ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ & ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ

Β. ΧΡΗΣΤΑΡΑΣ

Μ. ΧΑΤΖΗΑΓΓΕΛΟΥ

Ταξινόμηση και περιγραφή βραχομάζας

Σκοπός της περιγραφής της βραχομάζας είναι η εκτίμηση των ποιοτικών και μηχανικών χαρακτηριστικών της και της ταξινόμησή της με βάση αυτά τα χαρακτηριστικά, ώστε να είναι εφικτή η ορθή εκτίμηση των μέτρων υποστήριξης που πρόκειται να χρησιμοποιηθούν για να ενισχύσουν τη βραχομάζα και να υποστηρίξουν την κατασκευή. Χρησιμοποιούνται πολλές και ποικίλες μέθοδοι ταξινόμησης των βραχομαζών εκ των οποίων οι πιο ευρέως διαδεδομένες είναι τρείς: 1) Η ταξινόμηση κατά Bieniawski, 2) Η ταξινόμηση κατά Barton, 3) Η ταξινόμηση κατά GSI (Tallon, 1982).

Γεωτεχνική ταξινόμηση βραχομάζας με τη μέθοδο RMR (Bieniawski, (989))

Σύμφωνα με τη μέθοδο RMR, οι ιδιότητες που χρησιμοποιούνται για ταξινόμηση βραχομάζας είναι οι παρακάτω (Bieniawski, 1989):
• Αντοχή ακέραιου βράχου: Υπολογίζεται με μονοαξονική συμπιεστική δύναμη δειγμάτων πυρηνοληψίας ή με τον δείκτη σημειακής αντοχής κατά τη σημειακή φόρτιση βραχωδών δειγμάτων χαμηλής αντοχής.
• Δείκτης κερματισμού RQD: Είναι το ποσοστό του μήκους των κομματιών του πυρήνα μιας γεώτρησης, μήκους τουλάχιστον 10cm έκαστο, ανά μέτρο πυρήνα γεώτρησης. Ο προσδιορισμός των τιμών του RQD για υπαίθρια μέτρηση χωρίς τη βοήθεια γεώτρησης σε βραχομάζα που δεν έχει άργιλο κατά μήκος της σήραγγας δίνεται από τη σχέση (Palmstrom, 1982):
RQD%=115-3,3Jν
Όπου Jν = συνολικός αριθμός διακλάσεων στο κυβικό μέτρο της βραχομάζας.
• Αποστάσεις ασυνεχειών.
• Ανάπτυξη ασυνεχειών: Το αδιαίρετο μήκος των ασυνεχειών μέσα στη διατομή της σήραγγας (Deere&Deerem 1988).
• Διαχωρισμός ασυνεχειών: Η απόσταση των επιφανειών των ασυνεχειών.
• Τραχύτητα επιφανειών ασυνεχειών
• Υλικό πλήρωσης: Σκληρότητα και πάχος του υλικού πλήρωσης των ασυνεχειών.
• Αποσάθρωση πετρώματος στις παρειές των ασυνεχειών.
• Συνθήκες υπόγειου νερού
• Προσανατολισμός διεύθυνσης και κλίσης ασυνεχειών και ιδιαίτερα τεκτονικών στοιχείων για την ευστάθεια της σήραγγας: Η εκτίμησή του πραγματοποιείται σύμφωνα με τον πίνακα 1 (Christaras et al, 2002).

Η βάθμονόμηση των παραπάνω παραμέτρων, για την αξιοποίηση της μεθόδου RMR, δίνεται στους Πίνακες 1- 4).

Ανεξάρτητα από παράταξη
Γωνία κλίσης	Εκτίμηση
0-20^ο	Δυσμενής
Παράταξη παράλληλη στον άξονα της σήραγγας
Γωνία κλίσης	Εκτίμηση
45-90^ο	Πολύ δυσμενής
20-45^ο	Μέτρια
Παράταξη κάθετη στον άξονα της σήραγγας
Διάνοιξη σύμφωνα με την κατεύθυνση βύθισης
Γωνία κλίσης	Εκτίμηση
45-90^ο	Πολύ ευννοϊκή
20-45^ο	Ευννοϊκή
Διάνοιξη αντίθετα με την κατεύθυνση βύθισης
Γωνία κλίσης	Εκτίμηση
45-90^ο	Μέτρια
20-45^ο	Δυσμενής

Πίνακας 1: Επίδραση του προσανατολισμού των διακλάσεων στην ευστάθεια σηράγγων

• Άθροιση βαθμονόμησης των παραπάνω ιδιοτήτων της βραχομάζας και εύρεση βαθμού RMR (Πίνακας 2) (Bieniawski, 1976).

Τάξη βραχομάζας	Ποιότητα βραχομάζας	RMR
I	Πολύ καλή	80-100
II	Καλή	61/80
III	Μέτρια	41-60
IV	Φτωχή	21-40
V	Πολύ φτωχή	0-20

Πίνακας 2: Ποιότητα βραχομάζας σύμφωνα με τη γεωτεχνική ταξινόμηση κατά RMR

• Παράμετροι αντοχής βραχομάζας (Πίνακας 3):

Κατηγορία ποιότητας βραχομάζας	Ι	ΙΙ	ΙΙΙ	IV	V
Συνοχή (Kpa)	>400	300-400	200-300	100-200	<100
Γωνία εσωτερικής τριβής (^ο)	>45	35-45	25-35	15-25	<15

Πίνακας 3: Παράμετροι αντοχής βραχομάζας

ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΚΑΤΑ ΒΕΝIAWSKI
ANTOXH AKΕΡΑΙΟΥ ΒΡΑΧΟΥ
ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ	ΑΝΤΟΧΗ	ΔΕΙΚΤΗΣ						ΒΑΘΜΟΙ RMR
Πολύ υψηλή	>250	>10		□				15
Υψηλή	100-250	4-10		□				12
Μέση	50-100	2-4		□				7
Μέτρια	25-50	1-2		□				4
Μικρή	5-25	<1		□				2
Πολύ μικρή	1-5			□				1
	<1			□				0
RQD
Εξαιρετική	90-100%	□						20
Καλή	75-90%	□						17
Μέτρια	50-75%	□						13
Πτωχή	25-50%	□						8
Πολύ πτωχή	<25%	□						3
		ΟΙΚΟΓΕΝΕΙΑ 1		ΟΙΚΟΓΕΝΕΙΑ 2	ΟΙΚΟΓΕΝΕΙΑ 3	ΟΙΚΟΓΕΝΕΙΑ 4
ΑΠΟΣΤΑΣΕΙΣ ΑΣΥΝΕΧΕΙΩΝ
Πολύ αραιή	>2m	□		□	□	□		20
Αραιή	0,6-2,0m	□		□	□	□		15
Μέτρια	200-600mm	□		□	□	□		10
Πυκνή	60-200mm	□		□	□	□		8
Πολύ πυκνή	<60mm	□		□	□	□		5
ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΑΣΥΝΕΧΕΙΩΝ
Πολύ λίγη	<1m	□		□	□	□		6
Λίγη	1-3m	□		□	□	□		4
Μέση	3-10m	□		□	□	□		2
Υψηλή	10-20m	□		□	□	□		1
Πολύ υψηλή	>20m	□		□	□	□		0
ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΌΣ ΑΣΥΝΕΧΕΙΩΝ
Πολύ κλειστές		□		□	□	□		6
Κλειστές	<0,1mm	□		□	□	□		5
Μέτριες Ανοιχτές	0,1-1,0mm	□		□	□	□		4
Ανοικτές διακλάσεις	1-5mm	□		□	□	□		1
Πολύ ανοικτές	>5mm	□		□	□	□		0
ΤΡΑΧΥΤΗΤΑ ΕΠΙΦΑΝΕΙΩΝ ΑΣΥΝΕΧΕΙΩΝ
Πολύ τραχείες		□		□	□	□		6
Τραχείες		□		□	□	□		5
Ελαφρώς τραχείες		□		□	□	□		3
Λείες		□		□	□	□		1
Διατμημένες		□		□	□	□		0
ΥΛΙΚΟ ΠΛΗΡΩΣΗΣ
Πολύ κλειστές		□		□	□	□		6
<5mm-Σκληρό υλικό		□		□	□	□		4
>5mm-Σκληρό υλικό		□		□	□	□		2
<5mm-Μαλακό υλική		□		□	□	□		2
>5mm-Μαλακό υλικό		□		□	□	□		0
ΠΕΤΡΩΜΑ ΣΤΙΣ ΠΑΡΕΙΕΣ ΑΣΥΝΕΧΕΙΩΝ
Υγειές		□		□	□	□		6
Ελαφρώς αποσαθρωμένο		□		□	□	□		5
Μετρίως αποσαθρωμένο		□		□	□	□		3
Πολύ αποσαθρωμένο		□		□	□	□		1
Πλήρως αποσαθρωμένο		□		□	□	□		0
ΥΠΟΓΕΙΟ ΝΕΡΟ
Εισροές ανά 10m μήκους σήραγγας lit/hr
Πίεση νερού
ΓΕΝΙΚΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ
Τελείως ξηρές	□							15
Ύφυγρη	□							10
Υγρή	□							7
Στάγδην	□							4
ΡΟΗ
Χαμηλή πίεση	□							0
Μέση πίεση	□							0
Υψηλή πίεση	□							0
ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΣ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗΣ ΚΑΙ ΚΛΙΣΗΣ
Οικογένεια 1
Οικογένεια 2
Οικογένεια 3
Οικογένεια 4
ΠΡΟΣΑΡΜΟΓΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ
Πολύ ευμενής	□							0
Ευμενής	□							-2
Μέτριος	□							-5
Δυσμενής	□							-10
Πολύ δυσμενής	□							-12
ΒΑΘΜΟΣ RMR	KATHΓΟΡΙΑ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ		ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ				ΚΑΤΗΓΟΡΙΑ ΥΠΟΣΤΗΡΙΞΗΣ

