4.2 地下洞室

4.2.1本节适用于人工开挖的无压地下洞室的岩土工程勘察。

4.2.2地下洞室勘察的围岩分级方法应与地下洞室设计采用的标准一致。

4.2.3可行性研究勘察应通过搜集区域地质资料，现场踏勘和调查，了解拟选方案的地形地貌、地层岩性、地质构造、工程地质、水文地质和环境条件，做出可行性评价，选择合适的洞址和洞口。

4.2.4初步勘察应采用工程地质测绘、勘探和测试等方法，初步查明选定方案的地质条件和环境条件，初步确定岩体质量等级(围岩类别)，对洞址和洞口的稳定性做出评价，为初步设计提供依据。

4.2.5初步勘察时，工程地质测绘和调查应初步查明下列问题：
1. 地貌形态和成因类型；
2. 地层岩性、产状、厚度、风化程度；
3. 断裂和主要裂隙的性质、产状、充填、胶结、贯通及组合关系；
4. 不良地质作用的类型、规模和分布；
5. 地震地质背景；
6. 地应力的最大主应力作用方向；
7. 地下水类型、埋藏条件、补给、排泄和动态变化；
8. 地表水体的分布及其与地下水的关系，淤积物的特征；
9. 洞室穿越地面建筑物、地下构筑物、管道等既有工程时的相互影响。

4.2.6初步勘察时，勘探与测试应符合下列要求：
1. 采用浅层地震剖面法或其他有效方法圈定隐伏断裂、构造破碎带，查明基岩埋深、划分风化带；
2. 勘探点宜沿洞室外侧交叉布置，勘探点间距宜为100～200m，采取试样和原位测试勘探孔不宜少于勘探孔总数的2／3；控制性勘探孔深度，对岩体基本质量等级为I级和Ⅱ级的岩体宜钻入洞底设计标高下1～3m；对Ⅲ级岩体宜钻入3～5m，对Ⅳ级、V级的岩体和土层，勘探孔深度应根据实际情况确定；
3. 每一主要岩层和土层均应采取试样，当有地下水时应采取水试样；当洞区存在有害气体或地温异常时，应进行有害气体成分、含量或地温测定；对高地应力地区，应进行地应力量测；
4. 必要时，可进行钻孔弹性波或声波测试，钻孔地震CT或钻孔电磁波CT测试；
5. 室内岩石试验和土工试验项目，应按本规范第11章的规定执行。

4.2.7详细勘察应采用钻探、钻孔物探和测试为主的勘察方法，必要时可结合施工导洞布置洞探，详细查明洞址、洞口、洞室穿越线路的工程地质和水文地质条件，分段划分岩体质量等级(围岩类别)，评价洞体和围岩的稳定性，为设计支护结构和确定施工方案提供资料。

4.2.8详细勘察应进行下列工作：
1. 查明地层岩性及其分布，划分岩组和风化程度，进行岩石物理力学性质试验；
2. 查明断裂构造和破碎带的位置、规模、产状和力学属性，划分岩体结构类型；
3. 查明不良地质作用的类型、性质、分布，并提出防治措施的建议；
4. 查明主要含水层的分布、厚度、埋深，地下水的类型、水位、补给排泄条件，预测开挖期间出水状态、涌水量和水质的腐蚀性；
5. 城市地下洞室需降水施工时，应分段提出工程降水方案和有关参数；
6. 查明洞室所在位置及邻近地段的地面建筑和地下构筑物、管线状况，预测洞室开挖可能产生的影响，提出防护措施。

4.2.9详细勘察可采用浅层地震勘探和孔间地震CT或孔间电磁波CT测试等方法，详细查明基岩埋深、岩石风化程度，隐伏体(如溶洞、破碎带等)的位置，在钻孔中进行弹性波波速测试，为确定岩体质量等级(围岩类别)，评价岩体完整性，计算动力参数提供资料。

