DB13 T 5266-2020 基于岩体基本质量BQ分级法的公路隧道围岩级别快速判定技术要求.pdf

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1、ICS 93.080 P 28 DB13 河北省 地方标准 DB 13/T 5266 2020 基于岩体基本质量 BQ 分级法的公路隧道围 岩级别快速判定技术要求 2020 - 11 - 19 发布 2020 - 12 - 19 实施 河北省市场监督管理局 发布 DB13/T 5266 2020 I 前 言 本标准按照 GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 本标准由河北省交通运输厅提出并归口。 本标准 起草单位： 河北高速 公路集团有限公司邢汾分公司 、中国矿业大学（北京） 、烟台大学。 本标准主要起草人： 董秋运、江玉生、李晓、马泽铭、侯哲生、崔志勇、杨志勇、张龙、郭海燕、 杨背背、司

2、趁云、王习政、马瑞章、刘建军、冀伟 、付国华、路颖铎、李 红 林、鲁照民、张国彬、赵 雷、刘继学、刘畔、田庆华、张磊、郭贵军、韩松涛、韩庆、白玉成、魏玥、赵腾龙、赵鹏、刘丹、 赵昌丰、占林 。 DB13/T 5266 2020 1 基于岩体基本质量 BQ 分级法的公路隧道围岩级别快速判定 技术要求 1 范围 本 标准规定了公路隧道采用 BQ法进行围岩级别现场快速判定的基本规定、判定与 判定流程及成果 提交 等。 本 标准 适用于 高速公路、一级公路和二级公路采用钻爆法开挖的隧道工程在施工阶段的围岩级别 现场快速判定。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文

3、件，仅注日期的版本适用 于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 50218 工程岩体分级标准 GB/T 50266 工程岩体试验方法标准 JTG D70 公路隧道设计规范 3 术语 、 符号 3.1 术语 和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1.1 围岩分级 surrounding rock mass classification 将隧道围岩岩石集合体（岩体）划分成稳定程度不同的若干级别。 3.1.2 岩体基本质量 BQ rock mass basic quality 岩体所固有的、影响工程岩体稳定性的最 基本属性，岩体基本质量由岩石坚

4、硬程度和岩体完整程 度所决定 ,同时受隧道围岩中地下水、地应力和岩体结构面产状与隧道轴线夹角等因素影响 。 GB/T 50218-2014，定义 2.1.3 3.1.3 BQ 分级 BQ classification 根据岩体基本质量指标（ BQ）或其修正值（ BQ），将 隧道围岩 划分成稳定程度不同的若干级别。 3.1.4 岩体 结构面 rock mass discontinuity 岩体内开裂的和易开裂的面，如层 理 、节理、断层、 软弱夹层、裂隙、劈理、 片理等，又称不连 续面。 改写 GB/T 50218-2014，定义 2.1.4 DB13/T 5266 2020 2 3.1.5 岩

5、体完整性系数 ( vK ) intactness index of rock mass 岩体完整程度的评价指标，是岩体弹性纵波速度与岩石弹性纵波速度之比的平方。 改写 GB/T 50218-2014，定义 2.1.5 3.1.6 岩体体积 结构面 数 ( vJ ) volumetric joint numbers of rock mass 单位体积岩体内的 结构面数目。 改写 GB/T 50218-2014，定义 2.1.6 3.1.7 岩石点荷载强度指数 ( 50SI ) point load strength index of rock 直径 50mm圆柱形试件径向加压时的点荷载强度 。

6、GB/T 50218-2014，定义 2.1.7 3.2 符号 下列符号适用于本文件。 BQ 岩体基本质量指标 ； 50SI 岩石点荷载强度指数 ； vJ 岩体体积节理数 ； vK 岩体完整 性系数 ； 1K 地下水影响修正系数 ； 2K 主要软弱结构面产状影响修正系数 ； 3K 初始应力状态影响修正系数 ； cR 岩石饱和单轴抗压强度 ； BQ 岩体基本质量指标修正值 。 4 基本规定 4.1.1 判定工作的基本技术依据为 GB/T 50218 和 JTG D70 规定的 BQ 分级法，应采用定性判定与定量 判定相结合的原则，其中以定量判定为主，定性判定为辅。 4.1.2 判定工作应 配备用