Πίνακας 4: Γεωτεχνική ταξινόμηση κατά RMR (Βieniawski, 1989, Κούκης & Σαμπατακάκης, 2002)

Μέτρα υποστήριξης σύμφωνα με την ταξινόμηση κατά RMR (Bieniawski, 1989)

• Μέσος χρόνος διατήρησης της διατομής εκσκαφής χωρίς υποστήριξη (τροποποίηση από Lauffer, 1958 του Βieniawski, 1973).
• Επιλογή εκσκαφής και προσωρινής υποστήριξης σηράγγων διαμέτρου 10m σε μικρό βάθος (Βieniawski, 1989 ( Εικ. 1, Πίνακας 5):

Εικόνα 1. Σχέση μεταξύ ενεργού ανοίγματος και του χρόνου διατήρησης της διατομής εκσκαφής χωρίς υποστήριξη, σύμφωνα με τις τιμές βαθμονόμησης RMR (Bieniawski, 1974)

Σχήμα: Πεταλοειδής. Μέση διάμετρος εκσκαφής: 10m. Κατακόρυφες τάσει:<25Mpa (βάθος<900m).Μέθοδος διάνοιξης: διάτρηση και ανατίναξη.
		Εναλλακτικά συστήματα υποστήριξης σε κατασκευή με συμβατικά μέσα
Ποιότητα βραχομάζας	Μέθοδος εκσκαφής	Ηλώσεις (διάμετρος 20mm με πλήρη πάκτωση)	Εκτοξευόμενο σκυρόδεμα		Μεταλλικά πλαίσια
I	Ολομέτωπη εκσκαφή. Βήμα εκσκαφής 3m.	Δεν απαιτείται καμία υποστήριξη εκτός από περιπτωσιακές σημειακές επί τόπου αγκυρώσεις.
II	Ολομέτωπη εκσκαφή. Βήμα εκσκαφής 1-1,5m. Ολοκλήρωση υποστήριξης 20m από το μέτωπο.	Τοπικά, ηλώσεις στην οροφή μήκους 3m με αραίωση 2,5m και κατά περίπτωση πλέγμα.		50mm στην οροφή όπου χρειάζεται.	Κανένα
III	Εσκαφή μετώπου και βαθμίδας, εκσκαφή πρώτα στο ανώτερο τμήμα κατά 1,5-3m. Έναρξη υποστήριξης μετά από κάθε ανατίναξη. Ολοκλήρωση υποστήριξης 10m από το μέτωπο.	Συστηματικές ηλώσεις μήκους 4m, με αραίωση 1,5-2m στην οροφή και τους τοίχους και πλέγμα στην οροφή.		50-100mm στην οροφή και 30mm στις πλευρές.	Κανένα
IV	Εκσκαφή μετώπου και βαθμίδας, εκσκαφή πρώτα στο ανώτερο τμήμα κατά 1-1,5m. Τοποθέτηση υποστήριξης συγχρόνως με την εκσκαφή. Ολοκλήρωση υποστήριξης 10m από το μέτωπο.	Συστηματικές ηλώσεις μήκους 4-5m, με αραίωση 1-15m στην οροφή και τους τοίχους με πλέγμα.		100-150mm στην οροφή και 100mm στις πλευρές.	Ελαφρά προς μέσα πλαίσια με αραίωση 1,5m όπου απαιτείται.
V	Τμηματική εκσκαφή πολλαπλών φάσεων. Βήμα εκσκαφής στο ανώτερο τμήμα 0,5-1,5m. Τοποθέτηση υποστήριξης συγχρόνων με την εκσκαφή. Εφαρμογή σκυροδέματος όσο το δυνατόν γρηγορότερα μετά από κάθε ανατίναξη.	Συστηματικές ηλώσεις μήκους 5-6m, με αραίωση 1-1,5m στην οροφή και τους τοίχους και χαλύβδινο πλέγμα. Ήλωη του ανάστροφου τόξου.		150-200mm στην οροφή, 150mm στις πλευρές και 50mm στο μέτωπο.	Μέσα προς βαριά, με αραίωση 0,75m με επικάλυψη λαμαρίνας και στήριξη του μετώπου. Κλείσιμο του αντίστροφου τόξου.

Πίνακας 5: Μέθοδος εκσκαφής και προσωρινής υποστήριξης σηράγγων μικρού βάθους (Βieniawski, 1989).

Γεωτεχνική ταξινόμηση κατά GSI

• Ο Δείκτης Γεωλογικής Αντοχής (GSI) σχετίζεται με την εκτίμηση της αντοχής των βραχωδών μαζών για διαφορετικές γεωλογικές συνθήκες κατά τις παρατηρήσεις πεδίου (Hoek & Brown, 1980, Εικ. 2). Ο χαρακτηρισμός της βραχομάζας βασίζεται στην ταξινόμηση της δομής του πετρώματος όσον αφορά τους όγκους που σχηματίζονται εξαιτίας των διακλάσεων, καθώς και την επιφανειακή κατάσταση των ασυνεχειών. Στην εικόνα 2 γίνεται εκτίμηση του GSI ως αποτέλεσμα συνδυασμού της τυπικής σχηματικής περιγραφής της δομής του πετρώματος με βάση την πυκνότητα των ασυνεχειών και του ποιτικού χαρακτηρισμού του πετρώματος Hoek, 1994). Όπως διαπιστώνεται, οι τιμές του GSI δεν είναι ακριβείς για κάθε περίπτωση, είναι όμως ενδεικτικές και δεν εισάγεται σημαντικό σφάλμα χρησιμοποιόντας (και για λόγους ασφαλείας) την μικρότερη τιμή (Hoek, 1994, Chatziangelou et al, 2001).
• Μονοαξονική αντοχή σci
Μπορεί να υπολογιστεί με εργαστηριακές δοκιμές δια μέσω του δείκτη σημειακής φόρτισης και με τη βοήθεια του πίνακα 6 (Hoek et al, 1998) ή με τη βοήθεια της σταθεράς του υλικού mt, η οποία λαμβάνεται από τον πίνακα 7 (Hoek et al, 1998).
• Γωνία τριβής και συνοχή.
Υπολογίζονται από διαγράμματα που συσχετίζουν την τιμή GSI με τς παραμέτρους c και φ του υλικού (Εικ.3, 4, Hoek et al, 1998)
• Μοντέλο παραμόρφωσης Εm.
Εm= (σci/100)1/2 x 10[(GSI-10)/40] (Εικ. 5, Hoek & Brown, 1998).

