54、講義：隧道圍巖分級與隧道構造技術

1B414011隧道圍巖分級

一、公路隧道圍巖分級

隧道圍巖分級是設計、施工的基礎。

施工方法的選擇、襯砌結構型別及尺寸的確定、 隧道施工勞動定額、材料消耗標準的制訂都要以圍巖分級作為主要依據。公路隧道圍巖分 級見表1B414011。

公路隧道圍巖分級 表

1B414011

圍巖級別

圍巖或土體主要定性特徵

圍巖基本質量 指標

BQ

Ⅰ

堅硬巖（飽和抗壓極限強度Rb

>60MPa）.

巖體完整，

巨塊狀或巨厚層狀整體結構

>550

Ⅱ

堅硬巖（Rb

>30MPa）,

巖體較完整，塊狀或厚層狀結構

較堅硬巖

，巖體完整，塊狀 整體結構

550-451

Ⅲ

堅硬巖，

巖體較破碎

，巨塊（石）碎（石）狀鑲嵌結構較堅硬巖或較軟硬質巖，巖 體較完整，塊狀體或中厚層狀結構

450~351

Ⅳ

堅硬巖，

巖體破碎

，碎裂（石）結構較堅硬巖，巖體較破碎一破碎，鑲嵌碎裂結構

較軟巖或軟硬巖互層，且以軟巖為主，巖體較完整一較破碎，中薄層狀結構

350~251

土體：

（1）

壓密或成岩作用的黏性土及砂性土

（2）

黃土

（Q1, Q2）

（3）

一般鈣質、鐵質膠結的碎、卵石土、大塊石土

V

較軟巖，巖體破碎

軟巖，巖體較破碎一破碎

極破碎各類巖體，碎、裂狀、鬆散結構

一般第四系的半乾硬一硬塑的黏性土及稍溼至潮溼的一般碎、卵石土、圓礫、角礫 土及黃土

（Q3

、

Q4）

。非黏性土呈鬆散結構，黏性土及黃土呈鬆軟結構

<250

Ⅵ

軟塑狀黏性土及潮溼、飽和粉細砂層、

軟土

等

注：

1.

本表不適用於特殊條件的圍巖分級，如膨脹性圍巖、多年凍土等。

2.

在工程可行性研究和初步勘測階段，可釆用定性劃分的方法或工程類比的方法進行圍巖級別劃分。

二、圍巖級別的判定方法

1。 隧道圍巖分級的綜合判斷方法宜採用兩步分級，並按以下順序進行：

（1 ）根據岩石的

堅硬程度和巖體完整程度

兩個基本因素的定性特徵和定量的巖體基本質量指標BQ，綜合進行初步分級。

（2）對圍巖進行詳細定級時，應在巖體基本質量分級基礎上考慮修正因素的影響， 修正巖體基本質量指標值。按修正後的基本質量指標BQ，結合巖體的定性特徵綜合評判、確定圍巖的詳細分級。

2。 圍巖分級中岩石堅硬程度、巖體完整程度兩個基本因素的定性劃分和定量指標及 其對應關係應符合《公路隧道施工技術細則》JTG/T F60—2009附錄A和《公路隧道設計規 範》JTG 3370。1—2018中的有關規定。

3。 圍巖詳細定級時，如遇下列情況之一，應對巖體基本質量指標BQ進行修正：

（1 ）

有地下水

；

（2）

圍巖穩定性受軟弱結構面影響，且由一組起控制作用

；

（3）

存在高初始應力

。

1B414012公路隧道的構造

公路隧道結構構造，由主體構造物和附屬構造物兩大類組成

。主體構造物通常指洞身 襯砌和洞門構造物，附屬構造物是主體構造物以外的其他建築，是為了運營管理、維修養 護、給水排水、供蓄髮電、通風、照明、通訊、安全等而修建的構造物。隧道洞門應適當 進行美化，並注意環保要求。洞門可攔截、彙集地下水，並沿排水渠道排離洞門進入道路兩側的排水溝，防止地表水沿洞門漫流。

一、 洞門型別及構造

1。 洞門型別：為了保護巖（土）體的穩定和使車輛不受崩塌、落石等威脅，確保行車安全，應該根據實際情況，選擇恰當合理的洞門形式，修築洞門，並對邊、仰坡進行適當的護坡。

洞門型別有：端牆式洞門、翼牆式洞門、環框式洞門、柱式洞門、臺階式洞 門、削竹式洞門、遮光式洞門等

。

2。 洞門構造

（1）

洞口仰坡坡腳至洞門牆背的水平距離不應小於1。5m，

以防仰坡土石掉落到路面 上，危及安全。洞門端牆與仰坡之間的水溝的溝底至襯砌拱頂外圍的高度不應小於1。0m， 以免落石破壞拱圈。洞門

牆頂應高出仰坡坡腳0。5m以上

，以防水流溢位牆頂，也可防止掉落土石彈出。

（2） 洞門牆應根據實際需要設定伸縮縫、沉降縫和洩水孔，以防止洞門變形；洞門牆的厚度可按計算或結合其他工程類比確定，但牆身厚度最小不得小於0。5m。

（3） 洞門牆基礎必須置於穩固的地基上，應視地形及地質條件，埋置足夠的深度， 保證洞門的穩定性。

二、 明洞型別及構造

1。 明洞型別：洞頂覆蓋層較薄，難以用暗挖法建隧道時，隧道洞口或路塹地段受塌方、落石、泥石流、雪害等危害時，道路之間或道路與鐵路之間形成立體交叉，但又不宜做立交橋時，通常應設定明洞。

明洞主要分為拱式明洞和棚式明洞兩大類

。按荷載分佈， 拱式明洞又可分為路塹對稱型、路塹偏壓型、半路塹偏壓型和半路塹單壓型。

按構造，棚式明洞又可分牆式、剛架式、柱式和懸臂式

等。此外還有特殊結構明洞，如支撐錨杆明洞、抗滑明洞、柱式挑簷棚洞、全剛架式棚洞、空腹肋拱式棚洞、懸臂棚洞、斜交託梁式 棚洞、雙曲拱明洞等，以適應特殊場合。

2。 明洞構造

（1 ）拱式明洞。

拱式明洞主要由頂拱和內外邊牆組成混凝土或鋼筋混凝土結構

，整體性較好，能承受較大的垂直壓力和側壓力。內外牆基礎相對位移對內力影響較大， 所以對地基要求較高，尤其外牆基礎必須穩固。必要時還可加設仰拱。通常用作洞口接 長襯砌的明洞，以及用明洞抵抗較大的塌方推力、範圍有限的滑坡下滑力和支撐邊坡穩 定等。

（2）棚式明洞。受地形、地質條件限制，難以修建拱式明洞時，邊坡有小量塌落掉塊，側壓力較小時，可以採用棚式明洞，

棚式明洞由頂蓋和內外邊牆組成

。頂蓋通常為梁式結構。內邊牆一般採用重力式結構，並應置於基岩或穩固的地基上。當岩層堅實完整，乾燥無水或少水時，為減少開挖和節約圬工，可採用錨杆式內邊牆。外邊牆可以採用牆式、剛架式、柱式結構。

三、洞身型別及構造

1。 洞身型別：

按隧道斷面形狀分為曲牆式、直牆式和連拱式等

。

2， 洞身構造：分為

一次襯砌和二次襯砌、防排水構造、內裝飾、頂棚及路面

等。