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学员专用 请勿外泄
2025环球网校一级建造师《铁路工程管理与实务》考点精讲
第15讲-5.1-5.2隧道围岩分级与施工方法及超前地质预报
5.1.1 隧道围岩分级
【考点】围岩分级主要目的★
评定围岩性质、判断围岩稳定性、选择隧道位置、选择支护和衬砌以及指导隧道施工
【考点】围岩分级★★
(1)铁路隧道围岩基本分级
①分级情况
围岩基本质量 围岩弹性纵波速
级别 岩体特征 土体特征
指标BQ 度v(km/s)
p
I 极硬岩,岩体完整 — >550 A:>5.3
A:4.5~5.3
极硬岩,岩体较完整;
Ⅱ — 550~451 B:>5.3
硬岩,岩体完整
C:>5.0
极硬岩,岩体较破碎; A:4.0~4.5
8
硬岩或软硬岩互层,岩体较完7 B:4.3~5.3
1
Ⅲ 9 — 450~351
4
整; 3 8 C:3.5~5.0
信
较软岩,岩体完整微 D:>4.0
系
联 具压密或成岩作用的黏性
极硬岩,岩体题破碎; A:3.0~4.0
押 土、粉土及砂类土,一般钙
硬岩,岩体较破准碎或破碎; B:3.3~4.3
精 质、铁质胶结的粗角砾土、
IV 较软岩或软硬岩互层,且以软岩 350~251 C:3.0~3.5
粗圆砾土、碎石土、卵石
为主,岩体较完整或较破碎; D:3.0~4.0
土、大块石土,黄土(Q₁、
软岩,岩体完整或较完整 E:2.0~3.0
Q₂)
一般第四系坚硬、硬塑黏性 A:2.0~3.0
较软岩,岩体破碎;
土,稍密及以上、稍湿或潮 B:2.0~3.3
软岩,岩体较破碎至破碎;
V 湿的碎石土、卵石土、圆砾 ≤250 C:2.0~3.0
全部极软岩及全部极破碎岩(包括
土、角砾土、粉土及黄土 D:1.5~3.0
受构造影响严重的破碎带)
(Q₃、Q₄) E:1.0~2.0
8
7
受构造影响严重呈碎石、角砾及 软塑状黏性土,饱和的粉 9 1
8 4 <1.0(饱和状态
VI 粉末、泥土状的富水断层带,富 土、砂类土等,风积沙,严 信 3—
微 的土<1.5)
水破碎的绿泥石或炭质千枚岩 重湿陷性黄土 系
联
②分级总结 一
唯
完整 较完整 较破碎 破碎 极破碎
极硬岩 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
硬岩 Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅳ Ⅴ
较软岩 Ⅲ Ⅳ Ⅳ Ⅴ Ⅴ
软岩 Ⅳ Ⅳ Ⅴ Ⅴ Ⅴ
极软岩 Ⅴ Ⅴ Ⅴ Ⅴ Ⅴ
(2)围岩级别在围岩基本分级基础上,结合隧道工程特点,考虑地下水状态、初始地应力状态等
必要因素进行修正。
【练习题】
1.(2020)根据铁路隧道围岩等级判定,IV级围岩岩体特征是()。
A.极硬岩,岩体破碎
B.硬岩,岩体较破碎或破碎
C.较软岩,岩体破碎
D.软岩,岩体完整或较完整
E.较软岩岩体完整
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【答案】ABD
【解析】铁路隧道围岩基本分级
围岩基本质量 围岩弹性纵波速
级别 岩体特征 土体特征
指标BQ 度vp(km/s)
I 极硬岩,岩体完整 — >550 A:>5.3
A:4.5~5.3
极硬岩,岩体较完整;
Ⅱ — 550~451 B:>5.3
硬岩,岩体完整
C:>5.0
极硬岩,岩体较破碎; A:4.0~4.5