Εικόνα 2. Εκτίμηση Δείκτη Γεωλογικής Αντοχής (GSI) (Mαρίνος, 1979).
Επεξήγηση εικόνας 2:

Η δομή της βραχομάζας περιγράφεται καθέτως, ενώ το είδος των επιφανειών των ασυνεχειών περιγράφεται οριζοντίως.
1. Πολύ καλή ποιότητα: Μη αποσαθρωμένες επιφάνειες.
2. Καλή ποιότητα: Τραχείες ελαφρά αποσαθρωμένες επιφάνειες. Εμφανείς κηλίδες οξείδωσης.
3. Μέτρια ποιότητα: Ομαλές, μέτρια αποσαθρωμένες επιφάνειες.
4. Πτωχή ποιότητα: Επιφάνειες με λεία τοιχώματα ή έντονα αποσαθρωμένες. Το υλικό πλήρωσης των ασυνεχειών είναι γωνιώδη θραύσματα.
5. Πολύ πτωχή ποιότητα: Επιφάνειες επικαλυμμένες ε αργιλικό υλικό και λεία τοιχώματα, έντονα αποσαθρωμένες. Το υλικό πλήρωσης των ασυνεχειών είναι αργιλικό.
A. Τεμαχισμένη βραχομάζα: Μη διακοπτόμενη βραχομάζα αποτελούμενη από κυβικούς όγκους βράχου που σχηματίζονται από τρεις ορθογωνικές ομάδες ασυνεχειών.
B. Πολύ τεμαχισμένη βραχομάζα: Μερικώς διακοπτόμενη βραχομάζα αποτελούμενη από πολλαπλά στρώματα γωνιωδών βραχωδών όγκων που σχηματίζονται από τέσσερις ή περισσότερες ομάδες ασυνεχειών.
C. Κατακερματισμένη βραχομάζα: Ρηγματωμένη και πτυχωμένη βραχομάζα με γωνιώδεις βραχώδεις όγκους που σχηματίζονται από πλήθος ομάδων ασυνεχειών.
D. Εξαλλειωμένη βραχομάζα: Τελείως κατεστραμμένη βραχομάζα με μίξη γωνιωδών και στρογγυλών βραχωδών κομματιών.
E. Φολιδωμένη / σχιστοποιημένη βραχομάζα: Λεπτά φολιδωμένη ή σχιστοποιημένη, τεκτονικά διατμημένα ασθενή πετρώματα. Η έντονη σχιστοποίηση υπερισχύει σε οποιαδήποτε άλλη ομάδα ασυνεχειών, έχοντας ως αποτέλεσμα την πλήρη έλλειψη τεμαχών.

Πίνακας 6. Εκτίμηση της μονοαξονικής αντοχής ακεραίου πετρώματος στο πεδίο
Βαθμός	Χαρακτηρισμός	Μονοαξονική αντοχή(MPa)	Δείκτης Σημειακής φόρτισης(MPa)	Εκτίμηση αντοχής στο πεδίο	Παραδείγματα
R6	Εξερετικά σκληρό	1 250	1 10	Τα δείγματα μονο επιφανειακά χαράσονται με το γεωλογικό σφυρί	Υγιής βασάλτης, διαβάσης, γνεύσιος, γρανίτης, χαλαζίτης

R5	Πολύ σκληρό	100–250	4–10	Χρειάζονται αρκετα κτυπήματα με το γεωλογικό σφυρί για να σπάσουν τα δείγματα	Αμφιβολίτης, ψαμμίτης, βασάλτης, γάββρος, γνεύσιος, γρανοδιορίτης, ασβεστόλιθος, μάρμαρο, ρυόλιθος, υφαιστειακός τόφος

R4	Σκληρό	50–100	2–4	Χρειάζονται πολλά περισσότερα κτυπήματα με το γεωλογικό σφυρί για να σπάσουν τα δείγματα	Ασβεστόλιθος, μάρμαρο, φυλλίτης, ψαμμίτης, σχιστόλιθος

R3	Μέσης σκληρότητας	25–50	1–2	Το δείγμα δεν μπορεί να απολεπηθεί με μαχαιρίδιο τσέπης, μπορεί όμως να σπάσει με μια σφυριά.	Αργιλικός σχιματισμός, ιλυόλιθος, λιγνίτης, σκυρόδεμα, αργιλικός σχιστόλιθος

R2	Μαλακό	5–25		Μπορεί να απολεπηθεί, δύσκολα, με μαχαιρίδιο τσέπης. Σημάδι μικρού βάθους με σταθερό κτύπημα με την αιχμηρή πλευρά του γεωλογικού σφυριού	Κιμωλία, ορυκτό άλας.

R1	Πολύ μαλακό	1–5		Τσαλάκωμα, με σταθερό κτύπημα με το γεωλογικό σφυρί. Μπορεί να απολεπηθεί με μαχαιρίδιο τσέπης.	Πολύ αποσαθρωμένα και διαβρωμένα πετρώματα

R0	Εξερετικά μαλακό	0.25–1		Χαράσεται με τον αντίχειρα	Βαθύ αυλάκι με σκαρπέλο

Βαθμονήμηση σήμφνα με τον Brown (1981) b
Δοκιμές σημειακής φόρτισης με μονοαξονική αντοχή μικρότερη των 25 MPa δίδουν αμφίβολα αποτελέσματα

Πέτρολογικός τύπος	Κατηγορία	Ομάδα	Υφή
			Αδρόκοκκα	Μεσόκοκκα	Λεπτόκοκκα	Πολύ λεπτόκοκκα
Ιζηματογενή	Κλαστικά		Κροκαλοπαγή (22)	Ψαμμίτες-19	Ιλιόλιθος-19	Συνεκτική άργιλος-4
				Γραουβάκης (18)
	Μη κλαστικά οργανικά			Κιμωλία - 7
				Άνθρακας (8-21)
	Ανθρακικά		Τεκτονικό λατυποπαγές (20)	Σπαριτικός ασβεστόλιθος (10)	Μικριτικός ασβεστόλιθος-8
	Χημικά			Γύψος - 16	Ανυδρίτης -13
Μεταμορφωμένα	Μη φυλλόμορφα		Μάρμαρο - 9	Κερατόλιθος (19)	Χαλαζίτης - 24
	Ελαφρά φυλλόμορφα		Μιγματίτης (30)	Αμφιβολίτης 25-31	Μυλονίτης (6)
	Φυλλόμορφα		Γνεύσιος - 33	Σχιστίλιθος 4-8	Ρυόλιθος (10)	Αργιλ.σχιστ 9
Πυρηγενή	Ανοικτόχρωμα		Γρανίτης - 33		Ρυόλιθος (16)	Οψιδιανός(19)
			Γρανοδιορίτης (30)		Dacite (17)
			Διορίτης (28)		Ανδεσίτης (19)
	Σκουρόχρωμα		Γάββρος -27	Dolerite (19)	Basalt (17)
	Πυροκλαστικοί τύποι		Λατυποπαγές (20)	Τεκτ. Λατυποπ. (18)	Ηφ. Τόφος (15)

Πίνακας 7: Τιμές σταθεράς mi ακέραιου πετρώματος κατά κατηγορία πετρωμάτων. Οι τιμές στις παρενθέσεις είναι κατ’ εκτίμηση

Εικόνα 3. Διάγραμμα σχέσης συνοχής και GSI (π.χ. GSI=20, mi=10, c/σci =0.018)
Εικόνα 4. Διάγραμμα σχέσης γωνίας τριβής και GSI (π.χ. GSI=20, mi=10, φ=230)
Εικόνα 5. Διάγραμμα σχέσης μεταξύ των GSI, μονοαξονικής αντοχής υγιούς πετρώματος (σci) και επί τόπου μέτρου παραμόρφωσης (Em), για σci<100

Γεωτεχνική ταξινόμηση κατά Barton et al – Q SYSTEM (ΝΟΡΒΗΓΙΚΟΥ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΟΥ ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟΥ N.G.I.)

• Δείκτης ποιότητας Q (Barton et al, 1974, Πίνακες 8, 9):

Q = (RQD/Jn)(Jr/Ja)(Jw/SRF)

RQD = Δείκτης κατακερματισμού. Όταν δεν υπάρχουν πυρήνες γεωτρήσεων χρησιμοποιείται η σχέση: RQD=115-3,3 Jν (Jν είναι ο ολικός αριθμός διακλάσεων ανά m3).
Jn = συντελεστής που εξαρτάται από τον αριθμό των συστημάτων διακλάσεων και κυμαίνεται από 0,5-20 (Priest & Hudson, 1976)
Jr = συντελεστής τραχύτητας των διακλάσεων και κυμαίνεται από 1-4
Ja = συντελεστής αποσάθρωσης των τοιχωμάτων των διακλάσεων ή του υλικού πλήρωσής τους και κυμαίνεται από 0,75-20
Jw = συντελεστής παρουσίας του νερού στις διακλάσεις και κυμαίνεται από 0,05-1
SRF = συντελεστής αναγωγής της εντατικής κατάστασης (ή μείωσης των τάσεων) που λαμβάνει υπόψη το πεδίο των τάσεων, τον τεκτονισμό της περιοχής και έμμεσα τη θλιπτική αντοχή του πετρώματος και κυμαίνεται από 0,5-15 (Barton, 1983).

