工程地质岩组与岩体质量分级在岩石工程中应用对比

  1 引言

 

  通过从分析岩石地质本质性、物理本属性到力学本构性的讨论，王思敬[1]建立了岩石力学与地质学深入结合的知识通道。从地质本质性和力学演绎两端元出发，将岩石力学和工程地质更紧密地融合在一起。从可操作技术方法层面看，工程地质分区、分组和岩体质量分级有各自的方法、手段，其依据和使用层次范围各不相同，服务工程阶段也有差别，但它们之间存在一些交叉和重叠。岩石力学中常采用的岩块工程分类、岩体质量分级等，服务于工程设计和施工的目标更为具体。本文结合隧道工程实践中多不良地质体条件下不同建设阶段岩体质量级别判别结果明显不同的原因分析，对这些方法进行对比，讨论了它们在岩石工程中分阶段、分层次、分类型的应用特征，为进一步发展和融合这些具体技术方法提供基础。

 

  在地质建造和构造改造基础上，结合物理力学性质而给出的工程地质岩组，为工程地质分区和工程地质条件评价提供了依据[2]，其作用主要在于对地质体的归并定性认识，为工程地质问题分析和大尺度超前地质预报提供了基础。以RMR[3]和Q[4]等为代表的岩体质量分级体系，是力学参数提取和设计的重要依据。地质条件简单情况下，分级体系量化意义比较大，而复杂地质(如不良地质体大量出现)条件下，工程地质岩组对复杂问题的认识和刻画意义更大，有利于分析认识变形破坏模式，也能较好地解释不同建设阶段岩体质量级别差别较大的原因。

 

  2 工程地质岩组与条件评价

 

  完整岩石工程地质分类、工程地质岩组、结构面分级、结构体分级、岩体结构分类和工程地质分区，构成了岩体工程地质力学观点指导下的可操作的技术方法，也成为了工程地质条件评价的基本内容、基础和依据(见图1)。其中，工程地质条件评价是目标，核心是工程地质问题预测，工程地质岩组和工程地质分区等是研究结果的表现形式和工程应用的接口。图1 中，虚线框表示分级或分类，而点线框表示对应的实线框中的要素所包含的因子。粗实线框表示的工程地质分区、工程地质问题预测、岩体结构、工程地质岩组、结构面和岩体质量分级，系不同层次上工程地质研究主要内容和要素。

 

  完整岩石工程地质分类基本上以抗压强度和弹性模量为准，是概括性分类，便于对岩体重要组成部分的结构体的物理力学属性进行综合认识。以对数表示的横坐标为轴向抗压强度分级(A～E5 级)、纵坐标为弹性模量，以弹性模量比500∶1 和200∶1 分别作为上限和下限，将岩石划分为高弹性模量比H、中弹性模量比M 和低弹性模量比L。凡具有镶嵌结构、各向异性不显著的岩石都落在M 范畴之内。多数火成岩属于此级。

 

  在岩体工程地质力学研究中，岩组是指岩石的工程地质组合。正确的划分岩组有利于对岩体结构的认识，有利于对岩体稳定性进行评价分析，有利于工程技术人员对工程地质资料的应用。岩组划分以岩体工程地质力学(即岩体结构控制岩体稳定)观点为出发点，即其原则[5]。由于工程岩体比地质体小很多倍，岩组划分不能过大，必须在建造类型基础上进行。工程地质岩组一般是为工程规划和设计服务的，其所对应的结构面和结构体的级别一般都比较低，而非大区域范围上的宏观。结合金川矿区岩石建造发育特征，许 兵等[2]依据岩石成因类型及岩性、岩相变化等4 个方面的因素，将露天矿区的岩石划分为混合岩岩组等13 个工程地质岩组。

 

  结构面分级是据断裂和其他成因的地质结构面的规模(延展长度和宽度)而开展的5(I～V)级划分。

 

  它们在地质体结构中占主导地位，构成了不同级序地质结构体边界。不同级序地质结构控制着不同规模的工程地质问题[5-6]。

 

