井巷工程 第一章 岩石性质与工程分级.pptVIP

井巷施工技术 掘巷后：（1）巷道周边应力集中；（2）围岩强度降小(三向应力状态→两向应力状态）（3）开挖扰动等 围岩应力与围岩强度的关系发生变化（超过则破坏，等于为极限平衡，小于则稳定）； * * 第一章 岩石的性质及其工程分级 胶州湾海底隧道 2010.4.28全线贯通,南接黄岛区的薛家岛，北连青岛老市区团岛，下穿胶州湾湾口海域。工程全长8800米，隧道全长约7800米，跨海域部分约3950米，胶州湾隧道是继厦门翔安海底隧道之后内地第二条海底隧道，目前在海底隧道中长度排名国内第一、世界第三,预计于2011年4月通车。 胶州湾海底隧道胶州湾隧道地处胶州湾湾口,隧址区平均水深30 m,最大水深42m, 覆盖层平均厚30m。主隧道结构采用复合式衬砌结构,根据不同围岩地段的结构受力要求,考虑到海域段隧道地下水压力大,海域段断面采用三心圆拱形断面,设置仰拱;陆域段采用三心圆拱形断面,Ⅳ,Ⅴ级断面设置仰拱,Ⅱ,Ⅲ级围岩不设仰拱,结构如图4,图5所示。 难点： 基岩弱风化多为中等透水性、少数弱透水性。海水对钢筋砼有腐蚀性,由于隧道纵坡呈V形,渗漏水不能顺自然坡流出洞外,对砼耐久性和隧道防、排水质量要求较高。 超浅埋,超大断面隧道下穿建筑群，引起楼房基础沉降、结构开裂。 海底地压比较大。 施工方法： 工程采用钻爆法开挖，喷锚构筑法支护。 Ⅱ，Ⅲ级围岩段采用四臂凿岩台车下导洞超前减震全断面爆破开挖作业； Ⅳ级围岩采用台阶法开挖； Ⅴ级围岩陆域段和挤压型海底破碎带采用自进式管棚超前支护和超前预注浆加固堵水结合的方法，分步开挖。 第一章　岩石的性质及工程分类 井巷施工技术的最基本工作就是破岩与维护。因此，在这一章主要讲述岩石的一些基本性质，为破岩与维护的基础知识；另外，围岩的工程分级一直是工程设计的基本依据之一。 本章的重点是围岩分级。 第一节　概述 岩石：是由一种或多种矿物组成的。每种矿物都有一定的内部结构和固定的化学成份，因而各具有一定的物理性质和形态。 岩体＝岩块（岩石材料）＋ 弱面（层理、节理、断层） 岩块：从地壳岩层中切取出来的小块体，通常是指岩石材料。 岩体：指岩石工程周围较大范围内的自然地质体 。 表土：指覆盖在地壳上部的第四纪沉积物如黄土、粘土、流砂、淤泥、砾石等。 基岩：表土以下固结性岩石的统称。 煤系地层中最常遇到的是各种沉积岩，如砂岩，页岩等。 岩石材料的性质对岩体性质影响很小，而弱面控制着岩体的性质。例如：岩体压缩时，破坏是沿着已存在的弱面发生的；在拉伸时，由于弱面的存在，强度很小。 岩块（Rock）性质： 强度：抗压强度、抗拉强度、剪切强度等； 变形：弹性模量、泊松比； 矿物：矿物成分、颗粒大小、结构等； 物理性质：密度、水理性、孔隙性等。 弱面(Discontinuities)性质 弱面包括层理、节理、断层等。 性质包括：剪切强度、方位、距离、硬 度、张开度、充填性、风化性、粗糙性等 第二节 岩石物理性质 1、相对密度（比重）：取决于组成岩石的矿物的相对密度。 一、岩石的比重与密度 2、密度（容重）（kN/m3）。分为干密度和湿密度。 3、说明：岩石由固体、空气和水组成；干湿密度的区分对粘土类矿物意义重大。取决于矿物成分、孔隙度和含水量。与埋深也有关 岩石物理力学性质是岩体最基本、最重要的性质之一，也是岩石力学学科中研究最早、最完善的内容之一。 指岩石的裂隙和孔隙发育的程度，用孔隙度n和孔隙比e来表示。 随着孔隙度增大，一方面消弱了岩石的整体稳定性，使其密度和强度降低，透水性增大；另一方面会增加风化速度。进一步降低力学强度和增大透水性。 二、岩石的孔隙性 1、吸水率 三、岩石的水理性质（吸水率、透水性、溶蚀性、软化性、膨胀性和崩解性） 岩石吸水率大小取决于岩石中的孔隙、裂隙数量和大小、开裂程度及其分布情况，并且与试验条件有关。时间和尺寸均有影响。 2、透水性：岩石能被水透过的性能。与地下水水头、岩体应力、孔隙度、孔隙大小及其连通程度有关。 岩石样品渗透性的确定对实际问题的意义，例如：将水、油或气泵入多孔的岩层中，或从其中抽出来；在多孔岩层中处理卤水废物；为了能量转换而在地下洞穴中贮存液体；评价水库的不透水性；排除深处洞室的海水，或预估流入隧洞的水量等。 3、溶蚀性：由于水化学作用而把岩石中某些物质带走的现象。 4、膨胀性和崩解性：前者是指岩石浸水后体积增大和压力增大的性能；后者是指浸水后发生解体的现象。 5、软化性 四、岩石的碎胀性 1.5~2.5 坚硬岩石 1.2 1.3