1.	Δείκτης ποιότητας RQD			RQD
Α.	Πολύ πτωχή			0-25
Β.	Πτωχή			25-50
C.	Μέτρια			50-75
D.	Καλή			75-90
E.	Άριστη			90-100
	1. Όταν το RQD αναφέρεται ή μετράται ≤ 10, τότε μία τιμή ίση με 10 χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό του Q.
	2. Διαφορές RQD=5 π.χ.90,95,100 κτλ. Είναι επαρκώς ακριβείς.
2.	ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΑΡΙΘΜΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΔΙΑΚΛΑΣΕΩΝ			J_n
A.	Συμπαγές, χωρίς ή με λίγες διακλάσεις			0,5-1,0
B.	Ένα σύστημα διακλάσεων			2,0
C.	Ένα σύστημα διακλάσεων και επί πλέον τυχείες			3,0
D.	Δύο συστήματα διακλάσεων			4,0
E.	Δύο συστήματα διακλάσεων και επί πλέον τυχαίες			6,0
F.	Τρία συστήματα διακλάσεων			9,0
G.	Τρία συστήματα διακλάσεων και επί πλέον τυχαίες			12,0
H.	Τέσσερα ή περισσότερα συστήματα διακλάσεων, τυχαίες, ισχυρά διακλασμένο, «κύβοι ζάχαρης», κτλ.			15,0
J.	Κονιορτοποιημένο πέτρωμα με μορφή εδαφικού σχηματισμού			20,0
	1. Για διασταυρώσεις: 3J_n
	2. Για εισόδους: 2J_n
3.	ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΤΡΑΧΥΤΗΤΑΣ ΤΩΝ ΔΙΑΚΛΑΣΕΩΝ			J_r
	(α) Τοιχώματα βράχω ν σε επαφή
	(β) Τοιχώματα βράχων σε επαφή πριν από διάτμηση 10cm
A.	Ασυνεχείς διακλάσεις			4,0
B.	Τραχείες ή κυματώδεις, ακανόνιστες			3,0
C.	Λείες, κυματώδεις			2,0
D.	Ολισθηρές, επίπεδες			1,5
E.	Τραχείες ή ακανόνιστες, επίπεδες			1,5
F.	Λείες, επίπεδες			1,0
G.	Ολισθηρές, επίπεδες			0,5
	(γ) Τοιχώματα βράχων χωρίς επαφή κατά τη διάτμηση
H.	Ζώνη με ορυκτά αργίλου πάχους αρκετού ώστε να μην εφάπτονται τα τοιχώματα			1,0
J.	Αμμώδεις, χαλικώδεις ή θραυστές ζώνες αρκετού πάχους ώστε να εμποδίζεται η επαφή των τοιχωμάτων του πετρώματος			1,0
	1. Προστίθεται 1,0 αν η μέση απόσταση του κύριου συστήματος διακλάσεων είναι μεγαλύτερηαπό 3m
	2. J_r = 0,5 δυνατόν να χρησιμοποιηθεί για επίπεδες ολισθηρές διακλάσεις με προσανατολισμένες γραμμώσεις κατά τη διεύθυνση της ελάχιστης αντοχής.
4.	ΑΠΟΣΑΘΡΩΣΗ ΤΟΙΧΩΜΑΤΩΝ ΔΙΑΚΛΑΣΕΩΝ			J_a
	(α) Χωρίς ουσιαστικό υλικό πλήρωσης, επαφή τοιχωμάτων	Φ (ένδειξη)
A.	«Πληρωμένες» υγιείς, σκληρές, αδιαπέρατο υλικό πλήρωσης όπως χαλαζίας ή επίδοτο	-		0,75
B.	Επιφανειακά «λεκιασμένα» μόνο τοιχώματα, δεν υπάρχει αποσάθρωση	(25^ο-35^ο)		1,0
C.	Ελαφρά αποσαθρωμένα τοιχώματα διακλάσεων. Μη μαλακές επιστρώσεις ορυκτών, αμμώδεις κόκκοι, μη αργιλώδες αποσυντεθημένο πέτρωμα	(25^ο-30^ο)		2,0
D.	Ιλυώδεις ή αμμώδεις επιστρώσεις αργίλου, μικρό κλάσμα αργίλου	(20^ο-25^ο)		3,0
E.	Μαλακές η μικρής τριβής φ επιστρώσεις από αργιλικά ορυκτά (καολινίτης, μαρμαρυγίες), επίσης τάλκης, χλωρίτης, γύψος, γραφίτης, και μικρές ποσότητες από διογκούμενες αργίλους	(8^ο-16^ο)		4,0
	(β) Με υλικό πληρώσεως, τοιχώματα σε επαφή 10cm πριν από διάτμηση
F.	Αμμώδεις κόκκοι, χωρίς άργιλο, κονιορτοποιημένο πέτρωμα	(25^ο-30^ο)		4,0
G.	Ισχυρά υπερστερεοποιημένα μη μαλακά αργιλικά ορυκτά ως υλικό πλήρωσης (συνεχεί, πάχους < 5mm)	(16^ο-24^ο)		6,0
H.	Μέσα ή χαμηλά υπερστερεοποιημένα μαλακά αργιλικά ορυκτά ως υλικό πλήρωσης (συνεχείς, πάχους <5mm)	(12^ο-16^ο)		8,0
J.	Διογκούμενη άργιλος πλήρωσης όπως μοντμοριλλονίτης, (συνεχείς, πάχους < 5mm). Οι τιμές του J_a εξαρτώνται από το ποσοστό του μεγέθουςτων διογκούμενων αργιλικών κόκκων και την πρόσβαση σε νερό.	(6^ο-12^ο)		8,0-12,0
	(γ) Τοιχώματα βράχων χωρίς επαφή κατά τη διάτμηση
K,L,M.	Ζώνες ή τμήματα από αποσυντεθημένο ή θρυμματισμένο πέτρωμα και άργιλο (ανάλογα με τον τύπο του αργιλικού υλικού, βλέπε G,H,J)	(6^ο-24^ο)		6,0, 8,0 ή 8,0-12,0
N.	Ζώνες ή τμήματα από ιλυώδη ή αμμώδη άργιλο, μικρή ποσότητα μη μαλακής αργίλου	-		5,0
O.	Από στιφρή άργιλο > 5mm πάχους, συνεχείς	(6^ο-24^ο)		10,0
P.	Από μαλακή άργιλο > 5mm πάχους, συνεχείς			13,0
R.	Από διογκούμενη άργιλο > 5mm πάχους, συνεχείς			13,0-20,0
5.	ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΝΕΡΟΥ ΤΩΝ ΔΙΑΚΛΑΣΕΩΝ	Πίεση νερού (kg/cm²)		J_w
A.	Ξηρή εκσκαφή με λίγες εισροές (τοπικά <5l/min)	<1,0		1,0
B.	Μέση εισροή νεού ή πίεση, περιστασιακή έκπλυση του υλικού πλήρωσης των διακλάσεων	1-2,5		0,66
C.	Μεγάλη εισροή ή υψηλή πίεση σε ρωγμές χωρίς υλικό πλήρωσης	2,5-10		0,5
D.	Μεγάλη εισροή ή υψηλή πίεση (ρωγμές με υλικό πλήρωσης που αποπλένεται σημαντικά)	2,5-10		0,33
E.	Εξαιρετικά υψηλή εισροή ή πίεση υπό εκτόνωση με προοδευτική μείωση με το χρόνο	>10		0,2-0,1
F.	Εξαιρετικά υψηλή συνεχής παροχή ή πίεση που δεν μειώνεται με το χρόνο	>10		0,1-0,05
	1. Αύξηση J_w αν υπάρχει αποστράγγιση. Οι συντελεστές C-F υπολογίστηκαν χωρίς επεξεργασία
	2. Δεν έχουν ληφθεί υπόψη ειδικά προβλήματα από σχηματισμό πάγου
6.	ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΜΕΙΩΣΗΣ ΤΑΣΕΩΝ			SRF
	(α) Ασθενούς αντοχής ζώνες που τέμνουν την εκσκαφή και που μπορούν να προκαλέσουν χαλάρωση της βραχομάζας κατά την διάνοιξη της σήραγγας¹.
A.	Πολλαπλές εμφανίσεις ασθενών ζωνών με αργιλικό υλικό ή χημικών αλλοιωμένο πέτρωμα, πολύ χαλαρό περιβάλλον πέτρωμα (για οποιοδήποτε βάθος)			10
B.	Μεμονωμένες ασθενείς ζώνες με αργιλικό υλικό ή χημικών αλλοιωμένο πέτρωμα, (βάθος εκσκαφής < 50m)			5,0
C.	Μεμονωμένες ασθενείς ζώνες όπως παραπάνω (βάθος εκσκαφής > 50m)			2,5
D.	Πολλαπλές ζώνες διάτμησης σε συμπαγές πέτρωμα, χωρίς αργιλικό υλικό πλήρωσης, χαλαρό περιβάλλον πέτρωμα (για οποιοδήποτε βάθος)			7,5
E.	Μεμονωμένες ζώνες διάτμησης σε συμπαγές πέτρωμα, χωρίς αργιλικό υλικό πλήρωσης (βάθος εκσκαφής <50m)			5,0
F.	Μεμονωμένες ζώνες διάτμησης σε συμπαγές πέτρωμα, χωρίς αργιλικό υλικό πλήρωσης (βάθος εκσκαφής >50m)			2,5
G.	Χαλαρές ανοιχτές ασυνέχειες, έντονα διακλάσμένη μάζα ή «κύβοι ζάχαρης» (για οποιοδήποτε βάθος)²			5,0
	(β) Συμπαγές πέτρωμα, πέτρωμα με προβλήματα τάσεων³	σ_c/σ₁	σ_t/σ₁
H.	Χαμηλές τάσεις, κοντά στην επφάνεια	>200	>13	2,5
J.	Μέσες τάσεις	200-10	13-0,66	1,0
K.	Υψηλές τάσεις, πολύ «συμπαγής» δομή (συνήθως ευνοϊκή επίδραση στην ευστάθεια, δυνατή όμως δυσμενή επίδραση στην ευστάθεια των τοιχωμάτων)	10-5	0,66-0,33	0,5-2,0
L.	Ελαφρά «εκτίναξη» συμπαγούς πετρώματος	5-2,5	0,33-0,16	5-10
M.	Έντονη «εκτίναξη» συμπαγούς πετρώματος	<2,5	<0,16	10-20
	(γ) Συμπιεστό πέτρωμα, πλαστική ροή όλκιμου πετρώματος κάτω από υψηλές πιέσεις
N.	Μέτρια πίεση από τη συμπιεστότητα			5-10
O.	Μεγάλη πίεση από τη συμπιεστότητα			10-20
	(δ) Διογκούμενο πέτρωμα, «χημική»διόγκωση σε συνάρτηση με την πίεση του νερού
P.	Μέτρια πίεση από διόγκωση			5-10
R.	Μεγάλη πίεση από διόγκωση			10-15
	1. Οι τιμές του SRF μειώνονται κατά 25-50% όταν οι ασθενείς ζώνες διάτμησης δεν τέμνουν την εκσκαφή αλλά απλώς την επηρρεάζουν.
	2. Σε έντονα ανισότροπο πεδίο (αν μετρηθεί): α) όταν 5≤σ₁/σ₃<10 μειώνεται η σ_c και σ_t κατά 20%, β) όταν σ₁/σ₃>10 μειώνεται η σ_c και σ_t κατά 40%, όπου σ_c: αντοχή στη μονοαξονική θλίψη, σ_t: αντοχή στον εφελκυσμό (φόρτιση αιχμής), σ₁ και σ₃: μέγιστη και ελάχιστη κύρια τάση
	3. Η σ_c και σ_tπρέπει να αντιστοιχούν στη διεύθυνση που είναι δυσμενής για την ευστάθεια σε περίπτωση ανισότροπου πετρώματος.
	4. Οι συγγραφείς δεν έχουν στοιχεία από πραγματικές περιπτώσεις όταν η σήραγγα βρίσκεται σε βάθος μικρότερο από το εύρος της, προτείνουν τότε μια αύξηση του SRF από 2,5 σε 5 (βλέπε Η).