  结构面的层次性决定了结构体的大小及其分级。从I 级(地质体或断块体)、II 级(山体)、III 级(块体)，到IV 级(岩块)，其在岩体稳定分析中所起的作用也不同。

 

  在对结构面、结构体形成过程和特性研究的基础上，据结构面发育程度和特性、结构体组合排列和接触形态，可将岩体结构划分为4 种类型：I类：整体状结构(包括整体和块状结构)；II 类：层状结构(包括层状结构和薄层或板状结构)；III 类：

 

  碎裂结构(包括镶嵌结构、层状碎裂结构和碎裂结构)；IV 类：散体结构。岩体结构分类已被岩石工程学术界和工程界广为接受，被编写进了规范和教科书。王思敬[1]综合考虑岩石成岩和演化过程、主要物质组成和结构、基本工程特性，将工程岩体划分为节理(块)状J、层状L 和碎裂岩体C 三类，并指出由镶嵌结构、碎裂结构和松软结构组成的碎裂结构岩体一般构成工程场地最差的部位，并进一步对其做3～5 类工程分级。

 

  工程地质条件评价是对与工程有关的地形地貌等6 个要素的总体进行综合分析和论证，定性和定量说明工程地质条件的优劣。工程地质问题分析是工程地质工作的中心环节和研究的核心，在此基础上才能做出工程地质评价、工程地质结论和处理措施方案[7]。工程地质问题的分析和预测也构成了大尺度超前地质预报的主要内容。

 

  工程地质分区是将所研究的范围按其工程地质条件和评价的共同性和差异性划分为不同的区段。

 

  不同区段上条件不同，而同一区段内地质工程修建和使用条件相似。一般工程地质分区的级序有四级，即一为区域，二为地区，三为亚区和四为地段。

 

  一般而言，分区的依据是工程地质条件评价，侧重于内外动力地质作用、水–岩相互作用、人类活动和地质灾害特征等。其目的是为地质灾害预防和工程设计提供依据，已由工程地质条件定性分析发展到用多因素综合量化的分区指标。

 

  3 岩体质量分级与岩石工程设计

 

  岩块和岩体的工程分类一直是工程地质和岩体力学的基本研究课题之一。国内外关于岩块和岩体的分类已有数十种，绝大部分是上世纪60 年代以后提出的，在岩石工程实践中不断得到应用和发展的有我国国标和不同部门的(BQ[9]，HC[10]，Z[5]指标/法等)分类、国际上的(RQD[11]，RMR[3]，Q[4]，GSI[12]等)分类。在工程地质要素和分类研究基础上，采用对岩体质量起控制作用的3 个内因：岩体完整性、结构面抗剪特性和结构体或岩块坚强性，谷德振提出了用于评价岩体质量优劣的岩体质量系数Z：Z = I f S (1)式中：I = 2 2Vm /Vr 为岩体完整性系数， m V 为岩体中纵波速度； r V 为岩石标本中纵波速度；f = tg?为结构面的摩擦因数；S = Rc/100 为岩块坚强系数，Rc 为岩块的饱和单轴抗压强度。

 

  式(1)中的3 个内因成为了后续许多岩体分类中计算岩体质量指标的基本因子，如国标的岩体质量基本指标(BQ)、地质体强度指标(GSI)图形中的2 个关键因素(岩体完整程度和结构面特性)等。这些分类方法和指标可归纳为2 个系统，即以围岩强度为基础和以围岩稳定性为基础。后者还可分为定性描述、定量指标法(和差法、积商法)。图2 中五分法和其他所列为使用较多方法和指标，包括以不同部门规范形式给出的指标。

 

  岩体分类数量上一般以五级为主，还有三级、四级、七级和九级等。考虑工程施工条件和技术水平，铁道部门提出了6 级隧道围岩分级方案[21]，水利部门提出了16 级岩土开挖分级方案，这2 个方案中都考虑了土体的存在和影响，尤其是后者对土就划分了4 个类别。在坝基或渠道开挖过程中，施工场地常位于地下水位以上而挖掘的岩土多是干燥、不饱水的，不同于一般地下工程围岩分类中通常采用岩石单轴饱和抗压强度值作为重要的分类指标之一。

