露头或开挖壁面进行节理(结构面)统计。除成组节理外,对延伸长度大于1m的分散节理亦应予以统计。已为硅质、铁质、钙质充填再胶结的节理不予统计。
每一测点的统计面积不应小于2m×5m。岩体Jv值应根据节理统计结果按下式计算:
Jv=S1+S2+……+S2+Sn+Sk(A.0.1-2)
式中:Sn——第n组节理每米长测线上的条数;
Sk——每立方米岩体非成组节理条数(条/m3)。
掌子面裂隙节理示意图
据现场实际踏勘:
Jv=S1+S2+S3+S4
=1/0.04+1/0.2+1/0.8+1/0.8
=25+5+12+12=54>35条/m3,故取Kv值0.15。
6)岩体基本质量指标BQ的计算
因Rc=12MP不大于90Kv+30=90×0.15+30=43.5,且Kv=0.15不大于0.04Rc+0.4=0.88。
故以原计算值代入公式:
BQ=90+3Rc+250Kv
=90+3×12+250×0.15
=163.5<250
综上所述,此处围岩级别应变更为V级围岩。
四、小结
由于地质勘测及超前地质预报不定百分之一百的确定隧道内的地质围岩情况,预测手段只能做为隧道施工图设计的一个参考,隧道动态设计信息化施工逐渐发展起来,作为隧道工程师应对隧道开挖揭落的掌子面了解,熟悉围岩级别的判别,只有精确的判别围岩级别,才能采取正确的支护方式,确保隧道施工安全,避免事故的发生。
参考文献:
[1] JTG D70-2004.《公路隧道设计规范》[S].北京:人民交通出版社,2004.11
[2]李攀峰,杨建宏,杨建,赵文光,聂德新;节理岩体體积节理数Jv的新计算公式[J].工程地质学报2008年07期
[3]胡修文,胡盛明,卢阳,黄磊,刘镇;岩体体积节理数的统计方法及其在围岩分级中的应用[J].长江科学院院报2010年06期
【关键词】 岩体;基本;质量;指标;隧道;施工
一、引言
目前高等级公路隧道施工中,正在逐步推广实施隧道动态设计信息化施工,作为隧道施工的一线技术人员则必须具备定性定量的判别施工现场掌子面围岩的能力,本文以福建三明长深高速公路连接线马林桥隧道施工为背景,讨论施工过程中采取什么方法定性定量的判别施工现场掌子面围岩的级别,确保平稳安全的进行隧道施工。
二、马林桥隧道施工简介
马林桥隧道采用双向6车道,设计速度80km/h标准进行设计,隧道均设置双侧检修道,荷载标准为公路Ⅰ级。分离式隧道建筑限界:隧道建筑限界净宽14m,隧道建筑限界净高5.0m,长1077m,隧道最大埋深约150m,属大跨径长隧道。
隧道路线位于福建省中部沙县三明永安一带,武夷山脉之东南坡戴云山脉之西北坡之间,沿线山岭零星分布,山脉主体呈北西~南东走向,与区内主要断裂构造线相一致。总体地势为东北高,西南低,高差较大,地形切割强烈,大多属于中低山丘陵地貌,部分为山间谷地、洼地等类型及山区局部零星出现的岩溶地貌,沿线以侵蚀、剥蚀地貌为主。
三、计算依据及围岩分级计算
由于在隧道施工过程中围岩情况变化多样,实际施工比原设计地质围岩情况差,本次计算取了隧道的一个V级围岩段掌子面进行计算判别。
1、计算依据
根据《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004)隧道围岩分级的综合评判方法:一是根据岩石的坚硬程度和岩体完整程度两个基本因素的定性特征和定量的岩体基本质量指标BQ,综合进行初步分级,二是在岩体基本质量分级基础上考虑修正因素的影响,修正岩体基本质量指标值[BQ],按修正后的岩体基本质量指标[BQ],结合岩体的定性特征综合评判、确定围岩的详细分级。
2、围岩分级计算
1)岩石坚硬程度可按《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004)表3.6.2-1定性划分。(表3.6.2-1)
掌子面处为泥夹石,而岩石锤声哑,无回弹,有凹痕,易击碎;浸水后手可掰开。定性为软质岩。
2)岩石坚硬程度定量指标用岩石单轴饱和抗压强度
现场取出岩石经实验得出岩石单轴饱和抗压强度Rc=12Mpa,Rc与岩石坚硬程度定性划分关系可按《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004)表3.6.2-2确定此处围岩为软岩。
3)岩体完整程度的定量指标用岩体完整性系数Kv表达,可用岩体体积节理数Jv按《公路隧道设计规范》表3.6.2-4确定对应的Kv值。Kv与定性划分的岩体完整程度的对应关系按表3.6.2-5确定。
岩体体积节理数(Jv(条/m3)),针对不同的工程地质岩组或岩性段,选择有代表性的露头或开挖壁面进行节理(结构面)统计。除成组节理外,对延伸长度大于1m的分散节理亦应予以统计。已为硅质、铁质、钙质充填再胶结的节理不予统计。
每一测点的统计面积不应小于2m×5m。岩体Jv值应根据节理统计结果按下式计算:
Jv=S1+S2+……+S2+Sn+Sk(A.0.1-2)
式中:Sn——第n组节理每米长测线上的条数;
Sk——每立方米岩体非成组节理条数(条/m3)。
掌子面裂隙节理示意图
据现场实际踏勘:
Jv=S1+S2+S3+S4
=1/0.04+1/0.2+1/0.8+1/0.8
=25+5+12+12=54>35条/m3,故取Kv值0.15。
6)岩体基本质量指标BQ的计算
因Rc=12MP不大于90Kv+30=90×0.15+30=43.5,且Kv=0.15不大于0.04Rc+0.4=0.88。
故以原计算值代入公式:
BQ=90+3Rc+250Kv
=90+3×12+250×0.15
=163.5<250
综上所述,此处围岩级别应变更为V级围岩。
四、小结
由于地质勘测及超前地质预报不定百分之一百的确定隧道内的地质围岩情况,预测手段只能做为隧道施工图设计的一个参考,隧道动态设计信息化施工逐渐发展起来,作为隧道工程师应对隧道开挖揭落的掌子面了解,熟悉围岩级别的判别,只有精确的判别围岩级别,才能采取正确的支护方式,确保隧道施工安全,避免事故的发生。
参考文献:
[1] JTG D70-2004.《公路隧道设计规范》[S].北京:人民交通出版社,2004.11
[2]李攀峰,杨建宏,杨建,赵文光,聂德新;节理岩体體积节理数Jv的新计算公式[J].工程地质学报2008年07期
[3]胡修文,胡盛明,卢阳,黄磊,刘镇;岩体体积节理数的统计方法及其在围岩分级中的应用[J].长江科学院院报2010年06期