Πίνακας 8: Γεωτεχνική ταξινόμηση κατά Barton et al - Q System

Q	P (kg/cm²)	Χαρακτηρισμός ποιότητας για σήραγγες
0,001-0,01	12,0	Εξαιρετικά πτωχή
0,01-0,1	6,0	Πάρα πολύ πτωχή
0,1-1,0	2,25-3,0	Πολύ πτωχή
1-4	1,5	Πτωχή
4-10	1,0	Μέτρια
10-40	0,5	Καλή
40-100	0,25	Πολύ καλή
100-400	0,05	Πάρα πολύ καλή
400-1000	0,01	Εξαιρετικά καλή

Πίνακας 9: Χαρακτηρισμός ποιότητας βραχομάζας κατά Βarton et al - Q system (Barton et al, 1974).

Μέτρα υποστήριξης σύμφωνα με την ταξινόμηση κατά Barton et al.

Συντελεστής ESR (Excavation Support Ratio) (Πίνακας 10).

	Τύπος εκσκαφής	ESR
A	Προσωρινά ανοίγματα μεταλλείων κ.τ.λ.	3-5
B	Κατακόρυφα φρέατα κυκλικής διατομής Κατακόρυφα φρέατα ορθoγωνικής ή τετραγωνικής διατομής	2,5 2
C	Μόνιμα μεταλλευτικά ανοίγματα, σήραγγες νερού για υδροηλεκτρικά έργα (εκτός από υψηλές πιέσεις), διερευνητικές σήραγγες (pilot) κ.τ.λ.	1,6
D	Μικρές οδικές-σιδηροδρομικές σήραγγες, στοές προσπελάσεων, αποθηκευτικοί θάλαμοι κ.τ.λ.	1,3
E	Μεγάλες οδικές ή σιδηροδρομικές σήραγγες, θάλαμοι ενεργειακών σταθμών, καταφύγια πολιτικής άμυνας, διασταυρώσεις, πύλες (αρχικά τμήματα σηράγγων) κ.τ.λ.	1,0
F	Σταθμοί σιδηροδρόμων, εργοστάσια, υπόγειοι πυρηνικοί σταθμοί	0,8

Πίνακας 10: Εύρεση συντελεστή ESR

Ισοδύναμη διάσταση De
D_e = 2Q^0,4Προσδιορισμός της κατηγορίας υποστήριξης από το δείκτη ποιότητας Q και την ισοδύναμη διάσταση De (Εικ.6).

Εικόνα 6. Προσδιορισμός της κατηγορίας υποστήριξης από το δείκτη ποιότητας Q και την ισοδύναμη διάσταση De (Barton et al, 1974)

Προτεινόμενα συστήματα υποστήριξης για βράχο πολύ φτωχής ποιότητας (Πίνακας 11) (Barton et al, 1980).