 

  在岩石工程规划、设计和施工过程中，岩体质量类别会发生一定变化，从而不得不做出一些调整，这固然与不同勘察阶段对地质体揭露部位和相应的认识程度逐渐提高有关，也不可避免地存在围岩受到工程施工扰动影响，例如，不同规模环向剪切裂纹的贯通、一定范围内松动圈的形成等，使岩体质量得到劣化，岩体质量级别上会有相应的降低。基于此而提出的动态设计理念和理论研究[23]就具有很重要的意义。

 

  4 工程地质岩组与岩体质量关系

 

  基于岩石建造和岩体结构控制论的工程地质岩组、为岩体强度或稳定性而实施的岩体质量分级，具有不同的特点和适用范围。前者粗略但抓住了控制性结构和岩性组合，后者为设计和施工提供类比以及力学参数范围，但在复杂地质条件下尺度分辨率、方向及因素划分上存在一些问题，难以界清变形破坏模式，需与岩组结合起来。

 

  国内外针对不同类型工程、不同的地质条件，先后出现过多种岩体质量分类方案和方法，常用的如国标法(BQ)、铁路隧道围岩分级、巴顿的Q值法、南非的RMR 方法，以及近些年来受关注的地质体强度指标法(GSI)。

 

  岩体分级所采用的多指标和差法、积商法计算，基本上是将几个关键指标当作权重相同或均等而做的数学上的加法和乘积运算。通过对岩石工程出现的大量问题分析发现，在不同的地质条件下，各因素和指标的权重或作用不是均等的，这也是同样质量级别岩体，出现问题与否及严重程度往往很不相同的原因。也即地质体结构是分不同层次的，影响因素也非均等作用，呈现出不同变形破坏模式，且随施工过程发生动态调整。结构层次性和因素权重在岩体质量计算方法中基本没有体现。这样就出现了地质条件简单情况下用岩体质量分类，而在复杂地质条件下，岩体质量分级意义降低转而要去对地质因素和环境条件做剖析。从这方面上看，工程地质岩组在复杂地质条件下有较好的适用性。例如，同样是硬岩，石英岩因脆性高、强度大，结构上表现出裂而不断的特点，用岩体质量来刻画级别会偏低；泥化夹层或云母片岩透镜体等不良地质体因为体积小、厚度有限，在岩体质量分级区段中难以很好体现或分辨出来，但工程地质岩组可将其提取出来，有利于认识其变形破坏过程，为动态设计、及时甚至超前处理提供依据。

 

  岩体分级所考虑因素不尽相同，一方面取决于工程类型和规模，另一方面与地质条件特点和复杂程度密切相关。对于同一条隧道埋深不同的洞段，风化壳分带有时和浅埋段的围岩分级交叉在一起而使评价方法更需综合性。这从一个侧面体现了工程地质岩组划分和岩体质量分级要有机结合起来的必要性和可行性。

 

  5 工程应用

 

  5.1 工程简介

 

  雁门关隧道位于山西省朔州市山阴县与忻州市代县交界地区，全长14 085 m(南进口DK110+840，北出口DK124+935)，设计为单洞双线椭圆形隧道。

 

  据围岩级别不同，跨度为13.46～13.66 m，高为11.26～11.71 m。顶拱高程为进口1 104.2 m、出口1 162.8 m，人字形最高处1 179.85 m，最大埋深约802 m(桩号115+200)。

 

  隧道穿越总体60°走向恒山山脉，海拔1 103 m(隧道北端)～1 947 m(隧道中段)，相对高差844 m，地形起伏较大，由中段向南北两端逐渐降低，属中山(海拔高程1 000～3 500 m)地貌。以地表分水岭为界，线路北段沟谷属海河流域桑干河水系，南段属海河流域滹沱河水系。