4.2.10详细勘察时，勘探点宜在洞室中线外侧6～8m交叉布置，山区地下洞室按地质构造布置，且勘探点间距不应大于50m；城市地下洞室的勘探点间距，岩土变化复杂的场地宜小于25m，中等复杂的宜为25～40m，简单的宜为40～80m。
采集试样和原位测试勘探孑L数量不应少于勘探孔总数的1／2。

4.2.11详细勘察时，第四系中的控制性勘探孔深度应根据工程地质、水文地质条件、洞室埋深、防护设计等需要确定；一般性勘探孔可钻至基底设计标高下6～10m。控制性勘探孔深度，可按本节第4．2．6条第2款的规定执行。

4.2.12详细勘察的室内试验和原位测试，除应满足初步勘察的要求外，对城市地下洞室尚应根据设计要求进行下列试验：
1. 采用承压板边长为30cm的载荷试验测求地基基床系数；
2. 采用面热源法或热线比较法进行热物理指标试验，计算热物理参数：导温系数、导热系数和比热容；
3. 当需提供动力参数时，可用压缩波波速υ_p和剪切波波速υ_s计算求得，必要时，可采用室内动力性质试验，提供动力参数。

4.2.13施工勘察应配合导洞或毛洞开挖进行，当发现与勘察资料有较大出入时，应提出修改设计和施工方案的建议。

4.2.14地下洞室围岩的稳定性评价可采用工程地质分析与理论计算相结合的方法，可采用数值法或弹性有限元图谱法计算。

4.2.15 当洞室可能产生偏压、膨胀压力、岩爆和其他特殊情况时，应进行专门研究。

4.2.16详细勘察阶段地下洞室岩土工程勘察报告，除按本规范第14章的要求执行外，尚应包括下列内容：
1. 划分围岩类别；
2. 提出洞址、洞口、洞轴线位置的建议；
3. 对洞口、洞体的稳定性进行评价；
4. 提出支护方案和施工方法的建议；
5. 对地面变形和既有建筑的影响进行评价。

条文说明

4.2 地下洞室

4.2.1 国内目前围岩分类方法很多，国家标准有：《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GBJ 86-85)、《工程岩体分级标准》（GB 50218-94)和《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》(GB 50307-99)。另外，水电系统、铁路系统和公路系统均有自已的围岩分类。
本规范推荐国家标准QT．程岩体分级标准》(GB 50218-94)中的岩体质量分级标准和《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》(GB 50307-99)中的围岩分类。
前者首先确定基本质量级别，然后考虑地下水、主要软弱结构面和地应力等因素对基本质量级别进行修正，并以此衡量地下洞室的稳定性，岩体级别越高，则洞室的自稳能力越好。
后者则为了与《地下铁道设计规范》(GB 50157-92)相一致，采用了铁路系统的围岩分类法。这种围岩分类是根据围岩的主要工程地质特征(如岩石强度、受构造的影响大小、节理发育情况和有无软弱结构面等)、结构特征和完整状态以及围岩开挖后的稳定状态等综合确定围岩类别。并可根据围岩类别估算围岩的均布压力。
而《锚杆喷射混凝土支护技术规范》 (GBJ 86-85)的围岩分类，则是根据岩体结构、受构造的影响程度、结构面发育情况、岩石强度和声波指标以及毛洞稳定性情况等综合确定。
以上三种围岩分类，都是国家标准，各有特点，各有用途，使用时应注意与设计采用的标准相一致。

4.2.2 [修订说明]
修订后只保留“地下洞室勘察的围岩分级应与地下洞室设计采用的标准一致”。将后面的文字删去。因为前一句意思已很明确，且《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》 (GB50307)所依据的是铁路规范对围岩类别的规定，现铁路规范已经修改。