Κατηγορία υποστήριξης	Q	RQD/J_n	J_r/J_a	Άνοιγμα/ESR (m)	σ_ν (kPa)	D_e(m)	Σύστημα υποστήριξης	Παρατηρήσεις
1*	1000-400				<1	20-40	sb(utg)
2*	1000-400				<1	30-60	sb(utg)
3*	1000-400				<1	46-80	sb(utg)
4*	1000-400				<1	65-100	sb(utg)
5*	400-100				5	12-30	sb(utg)
6*	400-100				5	19-45	sb(utg)
7*	400-100				5	30-65	sb(utg)
8*	400-100				5	48-88	sb(utg)
9	100-40	≥20			25	8,5-19	sb(utg)
		<20					B(utg)2,5-3m
10	100-40	≥30			25	14-30	B(utg)2-3m
		<30					B(utg)1,5-2m+clm
11*	100-40	≥30			25	23-48	B(tg)2-3m
		<30					B(tg)1,5-2m+clm
12*	100-40	≥30			25	40-72	B(tg)2-3m
		<30					B(tg)1,5-2m+clm
13	40-10	≥10	≥1,5		50	5-14	sb(utg)	I
		≥10	<1,5				B(utg)1,5-2m	I
		<10	≥1,5				B(utg)1,5-2m	I
		<10	<1,5				B(utg)1,5-2m+S2-3cm	I
14	40-10	≥10		≥15	50	9-23	B(tg)1,5-2m+clm	I,II
		<10		≥15			B(tg)1,5-2m+S(mr)5-10cm	I,II
				<15			B(utg)1,5-2m+clm	I,III
15	40-10	>10			50	15-40	B(tg)1,5-2m+clm	I,II,IV
		≤10					B(tg)1,5-2m+S(mr)5-10cm	I,II,IV
16*	40-10	>15			50	30-65	B(tg)1,5-2m+clm	I,V,VI
		≤15					B(tg)1,5-2m+S(mr)10-15cm	I,V,VI
17	10-4	>30			100	3,5-9	sb(utg)	I
		≥10, ≤30					B(utg)1-1,5m	I
		<10		≥6			B(utg)1-1,5m+S2-3cm	I
		<10		<6			S2-3cm	I
18	10-4	>5		≥10	100	7-15	B(tg)1-1,5m+clm	I,III
		>5		<10			B(utg)1-1,5m+clm	I
		≤5		≥10			B(tg)1-1,5m+S2-3cm	I,III
		≤5		<10			B(utg)1-1,5m+S2-3cm	I
19	10-4			≥20	100	12-29	B(tg)1-2m+S(mr)10-15cm	I,II,IV
				<20			B(tg)1-1,5m+S(mr)5-10cm	I,II
20*	10-4			≥35	100	24-52	B(tg)1-2m+S(mr)20-25cm	I,V,VI
Βλ.XII				<35			B(tg)1-2m+S(mr)10-20cm	I,II,IV
21	4-1	≥12,5	≤0,75		150	2,1-6,5	B(utg)1m+S2-3cm	I
		<12,5	≤0,75				S2,5-5cm	I
			>0,75				B(utg)1m	I
22	4-1	>10,<30	>1,0		150	4,5-11,5	B(utg)1m+clm	I
		≤10	>1,0				S2,5-7,5cm
		<30	≤1,0				B(utg)1m+S(mr)2,5-5cm	I
							B(utg)1m	I
23	4-1			≥15	150	8-24	B(tg)1-1,5m+S(mr)10-15cm	I,II,IV,VII
				<15			B(utg)1-1,5m+S(mr)5-10cm	I
24*	4-1			≥30	150	18-46	B(tg)1-1,5m+S(mr)15-30cm	I,V,VI
Βλ.XII				<30			B(tg)1-1,5m+S(mr)10-15cm	I,II,IV
25	1,0-0,4	>10	>0,5		225	1,5-4,2	B(utg)1m+mr ή clm	I
		≤10	>0,5				B(utg)1m+S(mr)5cm	I
			≤0,5				B(tg)1m+S(mr)5cm	I
26	1,0-0,4				225	3,2-7,5	B(tg)1m+S(mr)5-7,5cm	VIII,X,XI
							B(utg)1m+S2,5-5cm	I,IX
27	1,0-0,4			≥12	225	6-18	B(tg)1m+S(mr)7,5-10cm	I,IX
				<12			B(utg)1m+S(mr)5-7,5cm	I,IX
				>12			CCA12-40cm+B(tg)1m	VIII,X,XI
				<12			S(mr)10-20cm+ B(tg)1m	VIII,X,XI
28*	1,0-0,4			≥30	225	15-38	B(tg)1m+S(mr)30-40cm	I,IV,V,IX
Βλ.XII				≥20,<30			B(tg)1m+S(mr)20-30cm	I,II,IV,IX
				<20			B(tg)1m+S(mr)15-20cm	I,II,IX
							CCA(sr)30-100cm+B(tg)1m	IV,VIII,X,XI
29*	0,4-0,1	>5	>0,25		300	1-3,1	B(utg)1m+S2-3cm
		≤5	>0,25				B(utg)1m+S(mr)5cm
			≤0,25				B(tg)1m+S(mr)5cm
30	0,4-0,1	≥5			300	2,2-6	B(tg)1m+S2,5-5cm	IX
		<5					S(mr)5-7,5cm	IX
							B(tg)1m+S(mr)5-7,5cm	VIII,X,XI
31	0,4-0,1	>4			300	4-14,5	B(tg)1m+S(mr)5-12,5cm	IX
		≤4, ≥1,5					S(mr)7,5-25cm	IX
		<1,5					CCA20-40cm+B(tg)1m	IX,XI
							CCA(sr)30-50cm+B(tg)1m	VIII,X,XI
32	0,4-0,1			≥20	300	11-34	B(tg)1m+S(mr)5-12,5cm	II,IV,IX,XI
Βλ.XII				<20			B(tg)1m+S(mr)20-40cm	III,IV,IX,XI
							CCA(sr)40-120cm+B(tg)1m	IV,VIII,X,XI
33*	0,1-0,01	≥2			600	1-3,9	B(tg)1m+S(mr)2,5-5cm	IX
		<2					S(mr)5-10cm	IX
							S(mr)7,5-15cm	VIII,X
34	0,1-0,01	≥2	≥0,25		600	2-11	B(tg)1m+S(mr)5-7,5cm	IX
		<2	≥0,25				S(mr)7,5-15cm	IX
			<0,25				S(mr)15-25cm	IX
							CCA(sr)20-60cm+B(tg)1m	VIII,X,XI
35	0,1-0,01			≥15	600	6,5-28	B(tg)1m+S(mr)30-100cm	II,IX,XI

Βλ.XII				≥15			CCA(sr)60-200cm+B(tg)1m	VIII,X,XI,II
				<15			B(tg)1m+S(mr)20-70cm	IX,XI,III
				<15			CCA(sr)40-150cm+B(tg)1m	VIII,X,XI,III
36*	0,01-0,001				1200	1-2	S(mr)10-20cm	IX
							S(mr)10-20cm+ B(tg)0,5-1,0m	VIII,X,XI
37	0,01-0,001				1200	1-6,5	S(mr)20-60cm	IX
							S(mr)20-60cm+ B(tg)0,5-1,0m	VIII,X,XI
38	0,01-0,001			≥10	1200	4-20	CCA(sr)100-300cm	IX
				≥10			CCA(sr)100-300cm+B(tg)1m	VIII,X,11,XI
Βλ.XIII				<10			S(mr)70-200cm	IX
				<10			S(mr)70-200cm+ B(tg)1m	VIII,X,III,XI

Πίνακας 11: Συστήματα υποστήριξης σύμφωνα με το σύστημα Q για βράχο πολύ πτωχής ποιότητας

Παρατηρήσεις πίνακα 11:

1. * = Δεν υπάρχει επαρκής εμπειρία^. οι προτάσεις στηρίζονται σε εκτιμήσεις.

2. Η υποστήριξη τους τύπους 1-8 εξαρτάται από την τεχνική των ανατινάξεων (Szenchy, 1973). Σε ήπιες τεχνικές μπορεί να μη χρειάζεται υποστήριξη. Τραχεία παραμέντα από την ανατίναξη μπορεί να χρειάζονται απλή εφαρμογή εκτοξευόμενου σκυροδέματος, κυρίως για εκσκαφές με ύψος μικρότερο από 25m.

3. Sb : σημειακές αγκυρώσεις
Β : συστηματικές αγκυρώσεις
(utg) : αγκυρώσεις χωρίς τάση, με ένεμα, πακτωμένες σε όλο το μήκος
(tg) : προεντεταμένα αγκύρια διαστελλόμενης κεφαλής για συμπαγείς βραχομάζες και με πλήρωση κονιάματος για χαμηλής ποιότητας βραχομάζες
S : εκτοξευόμενο σκυρόδεμα
(mr) : ενίσχυση με μεταλλικό πλέγμα
clm : αλυσιδωτό πλέγμα (συρματοπλέγματα)
CCA : τόξο από έγχυτο σκυρόδεμα
(Sr) : ενίσχυση με οπλισμό (προεντεταμένα αγκύρια)

4. Σε περίπτωση διαφορετικών καταστάσεων στις ασυνέχειες μέσα στην ίδια βαχομάζα (π.χ. χωρίς υλικό πλήρωσης η μια οικογένεια και με παρουσία υλικού η άλλη, ή τραχεία τοιχώματα σ΄ορισμένες και λεία σ΄άλλες), αμβάνονται υπόψη για λόγους ασφαλείας αυτές που αντιστοιχούν στην πιο μικρή τιμή του J_r/J_a. Εξαίρεση μπορεί να γίνει όταν οι ασυνέχειες αυτές έχουν εντελώς ευνοϊκό προσανατολισμό προς τη σήραγγα (Pells, 1975).

5. Ι : Για περιπτώσεις ισχυρών εκτινάξεων του πετρώματος (μεγάλα βάθη), χρησιμοποιούνται συχνά προεντεταμένοι κοχλίες στήριξης με διευρυμένες φέρουσες πλάκες (μεγάλες επιφάνειες έδρασης), σε αποστάσεις περίπου 1m (κατά περίπτωση <0,8m) σαν προσωρινή υποστήριξη. Η τελική υποστήριξη γίνεται αφού σταματήσει η ενέργεια εκτίναξης.

ΙΙ : Διαφορετικά μήκη κοχλιών χρησιμοποιούνται συχνά στην ίδια εκσκαφή, π.χ. 3,5,7m.

ΙΙΙ : Όπως παραπάνω, π.χ.2,3 και 4m.

ΙV : Προεντεταμένα αγκύρια με καλώδια στερέωσης χρησιμοποιούνται συχνά σαν συμπληρωματικά στοιχεία της υποστήριξης με κοχλιώσεις. Συνήθεις αποστάσεις αραιώσεως 2-4m (προσεγγιστική εκτίμηση-δυνατότητα αραιώσεων των κοχλίων).

V : Όπως ΙΙ π.χ. 6,8 και 10m.

VI : Όπως ΙV με τυπικό διάστημα καρφώματος από 4-6m (προσεγγιστική εκτίμηση).

VII : Αναφέρονται από τον Barton ότι πολλοί υπόγειοι ενεργειακοί σταθμοί έχουν εφαρμόσει για μόνιμη υποστήριξη συστηματικές ή τοπικές σημειακές κοχλιώσεις με σειρές μεταλλικών πλεγμάτων διασύνδεσης και τόξο ελεύθερου ανοίγματος από σκυρόδεμα (25-40cm).

