PODZEMN STAVBY Tunelsk klasifikace stav geotechniky KLASIFIKACE PROSTED

PODZEMNÍ STAVBY Tunelářské klasifikace Ústav geotechniky

KLASIFIKACE PROSTŘEDÍ PRO PODZEMNÍ STAVITELSTVÍ n n n = 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 n Klasifikace podle ražnosti: dnes již zastaralá, ale často (verbálně) používaná; popisuje horninu tak, jak se chová při ražení Ø 0 (zvláštní stupeň ražnosti – „litá skála“) Ø 1. Ø 2. Ø 3. stupeň ražnosti n Klasifikace podle zvodnění Ø Z 1 (čelba suchá) Ø Z 2 (výrub suchý, po 8 hod. z puklin lokálně kape; 0, 05÷ 0, 1 ls-1) Ø Z 3 (čelba mokrá, ve výrubu drobně prší; 0, 1÷ 0, 5 ls-1) Ø Z 4 (velký přítok; > 0, 5 ls-1)

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

n Klasifikace podle rakouské normy ÖNORM B 2203/1994: 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 Ø Horninový typ A (A 1 – stabilní, A 2 - mírně lámavá) Ø Horninový typ B (B 1 – lámavá; B 2 – silně lámavá; B 3 – drobivá, vysýpavá) Ø Horninový typ C (C 1 – odprýskavá; C 2 - tlačivá; C 3 – silně tlačivá; C 4 – tekoucí; C 5 - 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) n Často lze s použitím tohoto indexu (v úvodních fázích projektu) i navrhovat n KLASICKÉ MODERNÍ

Číselné klasifikace klasické (1 parametr) n Klasifikace podle M. M. Protodjakonova Ø Vychází pouze z pevnosti horninového tělíska v jednoosém tlaku σc; zcela zanedbává strukturně-texturní stavbu horninového masívu Ø Je dána součinitelem pevnosti podle Protodjakonova f. P Ø f. P = 1 odpovídá práci 98 067 J potřebné k rozpojení 1 m 3 horniny Ø Horninu dělí do X tříd (s V podtřídami); přiřazuje jim stupně pevnosti s verbálním popisem druhu či typu horniny, součinitel pevnosti f. P a úhel tření (tj. pevnosti) podle Protodjakonova φP Klasický tvar: Zahrnutí stupně rozpukání: Úprava podle Barona:

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

Číselné klasifikace moderní n RQD (index Rock Quality Designation) [D. U. Deere a J. Hendron, 1967] jednoparametrická Vrtné Ø Vychází z výnosu jádra průzkumného vrtu: jádro • ve štolách a tunelech: RQD = 115 – 3, 3 Jv (Jv…počet puklin v 1 m 3 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]

Číselné klasifikace moderní víceparametrické n RSR (index Rock Structure Rating) [G. E. Wickham, 1972] Ø Je dán Σ možných klasifikačních bodů pro 3 parametry: RSR = A + B + C Ø 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)

n Q (index Quality) [NGI – Norský geotechnický institut – Barton, Loset, Lien, Lunde, 1974] Ø vychází ze 6 parametrů horninového masívu: Ø 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

n RMR (index Rock Mass Rating) [Z. T. Bieniawski, 1976, úprava 1989] Ø Vychází ze 6 parametrů: RMR = A+B+C+D+E–I Ø 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

n QTS (Quality Testing Systém) [O. Tesař] Ø Moderní 5 -ti parametrická klasifikace, jediná originální česká • V závislosti na velikosti (obvykle šířce) výrubu zavádí i tzv. technologické skupiny (Ia; Ib; 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 n M. Šedivý a E. Voldřichová, 1985 Ø 6 -ti parametrický Protlačovací Index: PI = 1. +2. +3. +4. +5. +6. Ø 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