4.2.3 根据多年的实践经验，地下洞室勘察分阶段实施是十分必要的。这不仅符合按程序办事的基本建设原则，也是由于自然界地质现象的复杂性和多变性所决定。因为这种复杂多变性，在一定的勘察阶段内难以全部认识和掌握，需要一个逐步深化的认识过程。分阶段实施勘察工作，可以减少工作的盲目性，有利于保证工程质量。《94规范》分为可行性与初步勘察、详细勘察和施工勘察三个阶段。但各阶段的勘察内容和勘察方法不够明确。
本次修订，划分为可行性研究勘察、初步勘察、详细勘察和施工勘察四个阶段，并详细规定了各勘察阶段的勘察内容和勘察方法。当然，也可根据拟建工程的规模、性质和地质条件，因地制宜地简化勘察阶段。
可行性研究勘察阶段可通过搜集资料和现场踏勘，对拟选方案的适宜性做出评价，选择合适的洞址和洞口。

4.2.4-4.2.6 这三条规定了地下洞室初步勘察的勘察内容和勘察方法。规定初步勘察宜采用工程地质测绘，并结合工程需要，辅以物探、钻探和测试工作。
工程地质测绘的任务是查明地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件和不良地质作用，为评价洞区稳定性和建洞适宜性提供资料；为布置物探和钻探工作量提供依据。在地下洞室勘察中，工程地质测绘做好了，可以起到事半功倍的作用。
工程物探可采用浅层地震剖面勘探和地震CT等方法圈定地下隐伏体，探测构造破碎带；在钻孔内测定弹性波或声波波速，可评价岩体完整性，计算岩体动力参数，划分围岩类别等。
钻探工作可根据工程地质测绘的疑点和工程物探的异常点布置。本节第4.2.6条规定的勘探点间距和勘探孔深度是综合了军队地下工程勘测规范》(GB2813—1997)、《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》(GB 50307—99)和《公路隧道勘测规程》(JTJ063—85)等几本规范的有关内容制定的。

4.2.7-4.2.12 这六条规定的是详细勘察。
详细勘察阶段是地下洞室勘察的一个重要勘察阶段，其任务是在查明洞体地质条件的基础上，分段划分岩体质量级别或围岩类别，评价洞体和围岩稳定性，为洞室支护设计和确定施工方案提供资料。勘探方法应采用钻探、孔内物探和测试，必要时，还可布置洞探。工程地质测绘在详勘阶段一般情况下不单独进行，只是根据需要作一些补充性调查。
试验工作除常规的以外，对地下铁道，尚应测定基床系数和热物理参数。
1.基床系数用于衬砌设计时计算围岩的弹性抗力强度，应通过载荷试验求得(参见本规范第10.2.6条)；
2. 热物理参数用于地下洞室通风负荷设计，通常采用面热源法和热线比较法测定潮湿土层的导温系数、导热系数和比热容；热线比较法还适用于测定岩石的导热系数，比热容还可用热平衡法测定，具体测定方法可参见国家标准《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》(GB50307—99)条文说明；
3. 室内动力性质试验包括动三轴试验、动单剪试验和共振柱试验等；动力参数包括动弹性模量、动剪切模量、动泊松比。

4.2.13 地下洞室勘察，凭工程地质测绘、工程物探和少量的钻探工作，其精度是难以满足施工要求的，尚需依靠施工勘察和超前地质预报加以补充和修正。因此，施工勘察和地质超前预报关系到地下洞室掘进速度和施工安全，可以起到指导设计和施工的作用。
超前地质预报主要内容包括下列四方面：
1. 断裂、破碎带和风化囊的预报；
2. 不稳定块体的预报；
3. 地下水活动情况的预报；
4. 地应力状况的预报。
超前预报的方法，主要有超前导坑预报法、超前钻孔测试法和掌子面位移量测法等。

4.2.14 评价围岩稳定性，应采用工程地质分析与理论计算相结合的方法。两者不可偏颇。
本次删去了《94规范》中的围岩压力计算公式，理由是随着科技的发展，计算方法进步很快，而这些公式显得有些陈旧，继续保留在规范中，不利于新技术、新方法的应用，不利于技术进步和发展。
关于地下洞室围岩稳定性计算分析，可采用数值法或“弹性有限元图谱法”，计算方法可参照有关书籍。