圍岩
| 圍岩 |
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中文名；圍岩 工程；地質 周圍；洞身 岩石；地下 |
在岩石地下工程中，由於受開挖影響而發生應力狀態改變的周圍岩體，稱為圍岩。
圍岩又稱主岩、容礦岩。礦體周圍的和岩體周圍的岩石均稱圍岩。
不過，前者是礦體的圍岩，後者為岩體的圍岩。
礦體與圍岩的關係大致有二種情況： 礦體與圍岩在組構上和有用組份的含量上有顯著的差別，接觸界線清楚，如脈狀充填礦體與圍岩的關係。
礦體與圍岩的分界線是過渡的，如浸染狀交代礦體與圍岩的關係。
在一般情況下，礦體和圍岩的邊界是通過系統的取樣分析，根據一定的工業指標圈定的。[1]
目錄
簡介
工程地質學中把重分布應力影響範圍內的岩體稱為圍岩。絕大部分為6r（r為洞室半徑 ）。
一、地質學名詞，相對於某種地殼物質周圍的岩石。常見的有岩漿的圍岩和礦體的圍岩。煤層圍岩指的是煤層周圍一定範圍內，對煤層的穩定有影響的岩(土)體。
二、在岩石地下工程中，由於受開挖影響而發生應力狀態改變的周圍岩體。
圍岩是洞室四周圍繞的岩石，這個洞室可以是人工開鑿的（例如各種隧道、地下倉庫等等），也可以是天然形成的（例如山洞、溶洞等等）。
工程性質
圍岩的工程性質，—般包括三個方面：物理性質、水理性質和力學性質。而對圍岩穩定性最有影響的則是力學性質，即圍岩抵抗變形和破壞的性能。圍岩既可以是岩體、也可以是土體。
岩體是在漫長的地質歷史中，經過岩石建造、構造形變和次生蛻變而形成的地質體。它被許許多多不同方向、不同規模的斷層面、層理面、節理面和裂隙面等各種地質界面切割為大小不等，形狀各異的各種塊體。
工程地質學中將這些地質界面稱之為結構面或不連續面，將這些塊體稱之為結構體，並將岩體看作是由結構面和結構體組合而成的具有結構特徵的地質體。
所以，岩體的力學性質性質主要取決於岩體的結構特徵、結構體岩石的特徵以及結構面的特性。
環境因素尤其是地下水和地溫對岩體的力學性質影響也很大。在眾多的因素中，哪個起主導作用需視具體條件而定。
穩定性
隧道工程所賦存的地質環境的內涵很廣。包括地層特徵，地下水狀況，開挖隧道前就存在於地層中的原始地應力狀態，以及地溫梯度等。
但對隧道工程來說，最關心的問題則是地層被挖成隧道後的穩定程度。這是不言而喻的，因為地層穩定就意味着開挖隧道所引起的地層向隧道內的變形很小，而且在較短的時間內就可基本停止，這對施工過程和支護結構都是非常有利的。
地層被挖成隧道後的穩定程度稱為隧道圍岩的穩定性，這是一個反映地質環境的綜合指標。
圍岩在開挖隧道時的穩定程度乃是岩體力學性質的一種表現形式。因此，影響岩體力學性質的各種因素在這裡同樣起作用，只是各自的重要性有所不同。
1、岩體結構特徵
岩體的結構特徵是長時間地質構造運動的產物，是控制岩體破壞形態的關鍵。從穩定性分類的角度來看，岩體的結構特徵可以簡單地用岩體的破碎程度或完整性來表示。在某種程度上它反映了岩體受地質構造作用嚴重的程度。實踐證明，圍岩的破碎程度對坑道的穩定與否起主導作用，在相同岩性的條件下，岩體愈破碎，坑道就愈容易失穩。因此，在近代圍岩分類法中，都已將岩體的破碎或完整狀態作為分類的基本指標之一。
2、結構面性質和空間的組合
在塊狀或層狀結構的岩體中，控制岩體破壞的主要因素是軟弱結構面的性質，以及它們在空間的組合狀態。對於隧道來說，圍岩中存在單一的軟弱面，一般並不會影響坑道的穩定性。只有當結構面與隧道軸線相互關係不利時，或者出現兩組或兩組以上的結構面時，才能構成容易墮落的分離岩塊。例如有兩組平行但傾問相反的結構面和一組與之垂直或斜交的陡傾結構面，就可能構成屋脊形分離岩塊。至於分離岩塊是否會塌落或滑動，還與結構面的抗剪強度以及岩塊之間的相互聯鎖作用有關。