7、于围岩级别判定的仪器设备与工具，包括便携式岩石点荷载仪、地质罗盘、 地质锤、卷尺等。相关仪器设备等需按规定进行检查、校对和标定。 4.1.3 判定工作应贯穿于隧道施工的整个过程，在隧道全长范围内间隔一定距离进行判定工作。对于 、级 围岩，间隔距离以 20 米 为宜 ； 对于 、级 围岩，间隔距离以 10 米 为宜。 5 判定 5.1 判定工作具体内容 DB13/T 5266 2020 3 判定工作具体包括以下内容： a) 掌子面素描及数码成像 ； b) 岩体 结构面 统计 、 岩体完整程度的定性 判定与完整性系数的定量确定； c) 岩石坚硬程度的定性 判定； d) 地下水、软弱夹层、断 层破碎

8、带等不良地质现象的观察 、素描 与记录 ； e) 岩石点荷载试样的采集 、现场试验与岩石单 轴抗压强度 的定量确定； f) 确定地下水、软弱结构面 与地应力对围岩基本质量指标的修正系数 值； g) 计算围岩基本质量指标 BQ 或其修正值 BQ。 5.2 定性判定 5.2.1 岩石坚硬程度的定性划分以地质锤对岩石锤击时的手感、击碎程度及震感等和岩石浸水反应为 主，具体划分依据按表 1 确定。 表 1 岩石坚硬程度的定性划分 类型 感官 特征 代表性岩石 硬 质 岩 坚硬岩 锤击声清脆，有回弹，震手，难击碎；浸水后大多无吸水反应 未风化微风化的花 岗岩、正长石、闪长岩、辉绿岩、玄 武岩、安山岩、片

9、麻岩、石英片岩、硅质板岩、石英岩、 硅质胶结的砾岩、石英砂岩、硅质石灰岩等 较坚硬岩 锤击声较清脆，有轻微回弹，稍震 手，较难击碎；浸水后有轻微吸水 反应 1 弱风化的坚硬岩； 2 未风化微风化的熔结凝灰岩、大理岩、板岩、白云岩、 石灰岩、硅质胶结的砂页岩等 软 质 岩 较软岩 锤击声不清脆，无回弹，较易击碎；浸水后指甲可刻出印痕 1 强风化的坚硬岩； 2 弱风化的较坚硬岩； 3 未风化微风化的凝灰岩、千枚岩、砂质泥岩、泥灰岩、 泥质砂岩、粉砂岩、页岩等 软岩 锤击声哑，无回弹，有凹痕，易击碎；浸水后手可掰开 1 强风化的坚硬岩； 2 弱风化强风化的较坚硬岩； 3 弱风化的较软岩； 4 未风化

10、的泥岩等 极软岩 锤击声哑，无回弹，有较深凹痕，手可捏碎；浸水后可捏成团 1 全风化的各种岩石； 2 各种半成岩 5.2.2 岩石坚硬程度定性划分时，其风化程度应按表 2 确定。 表 2 岩石风化程度的划分 类型 风化特征 未风化 结构构造 未 变，岩质新鲜 微风化 结构构造、矿物色泽基本未变，部分裂隙面有铁锰质 杂 染 弱风化 结构构造部分破坏，矿物色泽较明显变化，裂隙面出现风化矿物或 存在风化夹层 强风化 结构构造大部分破坏，矿物色泽明显变化，长石、云母等多风化成次生矿物 全风化 结构构造全部破坏，矿物成分除石英外，大部分风化成土状 DB13/T 5266 2020 4 5.2.3 用锤击

11、判定岩石坚硬程度时，应使用专用地质锤，在掌子面的不同部位的岩石上进行多次鉴定， 最后综合判定岩石的坚硬程度 。若以一个鉴定部位的岩石为鉴定一次计，则一个 掌子面的鉴定次数应 符合下列规定： a) 当掌子面面积小于 50m2时，该掌子面鉴定次数应不少于 10 次； b) 当掌子面面积介于 50m2 100m2之间时，该掌子面鉴定次数应不少于 15 次； c) 当掌子面面积大于 100m2时，该掌子面鉴定次数应不少于 20 次。 5.2.4 岩体完整程度的定性划分以岩体发育结构面组数、平均间距等为主，具体划分依据按表 3 确定。 表 3 岩体完整程度的定性划分 类型 结构面发育程度 主要结构面的结

