PODZEMNÍ STAVBY

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. „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. Místočasto obšírného popisování horninového prostředí příp. jeho chování ve výrubu, přiřazujímasívu 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 tělískav 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 fPa 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 parametrickýProtlačovací 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

PODZEMNÍ STAVBY