[发明专利]基于隧道埋深及风化层厚度的围岩分级修正方法及装置

说明书

一种基于隧道埋深及风化层厚度的围岩分级修正方法及装置，所述方法包括：步骤1，对于隧道洞身段全部位于单一风化地层的隧道段落采用规范规定的办法进行基本围岩分级，获得初始围岩级别；步骤2，根据隧道埋深、风化层厚度对初始围岩级别进行分级修正，得到修正后的围岩级别。针对现有技术中围岩分级没有考虑隧道埋深以及风化岩层厚度的影响，本发明提出一种全新的围岩分级修正方法，根据隧道埋深及风化层厚度对初始围岩级别进行分级修正，减少了主观影响，通过围岩级别量化，隧道围岩界别修正效果显著。

技术领域

本发明属于隧道工程技术领域，具体涉及一种基于隧道埋深及风化层厚度的围岩分级修正方法。

背景技术

目前涌现大量城市隧道、山岭短小隧道，它们都有一个共同特点，隧道埋深不大，洞身通过不同风化程度的复合地层，但目前隧道设计规范围岩分级中没有考虑隧道埋深及分化层厚度的影响，地质工程师出于安全考虑，一般均考虑隧道埋深的影响，导致隧道围岩分级存在较大的不确定性。

目前的围岩分级方法存在以下问题：

（1）隧道围岩分级考虑了岩石风化程度的影响，且有具体的岩石风化程度鉴定办法，但目前隧道围岩分级管理办法没有考虑隧道埋深以及风化岩层厚度，缺失复合风化岩层的围岩分级的方法。

（2）目前的围岩分级方法是定量与定性相结合的，一般由地质工程师提出围岩分级，隧道工程师为不同围岩级别提出针对性的工程措施，且考虑隧道埋深及地形偏压程度的影响，但往往出现地质工程师也会考虑隧道埋深的影响，导致围岩级别或者工程措施偏强，造成工程浪费。

（3）高速铁路平面曲线半径均较大，选线过程中出现大量的短小隧道及大段浅埋隧道，往往出现隧道洞身出现不同风化岩层或者隧道上下较近范围出现风化层界面，由于没有规范规定，对其围岩分级存在主观随意性，且由于量大，工程设计措施上可能存在不足或者浪费。

除了特殊水文地质条件的隧道，大部分短小隧道一般只会出现一种地层，隧道围岩的差别主要体现在所处风化地层的不同。

如图1所示为某山岭隧道纵断面，隧道所处地层为太古界大别群（Ar）片麻岩，围岩弹性纵波速度4200～5650m/s，隧道大部分段落位于弱风化地层，按照《铁路隧道设计规范》判断，基本围岩分级主要为Ⅱ、Ⅲ级围岩，而地质专业提供的Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩长度分别为200m、620m和600m，很显然地质专业考虑了隧道埋深对围岩级别的影响。

对于大部分隧道来说，都与上例隧道类似，隧道大多处于一般地应力水平，除了地表有明显水源或者隧道处于断层破碎带或者接触带，无需进行地下水对围岩级别的修正。因此对于大部分隧道来说，一般出现断层破碎带直接归类为Ⅳ、Ⅴ级围岩，其它段落的围岩差异主要体现在风化程度及风化层厚度。

目前的围岩分级没有考虑隧道埋深的影响，但对于地质工程师来说，埋深越小，围岩成拱能力越弱，尤其在设计质量责任终身制的情况下，地质人员对围岩分级适当保守也有体制因素。为避免类似问题，有必要在围岩分级中考虑埋深这一重要因素，减少主观影响。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种基于隧道埋深及风化层厚度的围岩分级修正方法，对于隧道洞身段全部位于单一风化地层的隧道段落采用规范规定的办法进行基本围岩分级，再引入基于隧道埋深及风化层厚度的围岩分级修正方法对基本围岩级别进行修正，起到量化、规范隧道围岩分级的作用，本发明的技术方案如下：

作为本发明的第一方面，提供一种基于隧道埋深及风化层厚度的围岩分级修正方法，所述方法包括：

步骤1，对于隧道洞身段全部位于单一风化地层的隧道段落采用规范规定的办法进行基本围岩分级，获得初始围岩级别；

步骤2，根据隧道埋深、风化层厚度对初始围岩级别进行分级修正，得到修正后的围岩级别。