12、 合程度 主要结构面类型 相应结构类型 组数 平均间距 m 完整 1 2 1.0 好或一般 节理、裂隙、层面 整体状或巨厚层结构 较完整 1 2 1.0 差 节理、裂隙、层面 块状或厚层状结构 2 3 1.0 0.4 好或一般 块状结构 较破碎 2 3 1.0 0.4 差 节理、裂隙、层面、小 断层 裂隙 块状或中厚层结构 3 0.4 0.2 好 镶嵌碎裂结构 一般 中、薄层状结构 破碎 3 0.4 0.2 差 各种类型结构面 裂隙块状结构 550 II 550 451 III 450 351 IV 350 251 V 250 VI 专门试验确定 5.3.2 围岩基本质量指标 BQ 按式（ 1

13、）计算。 vKRBQ 2503100 c (1) 式中： cR 岩石饱和单轴抗压强度 ； vK 岩体的完整性系数。 使用式（ 1）时应遵守下列限制条件： a) 当 cR 90 vK +30 时，应以 cR 90 vK 30 和 vK 带入计算 BQ 值； b) 当 vK 0.04 cR +0.4 时，应以 vK 0.04 cR +0.4 和 cR 带入计算 BQ 值。 5.3.3 对岩体基本质量指标 BQ 进行修正 ， 应考虑如下情形： a) 有地下水； b) 围岩稳定性受软弱结构面影响，且由一组起控制作用； c) 存在高初始应力。 围岩基本质量指标修正值 BQ， 可按式（ 2）计算： 321

14、100 KKKBQBQ (2) 式中： BQ 围岩基本质量指标修正值； BQ 围岩基本质量指标； 1K 地下水影响修正系数； 2K 主要软弱结构面产状影响修正系数； 3K 初始应力状态影响修正系数。 1K 、 2K 、 3K 值， 应 分别按附录 A、附录 B、附录 C的规定 确定。 围岩极高及高初始应力状态的评估，可按附录 D的 规定 执行 。 5.3.4 岩石饱和单轴抗压强度 cR 一般采用实测的岩石点荷载强度指数 50SI 的换算值，即按式（ 3） 计算。 采用 点荷载 试验法确定 50SI 的具体要求应按照现行标准 GB/T 50266 的规定执行。 DB13/T 5266 2020

15、7 75.0 5082.22 Sc IR (3) 岩体完整性系数 vK 现场根据岩体体积结构面 数 vJ 与 vK 之间的对应关系按表 7确定。 表 7 Jv与 Kv对照表 名称 对应 关系 Jv 条 /m3 35 Kv 0.75 0.75 0.55 0.55 0.35 0.35 0.15 60 60 30 30 15 15 5 0.75 0.75 0.55 0.55 0.35 0.35 0.15 450 450 351 350 251 250 潮湿或点滴状出水 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.6 淋雨状或涌流状出水，水压 0.1MPa 或单位出水量 0.1MPa或单位出水量 10L/

16、min.m 0.2 0.4 0.6 0.7 0.9 1.0 DB13/T 5266 2020 10 B B 附 录 B （规范性附录） 主要软弱结构面产状影响修正系数 表 B.1给出了根据主要软弱结构面产状及其与洞轴向的几何关系确定主要软弱结构面产状影响修 正系数 2K 的方法。 表 B.1 主要软弱结构面影响修正系数 2K 的确定方法 名称 K2 的 确定方法 结构面产状及其与洞轴 线的组合关系 结构面 走向与洞轴线夹角 60，结 构面倾角 75 其它组合 K2 0.4 0.6 0 0.2 0.2 0.4 DB13/T 5266 2020 11 C C 附 录 C （规范性附录） 初始应力状