 

  五台山—恒山花岗岩—绿岩带的总体构造格架，是被若干整合断层–韧性剪切带、逆冲断层、拆离断层等分割开的构造片体。施工过程中遇到了大变形、突水、突泥等问题，层间剪切和溃曲构成了围岩破坏机制。

 

  5.2 岩体结构类型

 

  层状结构、块状结构、镶嵌结构和碎裂结构构成了本区主要岩体结构类型，其中对围岩稳定性影响较大的是层状～碎裂结构。

 

  5.2.1 层状结构

 

  最为发育的结构，结构面主要为片麻理、片理和节理。结构体形状为板状、楔形，有厚层、中层、薄层和薄互层。前者主要为斜长角闪岩、黑云变粒岩，薄层主要为云母片岩、角闪斜长片麻岩、辉绿岩脉、钾长花岗岩脉等。这类结构常构成层间剪切带，出现挤压大变形和构造偏压。

 

  5.2.2 块状结构

 

  结构面主要为节理，结构体形式主要为块状和柱状。主要岩性为花岗片麻岩，其次为受构造破坏轻微的斜长角闪岩和黑云变粒岩等。常构成主要含水层，也是开挖中常发生局部掉块塌方部位。

 

  5.2.3 镶嵌结构

 

  结构体多呈菱形、锥形，结构面常为几组岩脉和节理，它们交切穿插形成了镶嵌结构，常见到小的断层错动带。常出现在断层影响带和岩脉侵入接触带，整体上强度高，但断续明显，不连续性显著，跨度大时会出现塌方。

 

  5.2.4 碎裂结构

 

  结构体为碎块状，结构面为节理、断层及岩脉，多组结构面交叉、劈理发育。岩体完整性破坏较大，强度受断层及软弱结构面控制，对地下水作用敏感，岩体稳定性较差。在开挖施工中易产生塌方、冒顶。

 

  要求支护紧跟，注意灌浆和围岩加固处理，对于隧道工程，要求加密围岩变形量测、加强衬砌和注意有效排水。

 

  5.3 工程地质岩组

 

  根据地层岩性分布特点及其相应的工程地质力学特性，将雁门关隧道区岩体划分出4 个工程地质岩组，即花岗片麻岩组、角闪云母片岩组、薄互层岩组和断层破碎带(包括核心带、破碎带和断层影响带)。

 

  5.3.1 花岗片麻岩组

 

  包括英云闪长片麻岩、长英质片麻岩(TTG)和斜长角闪岩，岩石坚硬，块状结构，一般发育2～4组节理，以块体滑落为主要变形破坏形式。当其作为岩脉形式时，会出现局部脆性碎裂构造，破碎成碎块或粉末状，预示着沿张性结构面侵入的花岗伟晶岩脉，在后期应力场改变等作用下，沿着原来的断层发生了构造挤压破碎。裂隙发育，往往构成导水和富水层。在地下水作用下，其结构力学强度降低，勘察阶段对34 组较坚硬的完整岩石在不同条件下的单轴抗压强度试验结果的对比说明了这一点。岩石力学性质受软化效应影响，尤其是北部软弱岩石较多区段，饱和岩石强度比干燥和天然状态下的结果都要小。

 

  反映了岩石软化特性，尤其是隧道北部岩石对水的敏性较强。值得注意的是，在雁门关(118+159.1 ）之南，3 个岩样的强度普遍很低。笔者对似层状浅色英云闪长片麻岩(YM122)和灰黑色条带状片麻岩(YM123)2 个力学大样的试验结果投影在对应位置上，也说明了这一点。

 

  本岩组主要分布在隧道南部，主要为雁门关南部3 号斜井大里程以南部分。在隧道出口高切坡部位观测到花岗片麻岩与角闪岩间呈差异风化和侵入蚀变接触，接触带破碎。

 

  5.3.2 角闪云母片岩组

 

