2020-04-20
411
1.2.1. Оценка нарушенности породного массива по критерию 
Критерий 
в общем виде можно представить как
| (1.9) |
где 
– показатель характеризующий прочность горной породы на одноосное сжатие; 
– показатель характеризующий качество горной породы согласно индексу 
; 
– показатель характеризующий интенсивность трещиноватости породного массива; 
– показатель характеризующий характер трещининоватости; 
– показатель характеризующий условия обводненности трещин; 
– показатель характеризующий ориентацию трещин относительно проводимого подземного сооружения.
Значение показателей критерия в зависимости от инженерно-геологических условий строительства тоннеля сведены в таблицы (таблица 1.4 - таблица 1.9).
Таблица 1.4 – Показатель (
) критерия 
характеризующий прочность горной породы на одноосное сжатие
| Качественное описание горной породы | Прочность на одноосное сжатие, МПа | Прочность при точечной нагрузке, МПа | Рейтинг |
| Невероятно прочная | > 250 | 8 | 15 |
| Очень прочная | 100 – 250 | 4 – 8 | 12 |
| Прочная | 50 – 100 | 2 – 4 | 7 |
| Средней прочности | 25 – 50 | 1 – 2 | 4 |
| Слабая | 10 – 25 | - | 2 |
| Очень слабая | 2 – 10 | - | 1 |
| Невероятно слабая | 1 – 2 | - | 0 |
Таблица 1.5 – Показатель (
) критерия характеризующий качество горной породы согласно индексу 
|
|
|
| Качественное описание горной породы | Индекс
| Рейтинг |
| Отличное | 90 – 100 | 20 |
| Хорошее | 75 – 90 | 17 |
| Нормальное | 50 – 75 | 13 |
| Плохое | 25 – 75 | 8 |
| Очень плохое | < 25 | 3 |
Таблица 1.6 – Показатель (
) критерия характеризующий интенсивность трещиноватости породного массива
| Качественное описание интенсивности трещиноватости (расстояние между трещинами) | Расстояние между трещинами, м | Рейтинг |
| Очень значительное | > 2 | 20 |
| значительное | 0.6 – 2 | 15 |
| среднее | 0.2 – 0.6 | 10 |
| Малое | 0.06 – 0.2 | 8 |
| Очень малое | < 0.06 | 5 |
Таблица 1.7 – Показатель (
) критерия характеризующий характер трещиноватости породного массива
| Описание характера трещины | Рейтинг |
| Очень шероховатые невыветрелые породы. Трещины плотно закрыты или отсутствуют. | 30 |
| Шероховатые и слегка выветрелые породы, отдельности до 1 мм | 25 |
| Слегка шероховатые и от средне до весьма выветрелые породы, отдельности до 1 мм | 20 |
| Гладкие поверхности, отдельности 1 -5 мм, заполненные набухающим материалом | 10 |
| Толщина набухающего слоя 5 мм, отдельности 5 мм | 0 |
Таблица 1.8 – Показатель (
) критерия характеризующий условия обводненности породного массива
| Приток воды на 10 м длины тоннеля, л/мин | Давление воды в трещине/главные максимальные напряжениям | Общее описание | Рейтинг |
| отсутствует | 0 | полностью сухие | 15 |
| < 10 | 0 – 0.1 | влажные | 10 |
| 10 – 25 | 0.1 – 0.2 | мокрые | 7 |
| 25 – 125 | 0.2 – 0.5 | капеж | 4 |
| > 125 | > 0.5 | приток | 0 |
Таблица 1.9 – Показатель (
) критерия характеризующий ориентацию трещин относительно тоннеля
|
|
|
| Ориентация трещин относительно тоннеля | Рейтинг |
| Очень благоприятная | 0 |
| Благоприятная | -2 |
| Относительно благоприятная | -5 |
| Неблагоприятная | -10 |
| Весьма неблагоприятная | -12 |
После определения рейтинга по каждому отдельному фактору, по формуле (1.9) определяет значение критерия . По величине критерия можно определить устойчивость породного массива, среднее время устойчивого состояния обнажения, а также прочностные показатели породного массива (таблица 1.10).
Таблица 1.10 – Показатели устойчивости породного массива на основании критерия
| Параметры/свойства породного массива | Величина критерия | ||||
| 100 – 81 | 80 – 61 | 60 – 41 | 40 – 21 | < 20 | |
| 1. Категория устойчивости | I | II | III | IV | V |
| 2. Классификация горных пород по устойчивости | Очень хорошая | Хорошая | Средняя | Плохие | Очень плохие |
| 3. Среднее время устойчивого состояния | 10 лет, пролет до 15 м | 6 месяцев, пролет до 8 м | 1 неделя, пролет до 5 м | 10 часов, пролет до 2.5 м | 30 минут, пролет до 1 м |
Рекомендации по крепления тоннелей на основании величины критерия представлены в табличном виде (таблица 1.11).
Таблица 1.11 – Рекомендации по креплению тоннелей на основании величины критерия
| Величина критерия | Рекомендуемый метод строительства | Крепление | ||
| Анкера | Набрызгбетон | Металлические арки | ||
| 100 – 81 | Разработка породы на полное сечение тоннеля. Величина заходка – 3.0 м | В общем случае крепление не выполняется, за исключением крепления отдельных участков анкерной крепью | ||
| 80 – 61 | Разработка породы на полное сечение тоннеля. Величина заходки 1.0 – 1.5 м. Установка постоянного крепление на расстоянии 20 м от лба забоя тоннеля. | Локальная установка анкерной крепи в кровлю выработки длиной 3 м, с шагом 2.5 м. В отдельных случаях устанавливается металлическая сетка. | 50 мм в своде тоннеля в локальных участках | - |
| 60 – 41 | Разработка породы по двух уступной схеме. Величина заходки 1.5 – 3.0 м. Крепление выполняется после каждой заходки. Установка постоянного крепления на расстоянии 10 м от лба забоя тоннеля. | Систематическая установка анкеров длиной 4 м, шагом 1.5 – 2.0 м в кровле тоннеля и боках тоннеля. Установка металлической сетки в своде тоннеля. | 50 – 100 мм в своде тоннеля и 30 мм в боках тоннеля. | - |
| 40 – 21 | Разработка породы по двух уступной схеме. Величина заходки 1.5 – 3.0 м. Крепление выполняется после каждой заходки. Установка постоянного крепления на расстоянии 10 м от лба забоя тоннеля. | Систематическая установка анкеров длиной 4 – 5 м, шагом 1.0 – 1.5 м в своде и боках с установкой металлической сетки. | 100 – 150 мм в своде тоннеля и 100 мм в боках | Легкие стальные рамы с шагом установки 1.5 м (по расчету) |
| < 20 | Разработка сечения тоннеля многочисленными штольнями. Величина заходки при разработке верхней части тоннеля 0.5 – 1.5 м. Установка крепи непосредственно после заходки. Нанесение набрызгбетона на породное обнажение сразу же после ведения взрывных работ. | Систематическая установка анкеров длиною 5 – 6 м, шаг расстановки 1.0 – 1.5 м в своде и боках тоннеля с установкой металлической сетки. Установка анкеров в обратный свод. | 150 – 200 мм в кровле, 150 мм в боках и 50 мм на лоб забоя | Рамы или арки средней/высокой несущей способности шагом 0.75 м. Передовое крепление лба забоя. Установка обратного свода. |
Рисунок 1.2 – Оценка продолжительности устойчивого состояния при величине пролета тоннеля по величине критерия