3、岩石的力學性質
在整體結構的岩體中，控制圍岩穩定性的主要因素是岩石的力學性質，尤其是岩石的強度。一般來說，岩石強度越高坑道越穩定。在圍岩分類中所說的岩石強度指標，都是指岩石的單軸飽和極限抗壓強度。因為這種強度的試驗方法簡便，數據離散性小，而且與其它物理力學指標有良好的換算關係。
4、圍岩的初始應力場
圍岩的初始應力場是隧道圍岩變形、破壞的根本作用力，它直接影響圍岩的穩定性。
5、地下水狀況
隧道施工的實踐證明，地下水是造成施工坍方，使隧道圍岩喪失穩定的最重要因素之—，因此，在圍岩分類中切不可忽視。
人為因素
施工等人為因素也是造成圍岩失穩的重要條件。其中尤其以坑道的尺寸（主要指跨度）形狀以及施工中所採用的開挖方法等影響較為顯著。
1、坑道尺寸和形狀
實踐證明，在同—類圍岩中，坑道跨度愈大，坑道圍岩的穩定性就愈差，因為岩體的破碎程度相對加大了。
2、 施工中所採用的開挖方法
從施工技術水平來看，開挖方法對隧道圍岩穩定性的影響較為明顯，在分類中必須予以考慮。例如，在同一類岩體中，採用普通的爆破法和採用控制爆破法，採用礦山法和採用掘進機法，採用全斷面一次開挖和採用小斷面分部開挖，對隧道圍岩的影響都各不相同。所以，大多數圍岩分類法都是建立在相應的施工方法的基礎上的。
圍岩分類的原則有多種，它是在人們對隧道工程的不斷實踐和對圍岩的地質條件逐漸加深了解的基礎上發展起來的。不同的國家，不同的行業都根據各自的工程持點提出了各自的圍岩分類原則。現行的許多圍岩分類方法中，作為分類的基本要素大致有三大類：
第Ⅰ類
與岩性有關的要素。例如分為硬岩、軟岩、膨脹性岩等，其分類指標是採用岩石強度和變形性質等，如岩石的單軸抗壓強度、岩石的變形模量或彈性波速度等。
第Ⅱ類
與地質構造有關的要素。如軟弱結構面的分布與性態、風化程度等。其分類指標採用岩石質量指標、地質因素評分法等等。這些指標實質上是對岩體完整性或結構狀態的評價。這類指標在劃分圍岩的類別中一般占有重要的地位。
第Ⅲ類
與地下水有關的要素。
分類方法
(一)以岩石強度或岩石的物性指標為代表的分類方法
1、以岩石強度為基礎的分類方法
這種圍岩分類單純以岩石的強度為依據，例如我國解放前及解放初期(如修建成渝線時)的土石分類法。即把岩石分為堅石、次堅石、松石及土四類。並設計出相應的四種隧道襯砌結構類型。
2、以岩石的物性指標為基礎的分類方法
在這種分類方法中，具有代表性的是前蘇聯普洛托季雅柯諾夫教授提出的「岩石堅固性係數」分類法(或稱「」值分類法，也叫普氏分類法)。它把圍岩分成10類。這種分類法曾在我國的隧道工程中得到廣泛的應用。
(二)以岩體構造、岩性特徵為代表的分類方法
1、這種分類法以泰沙基分類法為代表
此法是在早期提出的，限於當時的條件僅把不同岩性、不同構造條件的圍岩分成九類，每類都有一個相應的地壓範圍值和支護措施。在考慮問題時是以坑道有水的條件為基礎的，當確認無水時，4～7類圍岩的地壓值應降低50%。這一分類方法曾長期被各國所採用，仍有廣泛的影響。
2、以岩體綜合物性為指標的分類方法
60年代我國在積累大量鐵路隧道修建經驗的基礎上，提出了以岩體綜合物性指標為基礎的「岩體綜合分類法」，並於1975年經修正後正式作為鐵路隧道圍岩分類方法，1986年再作修訂後列入我國現行的《鐵路隧道設計規範》。
參考來源