  以绿泥石片岩、辉绿岩、云母片岩为主，常构成软弱夹层，易发展成泥化夹层，是重要的不良地质结构面和不良地质体。它们呈透镜体状、软弱夹层状，力学强度各向异性明显，对水作用敏感，饱和时抗剪强度降低很多，在高压水头作用下甚至丧失。这部分层厚不大，但分布广。在地表呈现为窄的风化槽，在地下其与较硬岩层接触时，常成控水、控稳结构面，尤其是下界面的遇水软化作用更为明显，易沿其发生渗水和塌方。

 

  5.3.3 薄互层岩组

 

  系表壳岩金岗库岩组中的中酸性、中性、基性火山沉积变质岩软硬互层和多层的薄层状结构岩体。其各向异性明显，富水性和导水性差，其中更差的是偏基性岩石，易风化或热液蚀变成高岭土和绿泥石等对水敏感的黏土矿物。沉积–火山变质岩常与条带状磁铁石英岩在一起，是构成本区除断层破碎带、层间剪切(错动)带之外造成塌方和不利变形的重要岩组，数次塌方与此套岩组关系密切，值得关注。

 

  从岩性看，基性岩脉基础上发育的蚀变岩颜色暗（暗绿灰色），无构造痕迹，性状与其他围岩差别大，富含黏土矿物。

 

  这部分岩组在长期挤压条件下含水性较弱，因含长英质细脉和泥化而常表现出高电阻率，单位长度内岩脉、层间剪切带变化频率较大，这也使得电法物探分辨率效果不够好。

 

  5.3.4 断层破碎带岩组

 

  以断层破碎带、热液蚀变带等碎裂–散体结构为特色，岩体极度破碎，构成导水和富水区。在深部隧道中断层泥比较发育，表现出规模不等的泥化夹层，规模大时表现为从边缘向中心的影响带、破碎带和断层泥的3 带分区现象。隧道穿越多会发生塌方和突水(泥)。尤其是在几条断层交汇处，破坏影响程度和范围更突出，甚至可发生岩屑流。在地质点YM36 观测到一宽达30 m 的断层破碎带，含两层陡立断层泥，中间部位为泥饼状含石榴石斜长角闪片麻岩，断层产状134?∠70?。在点YM129 观测到11 m 宽断层破碎带，含有2 套断层泥，产状10?∠49?。

 

  5.4 工程地质岩组与岩体结构对应性

 

  上述 4 套工程地质岩组和4 种岩体结构大致对应关系如图4 所示。一般而言，花岗片麻岩为主组成的TTG，片麻理本身对岩石强度影响并不很大，常呈整体～块状，部分呈中厚层状。角闪云母片岩组构成软弱夹层，其与花岗岩接触界面往往产生蚀变、构造错动等，层状结构和(板)碎裂结构较有特色。薄互层岩组因软硬岩石层间结合不好，易沿其错动、张开和破裂，显示出层状结构。

 

  由于本区广泛存在片麻理和片理，在构造影响强烈部位表现为层状碎裂结构，局部甚至成为散体结构，易出现塌方、岩屑流灾害。

 

  软硬互层和两者之间的弱联结，以及由此派生的整合断层、层间剪切和控制性软弱结构面(泥化夹层)是雁门关隧道的岩体结构特点，即层状结构、层状～块状结构、层状～碎裂结构组成了不同地段的地质结构类型，表现出独特的偏压、顺层剪切等变形破坏特点。

 

  5.5 工程地质分区

 

  对上述 4 种工程地质岩组的分布情况进行区分，尤其是对表壳岩组成结构细化、空间变化规律的认识等问题开展研究，以使分区和工程地质问题更好地结合起来，为科学动态设计、预防地质灾害提供服务。

 

  在综合有关地质构造图、变质岩分区图基础上，提出了将本区(代县–繁峙之间沿恒山山脉长30km、宽约20 km 的山地范围内)划分为东西向3 个区，南北向12 个亚区的方案，供线路选择和设计时参考。因恒山西段NE 向构造发育，岩性和构造带呈NE 方向延伸、NW 方向交替变化，故分带上应考虑这一特点。