硬岩或软硬岩互层,岩体较完 B:4.3~5.3
Ⅲ — 450~351
整; C:3.5~5.0
较软岩,岩体完整 D:>4.0
具压密或成岩作用的黏性
极硬岩,岩体破碎; A:3.0~4.0
土、粉土及砂类土,一般钙
硬岩,岩体较破碎或破碎; B:3.3~4.3
质、铁质胶结的粗角砾土、
IV 较软岩或软硬岩互层,且以软岩 350~251 C:3.0~3.5
7 8 粗圆砾土、碎石土、卵石
为主,岩体较完整或较破碎;9 1 D:3.0~4.0
8 4 土、大块石土,黄土(Q₁、
软岩,岩体完整或较完信整3 E:2.0~3.0
微 Q₂)
系
联 一般第四系坚硬、硬塑黏性 A:2.0~3.0
较软岩,岩体题破碎;
押 土,稍密及以上、稍湿或潮 B:2.0~3.3
软岩,岩体较破准碎至破碎;
V 精 湿的碎石土、卵石土、圆砾 ≤250 C:2.0~3.0
全部极软岩及全部极破碎岩(包括
土、角砾土、粉土及黄土 D:1.5~3.0
受构造影响严重 的破碎带)
(Q₃、Q₄) E:1.0~2.0
受构造影响严重呈碎石、 角砾及 软塑状黏性土,饱和的粉
<1.0(饱和状态
VI 粉末、泥土状的富水断层带,富 土、砂类土等,风积沙,严 —
的土<1.5)
水破碎的绿泥石或炭质千枚岩 重湿陷性黄土
5.1.2 隧道施工方法
略
5.2 隧道超前地质预报与监控量测
8
5.2.1 超前地质预报 1
7
9
8
4
【考点】隧道超前地质预报工作程序★★
信
3
微
系
联
一
唯
【考点】参建各方在超前地质预报工作中职责与分工★★★
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①隧道超前地质预报责任单位
隧道情况 责任单位 实施单位
高风险和极高风险的软弱围岩及不良地质隧道 设计单位 设计单位
其他隧道 施工单位 施工单位
②超前地质预报实施单位在开工前应结合风险评估编制超前地质预报实施细则,按程序审查和批
准后负责组织实施;
③预报实施单位应及时将超前地质预报成果报施工、监理、勘察设计、建设单位,并对超前地质
预报成果及数据的真实性负责。
④隧道超前地质预报应进行地质复杂程度分级,确定重点预报地段,并应遵循动态设计原则,根
据预报实施工作中掌握的地质情况,及时调整隧道区段的地质复杂程度分级、预报方法和技术要求。
【练习题】
1.(2018)施工图设计阶段,经评估为极高风险隧道的超前地质预报责任主体是()。
A.建设单位 B.设计单位 C.施工单位 D.监理单位
【答案】B
【解析】隧道超前地质预报责任单位
隧道情况 责任单位 实施单位
高风险和极高风险的软弱围岩及不良7 8地质隧道 设计单位 设计单位
1
9
4
其他隧道
3
8 施工单位 施工单位
信
2.(2021)铁路隧道超前地微质预报实施单位应将超前地质预报成果报()。
系
A.建设单位 联
题
B.咨询单位 押
准
C.设计单位 精
D.施工单位
E.监理单位
【答案】ACDE
【解析】超前地质预报实施单位在开工前应结合风险评估编制超前地质预报实施细则,按程序审
查和批准后负责组织实施;预报实施 单位应及时将超前地质预报成果报施工、监理、勘察设计、建设
单位,并对超前地质预报成果及数据的真 实性负责。
【考点】超前地质预报常用方法★★
1.超前地质预测目前常用方法有地质调查 法、钻探法、物探法和超前导坑预报法,施工中应该将
8
几种预报手段综合运用,取长补短,相互补充和 印证。 1 7
9
①地质调查法。包括隧道地表补充地质调查、 洞 内开挖工作面地质素
信
描3 8
4