VIII : Σε περιπτώσεις διογκύμενων εδαφών – swelling soil – (π.χ. μοντμοριλλονιτικοί άργιλοι) με εισροές νερού, απαιτείται χώρος για εκτόνωση (διαστολή) πίσω από την υποστήριξη σε περιπτώσεις έντονης διόγκωσης. Αποστράγγιση εάν είναι δυνατό.

ΙΧ. : Περιπτώσεις που δεν αφορούν συμπιεστά ή διογκούμενα πετρώματα.

Χ : Περιπτώσεις συμπιεστών πετρωμάτων. Συνήθως χρησιμοποιείται βαριά άκαμπτη υποστήριξη σαν οριστική.

ΧΙ : Σε περιπτώσει συμπιεστών ή διογκούμενων πετρωμάτων, η προσωρινή υποστήριξη που απαιτείται, πριν από την επένδυση με τόξα (πλαίσια) σκυροδέματος ή εκτοξευόμενο σκυρόδεμα, αποτελείται από κοχλιώσεις-αγκύρια προεντεταμένου τύπου, αν η τιμή του RQD/J_n είναι αρκετά υψηλή (π.χ. >1,5), συνδυασμένες ενδεχόμενα με εκτοξευόμενο σκυρόδεμα.

Αν το πέτρωμα είναι πολύ διακλασμένο ή θρυμματισμένο (π.χ. RQD/J_n <1,5), τότε η προσωρινή υποστήριξη μπορεί να αποτελείται από επάλληλες στρώσεις εκτοξευόμενου σκυροδέματος.

Συστηματικές προεντεταμένες αγκυρώσεις πρέπει να προστεθούν ύστερα από τα έγχυτα τόξα (πλαίσια) σκυροδέματος ή του εκτοξευόμενου σκυροδέματος για να μειώσει τη διαφορετική φόρτιση του σκυροδέματος. Η ήλωση για να είναι αποτελεσματική, όταν το RQD/J_n <1,5 ή υπάρχει μεγάλη ποσότητα αργιλικού υλικού, πρέπει να χρησιμοποιηθεί υλικό ενέματος πριν την προένταση. Ένα αρκετά ικανοποιητικό μήκος μπορεί να επιτευχθεί αν χρησιμοποιήσουμε γι΄αυτές της χαμηλής ποιότητας βραχομάζες ταχύπηκτα ενέματα αγκύρωσης.

Σοβαρές εμφανίσεις διογκούμενων ή συνθλιβόμενων πετρωμάτων ίσως απαιτούν άμεση υποστήριξη με πλαίσια σκυροδέματος του μετώπου της επιφάνειας, χρησιμοποιώντας πιθανόν ένα προσωρινό ξυλότυπο μετώπου. Επομένως, σ΄αυτές τις περιπτώσεις ίσως χρειαστεί προσωρινή υποστύλωση της επιφάνειας του μετώπου εκσκαφής.

ΧΙΙ : Για λόγους ασφαλείας συχνά μπορεί να απαιτείται η μέθοδος της πολλαπλής προώθησης κατά τη διάρκεια της εκσκαής και αυποστήριξης της οροφής για τις κατηγορίες 16,20,24,28,32,35 και για D_e <15 μόνο.

ΧΙΙΙ : Η μέθοδος της πολλαπλής προώθησης συνήθως απαιτείται κατά τη διάρκεια της εκσκαφής και υποστήριξης οροφής, τοιχωμάτων και δαπέδου σε περιπτώσεις έντονα κερματισμένων πετρωμάτων (συμπιεστά πετρώματα, κατηγορία 38 – D_e >10 μόνο).

Προσδιορισμός της κατηγορίας υποστήριξης από το δείκτη Q (Εικ.7&8).

Εικόνα 7. Διάγραμμα προσδιορισμού του συστήματος υποστήριξης από τον δείκτη ποιότητας Q (Grimstad & Barton, 1989).
Εικόνα 8. Προσδιορισμός της κατηγορίας υποστήριξης από το δείκτη Q (Grimstad, Barton, 1993).

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ
(ISRM – Commission on Classification of Rock and Rock Masses, 1981)

ΦΥΛΛΟ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗΣ ΑΣΥΝΕΧΕΙΩΝ (Σύμφωνα με ISRM, 1981*)

ΓΕΝΙΚΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ

ΗΜΕΡΑ

ΜΗΝΑΣ

ΧΡΟΝΟΣ

ΦΥΛΛΟ

ΣΕΙΡΑ

ΘΕΣΗ

ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ

ΜΕΛΕΤΗΤΗΣ

ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ

ΑΠΟ

ΑΣΥΝΕΧΕΙΩΝ

ΦΥΣΗ ΚΑΙ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΣ ΑΣΥΝΕΧΕΙΩΝ

Χ. ΘΕΣΗ

ή α.α.

ΤΥΠΟΣ

ΚΛΙΣΗ

ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ

ΚΛΙΣΗΣ

ΣΥΝΕΧΕΙΑ

Σε m

ΑΝΟΙΓΜΑ

ΦΥΣΗ ΥΛΙΚΟΥ ΠΛΗΡΩΣΗΣ

ΣΥΝΕΚΤΙΚΑ ΥΛΙΚΟΥ ΠΛΗΡΩΣΗΣ

ΤΡΑΧΥΤΗΤΑ

ΝΕΡΟ

ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ

ΤΥΠΟΣ

ΕΥΡΟΣ

ΦΥΣΗ

ΘΛΙΠΤΙΚΗ ΑΝΤΟΧΗ ΥΛΙΚΟΥ ΠΛΗΡΩΣΗΣ

ΤΡΑΧΥΤΗΤΑ

ΝΕΡΟ

1. ΡΗΓΜΑ

1. ΜΕΓΑΛΟ (>200 mm)

ΥΛΙΚΟΥ ΠΛΗΡΩΣΗΣ

ΑΡΓΙΛΟΣ

ΒΡΑΧΟΣ

1^ης τάξης

2^ης τάξης

1. ΞΕΡΗ

2. ΔΙΑΚΛΑΣΗ

2. ΣΧΕΤ. ΜΕΓΑΛΟ (60-200 mm)

1. ΚΑΘΑΡΗ ΑΣΥΝΕΧΕΙΑ

1. ΠΟΛΥ ΜΑΛΑΚΗ (<25 kPa)

7. ΕΞΑΙΡΕΤΙΚΑ ΑΣΘΕΝΗΣ

Α.

Β.

2. ΥΓΡΑΣΙΑ

3. ΣΧΙΣΜΟΣ

3. ΣΧΕΤ. ΜΙΚΡΟ (20-60 mm)

2. ΕΠΙΦΑΝ. ΟΞΕΙΔΩΣΗ

2. MAΛAKH (25-50 kPa)

(<0.25-1.0 Mpa)

1. ΚΛΙΜΑΚΩΤΗ

Α. ΤΡΑΧΕΙΑ

ΠΑΡΟΧΕΣ

4. ΣΧΙΣΤΟΤΗΤΑ

4. ΜΙΚΡΟ (6-20 mm)

3. ΜΗ ΣΥΝΕΚΤΙΚΟ

3. ΣΤΕΡΕH (50-100 kPa)

8. ΑΣΘΕΝΗΣ (<1.0-5 Mpa)

2. κυματοειδης

Β. ΛΕΙΑ

3. <10 m/sec

5. ΔΙΑΤΜΗΣΗ

6. ΕΞΑΙΡΕΤΙΚΑ ΜΙΚΡΟ (<2 mm)

4. ΑΝΕΝΕΡΓΗ ΑΡΓΙΛΟΣ

4. ΣΤΙΦΡΗ (100-250 kPa)

9. ΑΣΘΕΝΗΣ (<5-25 Mpa)

3. ΕΠΙΠΕΔΗ

Γ. ΚΑΤΟΠΤΡΙΚΗ

4. 10-100 ml/sec

6. ΡΩΓΜΗ

7. ΣΦΙΧΤΗ ΡΩΓΜΗ

5. ΔΙΟΓΚΟΥΜΕΝΗ

5. ΠΟΛΥ ΣΤΙΦΡΗ (250-500

10. ΜΕΓΑΛΗΣ ΑΝΤΟΧΗΣ

5. 0.1-1 l/sec

7. Ρ. ΕΦΕΛΚΥΣΜΟΥ

ΑΡΓΙΛΟΣ

kPa)

11. ΜΕΓΑΛΗΣ ΑΝΤΟΧΗΣ

6. 1-10 l/sec

8. ΓΡΑΜΜΩΣΗ

6. ΣΥΓΚΟΛ. ΥΛΙΚΟ

6. ΣΚΛΗΡΗ (>500 kPa)

(50-100 Mpa)

7. 10-100 l/sec

9. ΣΤΡΩΣΗ

7. ΧΛΩΡΙΤHΣ, ΤΑΛΚΗΣ ή

12. ΕΞΑΙΡ. ΜΕΓΑΛΗΣ

8. >100 l/sec

10. ΑΛΛΕΣ

ΓΥΨΟΣ

ΑΝΤΟΧΗΣ (>250 Mpa)

8. ΑΛΛΟ

* ISRM - Commission on Classification of Rocks and Rock Masses (1981): Basic Geotechnical Description of Rock Masses. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr. Vol. 18, pp. 85-110.