 

  从西向东这3 个区(I～III)和12 个亚区的工程地质特点和有关工程地质问题各不相同，它们的地质特点概况列于表2 中。总体看本区工程地质条件可评价为中～差。

 

  表2 中的岩性只给出了有代表性的，并没有全面、细致的介绍和区分。工程地质条件评价，对各个亚区进行区域上概略打分，工程地质条件从好到差分数值为1～5，对应于相对好～非常差。其中，备注中的内容是已经出现和发生的突出工程地质问题。就目前所收集到的有关资料和地质调查初步认识看，12 个亚区中有3 个亚区的情况最差，分别是I–2，II–2 和III–4，在线路选择和设计时，需引起注意。

 

  5.6 岩体质量分级方法及结果对比

 

  隧道施工过程中发现大量不良地质体(如层状～碎裂结构的薄互层岩组、角闪云母片岩组)，对工程安全和施工进度产生了重大影响。这提示地质调查、物探和钻探须紧密结合、互相补充、综合判断分析。而且随着工程实践的积累，典型工程类比的意义仍会比较大。已通车的大运(大同—运城)高速公路，其隧道底板高出雁门关隧道底板(1 130 m)300 m 多。现铁路隧道在这样低的高程上受地应力和地下水影响更甚，尤其是大断面快速开挖扰动情况下，原软弱围岩级别会明显降低。

 

  据铁路隧道设计规范[21]、国家岩体分级BQ 值[9]、国外常用的Q[4]，RMR[3]值，综合钻探岩芯、地应力测试结果和埋深、洞隧道内地质调查、地质结构面(片麻理、节理、岩脉)统计，得到不同断面相应岩体质量计算结果。图5 和6 所示结果是一次完成，未做二次调整参数或反复对比试凑修改，即统一标准、逐项打分、一次完成。铁道规范、国标BQ 值、Q 值和RMR 值中，因地应力分布变化和影响情况在雁门关隧道中不很具体，赋值上偏差较大。同样还有岩块抗压强度，在隧道断面上，岩性变化较频繁，软岩硬岩交替或互层出现，取值上有一定人为性。

 

  地质体强度指标GSI 主要考虑结构面体积节理数和结构面表面特征，而对地下水、地应力以及结构面同隧道轴向关系没考虑。RMR 法对挤压、膨胀和涌水条件下的极其软弱岩体的评价不适用。

 

  Q = 1～4 时为差(IV 级)，0.1～1 时为很差、0.01～0.1 为极差，＜0.01 为非常差。其不足之处是没考虑隧道轴线方向与地质结构面的夹角，但其对软弱岩石的分辨率较高，其中对断层带发育的隧道断面，其Q = 0.03 时，评价为非常差，这与铁路规范中的VI 级部分对应。Q 值结果中V 级比例很高。国标BQ 值修正后仍用原来基本岩体质量指标BQ 来分级，其修正中考虑了地下水、地应力和轴线与结构面夹角，分析评价结果相对较好。RMR 值考虑因素简单，简单加和法处理方便，且其结果较易理解。

 

  图5 的图例中，“勘察”为前期地质勘察工作给出的围岩级别；“施工”为设计单位提供的施工开挖变更后围岩级别；“铁路规范”为笔者据铁路规范[21]中6 级划分，给出隧道内24 个地质观测点围岩级别，其结果仅代表现场调查时观测点上情况，与施工给出的较大范围围岩级别有一定差别。

 

  隧道勘察和施工阶段均实施围岩级别判断，2个阶段结果相差达2 级。这说明复杂地质条件下，勘察阶段围岩分级和施工阶段实际揭露围岩级别间差别在隧道工程中基本存在；另一方面也说明了工程类型、规模和施工方法不同，对围岩稳定性影响会有一定差别，从而使以往围岩稳定性判别分级也需做出一定调整。施工期间岩体质量比勘察时评价普遍要低，反映了岩体在施工扰动作用下出现破坏松动而产生质量劣化。