和洞身地质素描、地层分
界线及构造线的地下和地表相关性分析、地质作图等。 微
系
②钻探法。在富水软弱断层破碎带、岩溶发育区、瓦斯 发育区、
联
重大物探异常区等复杂地质地段
一
唯
应采用超前水平钻探为主的综合方法预报前方的地质情况,包 括 超前地质钻探、加深炮孔探测及孔内
摄影。
③物探法。包括弹性波反射法(地震波反射法、水平声波剖面法、负视速度法和极小偏移距离高
频反射连续剖面法等)、电磁波反射法(地质雷达探测)、高分辨直流电法等。
④超前导坑预报法。包括平行超前导坑法、正洞超前导坑法等
2.长度划分和预报方法选择
①长距离预报。
预报长度 100m以上,可采用地质调查法、地震波反射法及100m以上的超前钻探等。
②中长距离预报
预报长度 30-100m,可采用地质调查法、弹性波反射法及30-100m超前钻探等
③短距离预报
预报长度 30m以内,可采用地质调查法、弹性波反射法、电磁波反射法(地质达探测)及小于30m
的超前钻探等。
5.2.2 监控量测
【考点】监控量测实施方案包括★
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(1)监控量测项目;
(2)元器件及设备;
(3)量测断面、测点布置、量测频率及控制值;
(4)数据记录格式;
(5)数据处理及分析方法;
(6)信息反馈及对策等;
(7)人员组织。
【考点】监控量测技术要求★★★
1.围岩监控量测必测项目
序号 监控量测项目 量测仪器 备注
1 洞内、外观察 现场观察、数码设备、罗盘仪 —
全站仪、水准仪、三维激光扫描仪、机
2 拱顶下沉 —
器视觉设备
全站仪、三维激光扫描仪、激光测距
3 净空变化 —
仪、收敛计、机器视觉设备
全站仪、水准 仪、激光雷达、三维激光
8
4 地表沉降 1 7 隧道浅埋段
扫
4
9描仪、机器视觉设备
8
3
全站仪信、三维激光扫描仪、机器视觉设
5 拱(墙)脚位移 微 不良地质和特殊岩士隧道段
系 备
联
题 隧道应定期对空气中的氧气及一氧
押
6 气体浓度 准 气体浓度检测仪 化碳、二氧化碳、氮氧化物等有害
精
气体和粉尘含量进行监测
2.监控量测断面及测点布置原则
(1)浅理与下穿建(构) 筑物地段应在隧道开挖前布设地表沉降观测点。地表沉降观测点和隧道
内测点宜布置在同一断面里程。
隧道埋深与开挖宽度、高 度 纵向测点间距(m)
2B5B 1次/7d
注:B为隧道开挖宽度。
②按位移速度确定的监控量测频率
位移速度(mm/d) 监控量测频率
≥5 2次/d
1~5 1次/d
0.2~1 1次/(2
1
~7 83)d
9
<0.2 1
信
次3 8
4
/7d
微
(3)施工期间应定期对隧道内空气中的氧气含量及 一氧化碳、二系氧化碳、氮氧化物等有害气体
联
和粉尘含量进行检测。 一
唯
(4)高地应力软岩大变形隧道变形监测频率应按下表确 定。 开挖中下台阶、仰拱或拆除临时支
护等导致受力体系转换过程中,应增加监控量测频率。
位移速度(mm/d) 监控量测频率
≥50 4次/d
30~50 3~4次/d
10~30 2~3次/d
5~10 2次/d
1~5 1次/d
<1 1次/3~7d
4.隧道洞周围岩或初期支护的允许相对位移。
覆盖层厚度D(m)
围岩级别
D<50 50≤D≤300 D>300
Ⅲ 0.10~0.30 0.20~0.50 0.40~1.20
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IV 0.15~0.50 0.40~1.20 0.80~2.00
