Tunelářské klasifikace PODZEMNÍ STAVBY Tunelářské klasifikace Ústav geotechniky

KLASIFIKACE PROSTŘEDÍ PRO PODZEMNÍ STAVITELSTVÍ = jeden ze základních výstupů GT průzkumu pro PS = správné a výstižné, současně i maximálně zjednodušené ohodnocení masívu (případně jeho chování) z pohledu podzemního stavitelství Klasifikační systémy IG (popisují prostředí) GT (popisují vlastnosti) účelové (zde i tunelářské) Tunelářské klasifikační systémy popisné číselné Standardně se klasifikační systémy prolínají a překrývají

Popisné klasifikace Klasifikace podle ražnosti: dnes již zastaralá, ale často (verbálně) používaná; popisuje horninu tak, jak se chová při ražení 0 (zvláštní stupeň ražnosti – „litá skála“) 1. 2. 3. stupeň ražnosti Klasifikace podle zvodnění Z1 (čelba suchá) Z2 (výrub suchý, po 8 hod. z puklin lokálně kape; 0,05÷0,1 ls-1) Z3 (čelba mokrá, ve výrubu drobně prší; 0,1÷0,5 ls-1) Z4 (velký přítok; > 0,5 ls-1)

Klasifikace podle stability nevystrojeného výrubu [tzv Klasifikace podle stability nevystrojeného výrubu [tzv. „volné rozpětí“ = „volná délka“ l*] podle Laufera Diagram: 7 tříd horniny doba stabilnosti při volném rozpětí zabezpečení výrubu

Klasifikace podle rakouské normy ÖNORM B2203/1994: popisuje horninu podle jejího chování ve výrubu a podle příslušného horninového typu přiřazuje požadavky na výlom a jeho zabezpečení. Oceňuje horninové prostředí i z pohledu nákladů na ražení Horninový typ A (A1 – stabilní, A2 - mírně lámavá) Horninový typ B (B1 – lámavá; B2 – silně lámavá; B3 – drobivá, vysýpavá) Horninový typ C (C1 – odprýskavá; C2 - tlačivá; C3 – silně tlačivá; C4 – tekoucí; C5 - bobtnavá)

Číselné klasifikace Používají se pro „ulehčení“ klasifikace. Místo často obšírného popisování horninového prostředí příp. jeho chování ve výrubu, přiřazují masívu jedno číslo (index) v němž by mělo být obsaženo ocenění horninového prostředí (= jeho kvality z pohledu tunelování, chování výrubu při postupu prací i obtížnosti tunelování) Často lze s použitím tohoto indexu (v úvodních fázích projektu) i navrhovat KLASICKÉ MODERNÍ

Číselné klasifikace klasické (1 parametr) Klasifikace podle M. M. Protodjakonova Vychází pouze z pevnosti horninového tělíska v jednoosém tlaku σc; zcela zanedbává strukturně-texturní stavbu horninového masívu Je dána součinitelem pevnosti podle Protodjakonova fP fP = 1 odpovídá práci 98 067 J potřebné k rozpojení 1 m3 horniny Horninu dělí do X tříd (s V podtřídami); přiřazuje jim stupně pevnosti s verbálním popisem druhu či typu horniny, součinitel pevnosti fP a úhel tření (tj. pevnosti) podle Protodjakonova φP Klasický tvar: Zahrnutí stupně rozpukání: Úprava podle Barona:

Klasifikace podle K. Terzaghiho Třídí horniny podle jejich stupně oslabení (puklinami); nepočítá s pevností horniny Přiřazuje horninám coučinitele tlačivosti podle Terzaghiho cT´ a cT´´ Horninu dělí do 9 typů Je jistým doplňkem klasifikace Protodjakonovy (byla snaha o vzájemné převody)

Číselné klasifikace moderní RQD (index Rock Quality Designation) [D. U. Deere a J. Hendron, 1967] jednoparametrická Vychází z výnosu jádra průzkumného vrtu: ve štolách a tunelech: RQD = 115 – 3,3 Jv (Jv…počet puklin v 1 m3 masívu) klasifikace již v počátečních fázích průzkumu (při vrtných pracech) silně závisí na kvalitě vrtání nelze použít pro horniny silně rozpukané či rozdrcené [kdy RQD = 0] Vrtné jádro

Číselné klasifikace moderní - víceparametrické RSR (index Rock Structure Rating) [G. E. Wickham, 1972] Je dán Σ možných klasifikačních bodů pro 3 parametry: RSR = A + B + C A…geologické podmínky; B…hustota a orientace ploch dělitelnosti vůči směru ražení; C…stav puklin a zvodnění výrubu RSR se pohybuje v rozmezí 26÷100 bodů (26÷27 bodů = tlačivé horniny; ≥ 78 bodů => potom netřeba vyztužovat) tato klasifikace je vhodná do pole s minimální podporou zkoušek a měření (jen s tím, co si geolog nese s sebou)

Q (index Quality) [NGI – Norský geotechnický institut – Barton, Loset, Lien, Lunde, 1974] vychází ze 6 parametrů horninového masívu: Jn…počet a vzájemný vztah puklinových systémů; Jr…vliv drsnosti a spojitosti puklin; Ja…vliv výplní puklin a charakteru horniny; Jw…zvodnění a hydrostatický tlak; SFR…vliv napjatostního stavu masívu Q se v 9 skupinách pohybuje od 0,001 (zcela extrémně špatná) do 1000 (extrémně výborná) z parametrů i kvality lze stanovit horninový tlak, volné rozpětí l*, navrhovat výstroj ap. tato klasifikace je zdánlivě velmi přesná, ale velmi komplikovaná a je vhodná spíše pro kvalitnější skalní horniny (např. viz Skandinávie). Ne zcela vhodná pro NATM

RMR (index Rock Mass Rating) [Z. T. Bieniawski, 1976, úprava 1989] Vychází ze 6 parametrů: RMR = A+B+C+D+E–I A…kvalita horniny (σc); B…RQD; C…frekvence puklin; D…charakter puklin; E…přítomnost a tlak p.v.; I…orientace puklin vzhledem k ose tunelu (resp. ke směru ražení) RMR dělí masív do V tříd (od 100 do 20 a méně bodů) s přiřazením volného rozpětí l* a tomu odpovídající doby stability nezajištěného výrubu, resp. doporučení způsobu ražby. Tato klasifikace je velmi moderní (vhodná pro NATM). Je vhodná pro horniny v ČR

QTS (Quality Testing Systém) [O. Tesař] Moderní 5-ti parametrická klasifikace, jediná originální česká V závislosti na velikosti (obvykle šířce) výrubu zavádí i tzv. technologické skupiny (Ia; Ib; II; III; IV) s přiřazením podmínek pro ražení Tato klasifikace je blízká RMR (Bieniawski) Řada dalších klasifikací Vztahy mezi klasifikací QTS a dalšími klasifikačními systémy

Klasifikace prostředí pro účely protlaků M. Šedivý a E. Voldřichová, 1985 6-ti parametrický Protlačovací Index: PI = 1.+2.+3.+4.+5.+6. 1. (typ zeminy); 2. (zvodnění); 3. (bobtnání); 4. (deformace zeminy na plášti protlačované trouby – konvergence); 5. (mocnost nadloží); 6. (vliv plynulosti protlačování) cekem V kategorií zeminového prostředí (dobrá až extrémně špatná) pro jednotlivé kategorie jsou popsány možné potíže během protlaku z PI lze odvodit i nutnou protlačovací sílu