 

  完整、全面的围岩分级包括岩体结构分类和岩体强度判别、围岩稳定性分级、岩体质量分级3 个方面。但现在一般隧道工程勘察多从第3 个方面，即单纯的岩体质量分级来进行，这对本地区而言还很不够。主要在于：本区有较独特的地质条件和特征，如地质结构面(断层、劈理、节理、岩脉)数量多、类型多、尺度规模和方向多变(有主次之分)，岩性变化大、地下水影响明显等，使地质条件复杂，需将这3 个方面结合起来综合分析，判断围岩级别。

 

  从前期工程地质勘察工作中给出的物探剖面、钻探结果看，对小规模的断层，尤其是层间剪切带重视程度不够，但客观上其变化频繁性和深部挤压条件下的闭合性，以及地表风化剥蚀和钻探工作中随循环泥浆的冲走和被稀释，都会使得以层间剪切错动和破坏为主要特色的变形破坏模式被忽略，以至于没引起足够重视。本区总体而言，向SE 方向倾斜、倾角50°～70°的片麻理占绝大多数，使得掌子面倾向与其倾向一致(大里程)或相反(小里程)的变形破坏情况有差别。这点在3#斜井的大里程出现二衬开裂段特突出，片麻理倾向临空面，且其视倾角远小于掌子面本身倾角，易产生向开挖面的剪切变形，甚至塌方。本工程实例说明了岩体结构分类、工程地质岩组、工程地质分区和岩体质量分级所考虑的因素和在不同阶段所发挥的作用不尽相同，应结合起来运用。

 

  将雁门关隧道20 个调查点的不同岩体质量指标做相关分析，发现BQ 指标与Q 和RMR 值的相关系数R，远不及其与GSI 相关系数R 值高(见图6)。其中，图6(b)的横坐标的指标分级界限值主要是对RMR 结果而言，因GSI 分级界线值还不完全统一。岩体质量分级体系考虑因素不同，对不良地质体不同指标值分级结果差别较明显，反映了地质条件复杂性不是仅靠岩体质量分级就能全面反映出来。例如，同样对IV 级岩体，其变形破坏模式因结构不同而有溃曲、层间剪切等，须有针对性的开挖和支护方案。不同尺度岩体质量分级差别，在同一断面上因临空面与结构面匹配关系不同，也有不同程度和方式的变形破坏。因此施工给出的岩体质量级别与按有关分级系统得到的结果存在差别，但相差一般不会超过1 级。这些指标结果间，归属同一级别的相关性很好(见图6(a)和(b)中纵横坐标分级交叉区)。这不足以解释图5 中不同阶段岩体质量如此大的差别，但说明了岩体质量，尤其是不良地质体中结构明显的动态变化在施工中确实发生了。

 

  为便于对比，图6(c)还给出了RMR 与Q 关系表达式，即RMR = 8.2782lnQ+52.707。这与Z. T.Bieniawski 等[25-26]的关系式较接近。

 

  6 结论

 

  岩体结构控制论观点指导下的工程地质岩组划分和工程地质分区是大尺度范围上工程地质条件分析评价的重要内容和表现形式。岩体质量分级综合考虑了岩体本身结构和强度特征及环境条件，是设计和施工的重要依据。在复杂地质条件下对岩体结构的尺度分辨率不确定性和因素权重的均等性处理，使岩体分类应用要结合工程地质岩组，以便更好地区分不同地质要素对岩体稳定性的不同影响，认清变形破坏模式，便于工程类比设计和超前地质预报工作的开展。

 

  在工程规划、设计和施工阶段，地质勘察精度和对地质条件认识程度不同，岩体质量级别不可避免地会出现一定程度的变更。从规划阶段开始积极运用岩体结构分类、工程地质岩组划分，可抓住结构复杂为特色的不良地质体，大尺度范围实施超前地质预报，这样才可更好地同施工阶段小尺度的围岩分级结合起来，为动态设计提供更好的服务。