V 0.20~0.80 0.60~1.60 1.00~3.00
【练习题】
1.(2019)下列隧道监控量测项目中,属于必测项目的有()。
A.拱顶下沉
B.隧底隆起
C.净空变化
D.二次衬砌内力
E.锚杆轴力
【答案】AC
【解析】必测项目包括:洞内、外观察,拱顶下沉,衬砌前净空变化,地表沉降,拱脚下沉,拱
脚位移。
2.(2020)属于隧道围岩监控量测必测项目的是()。
A.直线位移
B.拱顶下沉
C.隧底隆起 7 8
1
9
D.爆破振动 8 4
3
信
【答案】B 微
系
【解析】必测项目包括:联洞内、外观察,拱顶下沉,衬砌前净空变化,地表沉降,拱脚下沉,拱
题
脚位移。 押
准
【考点】监控量测精数据分析处理和信息化管理★
1.一般要求
(1)监控量测数据取得 后应及时进行校核和整理,同时应注明开挖方法、开挖步序节点以及开
挖面里程等信息。
(2)监控量测数据分析宜采用散点图或回归分析方法。
(3)一般隧道监控量测信息反馈 应以位移反馈为主,主要依据时态曲线形态、支护结构表观特
征,对围岩稳定性、支护结构状态、周围 环境的影响程度进行综合判定,验证和优化设计参数,指导
施工。
2.施工过程中应进行监控量测数据实时分 析和阶段分析。
8
(1)实时分析:每天根据监控量测数据及时 进行分析,发现安全隐患,1 7应分析原因并提交异常
9
8
4
报告。
信
3
微
(2)阶段分析:按周、月进行阶段分析,总结监控量 测数据的变化系规律,对施工情况进行评价,
提交阶段分析报告,指导后续施工。 一
联
唯
【考点】安全评价和工程对策★★
1.安全评价
(1)监控量测可根据初期支护安全风险特征、监控量测相对位移值、位移速率进行分级管理。
量测数值特征
管理等级 初期支护安全风险特征
相对位移值 位移速率
初期支护无明显异常变形征兆,无开裂或局部
一级(绿色) U
q·U₀ ≥10.0mm/d 势 注:①管理等级中,U为相对位移预测最终值,对应的相对位移值占比 p、q 可根据现场实际施工 情况进行动态调整,无资料参考时可分别按 1/3 和 2/3 取值。 扫码关注更多 第 6 页 共 7 页 内容 名师面授精华、央企内训、考点串讲、习题模考、考前三页纸、绝密押题联系QQ/微信:3849178二建、监理、一建、一造、二造、安全、消防、咨询、检测课程押题联系QQ/微信:3849178 学员专用 请勿外泄 ②现场初期支护监测控制等级取初期支护安全风险特征、相对位移值、位移速率三者中对应的最 高管理等级。 ③特殊地质隧道应结合地质条件和隧道变形及支护措施制定针对性分级控制监控量测标准。 (2)围岩与支护结构稳定性应根据控制值,结合位移速率与变形时态曲线形态判别。按变形时态 曲线形态判别时,可按下列规则确定: ①当变形时态曲线形态为d²u/dt²<0时,围岩变形将趋于稳定状态。 ②当变形时态曲线形态为d²u/dt²=0时,围岩变形持续发展,处于不稳定状态。 ③当变形时态曲线形态为 d²u/dt²>0 时,围岩变形加速,处于危险状态。 2.工程措施 管理等级 应对措施 一级(绿色) 正常施工 二级(黄色) 综合评价设计施工措施,加强监控量测,必要时采取相应工程措施 三级(红色) 暂停施工,采取相应工程措施 8 7 1 9 4 8 3 信 微 系 联 题 押 准 精 8 1 7 9 8 4 信 3 微 系 联 一 唯 扫码关注更多 第 7 页 共 7 页 内容 名师面授精华、央企内训、考点串讲、习题模考、考前三页纸、绝密押题联系QQ/微信:3849178