17、态影响修正系数 表 C.1给出了根据初始应力状态与 BQ值确定初始应力状态影响修正系数 3K 的方法。 表 C.1 初始应力状态影响修正系数 3K 的确定方法 初始应力状态 BQ 550 550 451 450 351 350 251 250 极高应力区 1.0 1.0 1.0 1.5 1.0 1.5 1.0 高应力区 0.5 0.5 0.5 0.5 1.0 0.5 1.0 DB13/T 5266 2020 12 D D 附 录 D （资料性附录） 高初始应力地区岩体在开挖过程中出现的主要现象 表 D.1给出了高地应力地区岩体在开挖过程当中出现的主要现象，据此可以判断隧道位置处于极高 应力区还

18、是高应力区。 表 D.1 高初始应力地区岩体在开挖过程中出现的主要现象 应力情况 主要现象 maxcR 极 高 应 力 1. 硬质岩：开挖过程中时有岩爆发生，有岩块弹出，洞壁岩体发 生剥离，新生裂缝多， 成洞性差；基坑有剥离现象，成形性差 2. 软质岩：岩芯常有饼化现象，开挖过程中洞壁岩体有剥离，位移极为显著，甚至发 生大位移，持续时间长，不易成洞；基坑发生显著隆起或剥离，不易成形 4 高 应 力 1. 硬质岩：开挖过程中可能出现岩爆，洞壁岩体有剥离和掉块现象，新生裂缝较多， 成洞性较差；基坑时有剥离现象，成形性一般尚好。 2. 软质岩：岩芯时有饼化现象，开挖过程中洞壁岩体位移显著，持续时间较

19、长，成洞 性差；基坑有隆起现象，成形性较差 4 7 注： cR -岩石饱和单轴抗压强度 ； 注： max -地应力的最大值。 DB13/T 5266 2020 13 E E 附 录 E （规范性附录） 岩体体积结构面数的确定 岩体体积结构面 数 vJ ，应选择在掌子面进行结构面统计。除成组 结构面 外，对延伸长度大于 1m 的分散结构面 亦应予以统计。已为 硅质、铁质、钙质充填再胶结的结构面 不予统计。每一掌子面的 结 构面 统计面积，不应小于 2 5m2。岩体 vJ 值，应根据 结构面 统计结果，按下式计算： knv SSSSJ .21 (E.1) 式中： vJ 岩体体积 结构面 数 (条

20、/m 3)； nS 第 n组 结构面 每米长测线上的条数； kS 每立方米岩体非成组 结构面的 条数。 DB13/T 5266 2020 14 F F 附 录 F （资料性附录） 围岩快速判定结果通知单 表 F.1给出了现场判定结论提交的简易参考表格。 表 F.1 围 岩快速判定结果通知单 隧道名称及幅别 当前掌子面里程 地 层 岩 性 隧 道 埋 深 岩石坚硬 程度 锤 击 声 很清脆 清 脆 较 清 脆 不 清 脆 哑 回 弹 性 回 弹 轻微回弹 无 回 弹 振 手 感 振 手 稍 震 手 不 振 手 击碎程度 难击碎 较难击碎 较易击碎 不易击碎 可捏碎 凹 痕 无凹痕 有 凹 痕 较

21、深凹痕 浸水反应 有 无 风化程度 未风化 微 风 化 中 风 化 强 风 化 全风化 定性结论 坚硬岩 较坚硬岩 较 软 岩 软 岩 极软岩 岩体完整 程度 成组结构面 组次 产状 间距 (m) 结合程度 与洞轴向夹角 1 2 3 4 断层或软弱夹层 数量 产状 厚度 (m) 特征 与洞轴向夹角 1 2 随机结构面 定性结论 完 整 较完整 较破碎 破 碎 极破数 地下水 出水位置 左边墙 左拱肩 拱 顶 右拱肩 右边墙 状态 干燥 潮湿或点滴状 出水 淋雨状或涌流 状出水 淋雨状或涌流状 出水 喷 射状出水 出水量 L/min.m 无 100 地应力 非高应力区 高应力区 极高应力区 稳定性 无掉块 偶有掉块 大量掉块 小型塌方 中型塌方 大型塌方 DB13/T 5266 2020 15 表 F.1 围岩快速判定结果通知单 （续） 隧道名称及幅别 当前掌子面里程 地 层 岩 性 隧 道 埋 深 定量 判定 cR vK BQ 1K 2K 3K BQ 备 注 综合判定 结论 围岩级别 建议支护类别 日 期： 年 月 日 _