第16章地下洞室的勘察与评价一、地下洞室的概念地下洞室：人工开挖或天然存在于岩土体内作为各种用途的构筑物统称为地下洞室。也有称为地下建筑或地下工程的。起源：一是人类为了居住而挖掘的窑洞；二是为了采掘地下资源而挖掘的矿山巷道等。埋深2500m；跨度50m。34杜甫出生的窑洞毛泽东住过的窑洞周恩来的窑洞卧室煤矿井筒煤矿巷道10锦屏二级水电站超长引水隧洞二、地下洞室的分类二、地下洞室的分类二、地下洞室的分类二、地下洞室的分类二、地下洞室的分类三、地下洞室主要的岩土工程问题各种类型的地下洞室，所产生的岩土工程问题不尽相同，对地质条件的要求也不同，因而所采用的研究方法和研究内容也不尽相同。本章主要讨论单个水平人工岩石洞室的岩土工程勘察与评价。围岩分类是地下洞室围岩稳定性分析的基础、也是解决地下洞室设计与施工工艺标准化的一个重要途径。从岩体工程地质特征出发，总结在各种围岩条件下的支护结构和施工工艺方面成功和失败经验教训的基础上，经过分析概括，即可将围岩归纳为几大类。一、围岩分级的目的①作为选择施工方法的依据；②进行科学管理及正确评价经济效益；③确定结构上的荷载(松散荷载)；④给出衬砌结构的类型及其尺寸；⑤制定劳动定额、材料消耗标准的基础等等。二、围岩分类方法目前国内外已提出的围岩方法有数十种之多，在定性的，也有定量的；有单一因素分类，也有考虑多种因素的综合分类；分类原则和考虑因素也不尽相同。在各种分类中，考虑较多的因素有以下几种：岩体完整性、成层条件、岩块强度、结构面发育情况及地下水等。下面介绍几种国内外应用较广、影响较大的分类方法：建设部——《工程岩体分级标准》交通部——《公路隧道设计规范》水利部——《水利水电工程地质勘察规范》中科院——《岩体结构分类》铁道部——《铁路隧道围岩分类》原国家建委——《人工岩石洞室围岩分类》《工程岩体分级标准》(GB/T50218-2014)采用定性与定量相结合的方法，分两步确定岩体级别，先确定岩体基本质量，再结合具体工程特点确定岩体级别。一、定性分析定性分析中岩体的基本质量指标由岩石坚硬程度和岩体完整性两个因素来确定。岩石坚硬程度的定性划分表3.2.1岩石风化程度的划分表3.2.2岩体完整程度的定性划分表3.3.1结构面结合程度的划分表3.3.2二、定量指标及两者的对应关系岩体完整程度的定量指标，应采用岩体完整性指数Kv，Kv应采用实测值。当无条件取得实测值时，也可用岩体体积节理数Jv，按表3.4.3确定对应的Kv值。③岩体基本质量指标（BQ），应根据分级因素的定量指标Rc的兆帕数值和Kv，按下式计算：BQ＝90＋3Rc＋250Kv注：使用上式时，应遵守下列限制条件：①当Rc＞90Kv＋30时，应以Rc＝90Kv＋30和Kv代入计算BQ值。②当Kv＞0.04Rc＋0.4时，应以Kv＝0.04Rc＋0.4和Rc代入计算BQ值。④岩体基本质量指标BQ修正[BQ]＝BQ－100（K1＋K2＋K3）式中[BQ]-岩体基本质量指标修正值；BQ-岩体基本质量指标；K1-地下水影响修正系数；K2-主要软弱结构面产状影响修正系数；K3-初始应力状态影响修正系数。其中K1、K2、K3值，可分别按表D.0.1-1、D.0.1-2、D.0.1－3确定。无表中所列表情况时，修正系数取零。[BQ]出现负值时，应按特殊问题处理。地下水影响修正系数K1表D.0.1－1三、确定基本质量等级岩体基本质量分级表4.1.1确定了岩体级别后，可根据岩体级别评价岩体的物理力学参数和围岩自稳能力。地下工程岩体自稳能力表E.0.116.2.2《公路隧道设计规范》(JTGD70－2004)公路隧道围岩分级16.2.3《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）注：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类围岩，当围岩强度应力比小于本表规定时，围岩类别降低一级。比尼奥斯基（Z.T.Bieniawski）根据南非矿山开采经验提出的通过对岩体质量进行评分，来对岩体工程分类，分为两步：第一步，根据表按照完整岩石强度、RQD值、节理的间距、状态以及地下水状况5个方面内容逐一鉴定，给出评分，然后将5个单项因素的分数累加起来得到初值RMR。RMR岩体工程分类参数及评分标准表用直径为75mm的金刚石钻头和双层岩芯管在岩石中钻进，连续取芯，回次钻进所取岩芯中，长度大于10cm的岩芯段长度之和与该回次进尺的比值，以百分比表示。第二步，修正：根据节理裂隙的产状，按表对RMR值进行修正。RMR岩体工程分类表Q分类岩体质量Q的变化范围从0.001~1000，相当于从严重破碎的糜棱岩化岩体到完整坚硬的岩体，根据Q值将岩体质量分为9类。16.3地下洞室围岩稳定性评价16.5.1可行性研究勘察16.5.2初步勘察2、勘察方