ΦΥΛΛΟ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗΣ ΑΣΥΝΕΧΕΙΩΝ (Σύμφωνα με ISRM, 1981*)

ΓΕΝΙΚΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ

ΗΜΕΡΑ

ΜΗΝΑΣ

ΧΡΟΝΟΣ

ΦΥΛΛΟ

ΣΕΙΡΑ

ΘΕΣΗ

ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ

ΜΕΛΕΤΗΤΗΣ

ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ

ΑΠΟ

ΑΣΥΝΕΧΕΙΩΝ

ΦΥΣΗ ΚΑΙ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΣ ΑΣΥΝΕΧΕΙΩΝ

Χ. ΘΕΣΗ

ή α.α.

ΤΥΠΟΣ

ΚΛΙΣΗ

ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ

ΚΛΙΣΗΣ

ΣΥΝΕΧΕΙΑ

Σε m

ΑΝΟΙΓΜΑ

ΦΥΣΗ ΥΛΙΚΟΥ ΠΛΗΡΩΣΗΣ

ΣΥΝΕΚΤΙΚΑ ΥΛΙΚΟΥ ΠΛΗΡΩΣΗΣ

ΤΡΑΧΥΤΗΤΑ

ΝΕΡΟ

ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ

ΤΥΠΟΣ

ΕΥΡΟΣ

ΦΥΣΗ

ΘΛΙΠΤΙΚΗ ΑΝΤΟΧΗ ΥΛΙΚΟΥ ΠΛΗΡΩΣΗΣ

ΤΡΑΧΥΤΗΤΑ

ΝΕΡΟ

1. ΡΗΓΜΑ

1. ΜΕΓΑΛΟ (>200 mm)

ΥΛΙΚΟΥ ΠΛΗΡΩΣΗΣ

ΑΡΓΙΛΟΣ

ΒΡΑΧΟΣ

1^ης τάξης

2^ης τάξης

1. ΞΕΡΗ

2. ΔΙΑΚΛΑΣΗ

2. ΣΧΕΤ. ΜΕΓΑΛΟ (60-200 mm)

1. ΚΑΘΑΡΗ ΑΣΥΝΕΧΕΙΑ

1. ΠΟΛΥ ΜΑΛΑΚΗ (<25 kPa)

7. ΕΞΑΙΡΕΤΙΚΑ ΑΣΘΕΝΗΣ

Α.

Β.

2. ΥΓΡΑΣΙΑ

3. ΣΧΙΣΜΟΣ

3. ΣΧΕΤ. ΜΙΚΡΟ (20-60 mm)

2. ΕΠΙΦΑΝ. ΟΞΕΙΔΩΣΗ

2. MAΛAKH (25-50 kPa)

(<0.25-1.0 Mpa)

1. ΚΛΙΜΑΚΩΤΗ

Α. ΤΡΑΧΕΙΑ

ΠΑΡΟΧΕΣ

4. ΣΧΙΣΤΟΤΗΤΑ

4. ΜΙΚΡΟ (6-20 mm)

3. ΜΗ ΣΥΝΕΚΤΙΚΟ

3. ΣΤΕΡΕH (50-100 kPa)

8. ΑΣΘΕΝΗΣ (<1.0-5 Mpa)

2. κυματοειδης

Β. ΛΕΙΑ

3. <10 m/sec

5. ΔΙΑΤΜΗΣΗ

6. ΕΞΑΙΡΕΤΙΚΑ ΜΙΚΡΟ (<2 mm)

4. ΑΝΕΝΕΡΓΗ ΑΡΓΙΛΟΣ

4. ΣΤΙΦΡΗ (100-250 kPa)

9. ΑΣΘΕΝΗΣ (<5-25 Mpa)

3. ΕΠΙΠΕΔΗ

Γ. ΚΑΤΟΠΤΡΙΚΗ

4. 10-100 ml/sec

6. ΡΩΓΜΗ

7. ΣΦΙΧΤΗ ΡΩΓΜΗ

5. ΔΙΟΓΚΟΥΜΕΝΗ

5. ΠΟΛΥ ΣΤΙΦΡΗ (250-500

10. ΜΕΓΑΛΗΣ ΑΝΤΟΧΗΣ

5. 0.1-1 l/sec

7. Ρ. ΕΦΕΛΚΥΣΜΟΥ

ΑΡΓΙΛΟΣ

kPa)

11. ΜΕΓΑΛΗΣ ΑΝΤΟΧΗΣ

6. 1-10 l/sec

8. ΓΡΑΜΜΩΣΗ

6. ΣΥΓΚΟΛ. ΥΛΙΚΟ

6. ΣΚΛΗΡΗ (>500 kPa)

(50-100 Mpa)

7. 10-100 l/sec

9. ΣΤΡΩΣΗ

7. ΧΛΩΡΙΤHΣ, ΤΑΛΚΗΣ ή

12. ΕΞΑΙΡ. ΜΕΓΑΛΗΣ

8. >100 l/sec

10. ΑΛΛΕΣ

ΓΥΨΟΣ

ΑΝΤΟΧΗΣ (>250 Mpa)

8. ΑΛΛΟ

* ISRM - Commission on Classification of Rocks and Rock Masses (1981): Basic Geotechnical Description of Rock Masses. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr. Vol. 18, pp. 85-110.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

Afrouz, A. (1992). Rock Mass Classification Systems and Modes of Ground Failure, CRC Press, inc., 2000 Corporate Blvd., N.W., Boca Raton, Florida, pp.195.
Barton, N. (1976). Recent experiences with the Q-system of tunnel support design. Vol.1,I, Proc. Symp. Exploration Roci Engineering, Johannesburg, pp.107-117.
Barton, N. (1983). Application of Q-system and index tests to estimate shear strength and deformability of rock masses. Intern. Symp. On Eng. Geol. And Underground Construction, II, pp.51-70.
Barton, N.R., Lien, R. & Lunde, J. (1974). Engineering classification of rock masses for the desigh of tunnel support. Rock Mech., Vol.6(4), pp.189-236.
Barton, N.R., Lien, R. & Lunde, J. (1974). Analysis of Rock Mass Quality and Support Practice in Tunneling. Norwegian Geotechnical Institute, Report No.54206, June, 74.
Barton, N.R., Loset, F., Lien, R. & Lunde, J. (1980). Application of the Q-system in design decisions concerning dimensions and appropriate support for underground installations. In Subsurface space, (ed. M. Bergman), 2, New York: Pergamon. Pp. 553-561.
Bieniawski, Z.T. (1973). Engineering classification of jointed rock masses. Transactions South Africa Inst. Of Covil Engin., Vol.15, No 12, pp.335-344.
Bieniawski, Z.T. (1974). Geomechanics classification of rock masses and its application in tunnelling. Proc.3^rd Int. Congr. On Rock Mechanics, Vol. IIA, Int. Soc. Rock Mech., Denver, pp.27-32.
Bieniawski, Z.T. (1976). Rock mass classification in rock engineering. Proc. Symp. Exploration for Rock Engineering, Johannesburg, Vol.1, pp.97-106.
Bieniawski, Z.T. (1989). Engineering rock mass classifications. New York: Wiley.
Chatziangelou M., Christaras B., Dimopoulos G., Soulios G., Kilias A. (2001). Support of unstable wedges along the Platamon railway tunnel under construction, in northern Greece. Journ. Eng. Geology, Elsevier, Amsterdam, Ed.nr.1060.
Christaras, B., Chatziangelou, M., Malliaroudakis, Em. & Merkos, S. (2002). Support Capacity of wedges and RMR classification along the Asprovalta tunnel of Egnatia Highway, in n. Greece, 9^th Congress of the International Association for Engineering Geology and the Environment, J.L. van Rooy and C.A. Jermy, ISBN No.0-620-28559-1.
Deere, D.U. & Deere, D.W. (1988). The rock quality designation (RQD) index in practice. In Rock classification systems for engineering purposes, (ed. L. Kirkaldie), ASTM Special Publication 984, 91-101. Philadelphia: Am. Soc. Test. Mat.
Grimstad, E. & Barton, N. (1993). Updating the Q-system for NMT. Proc. Int. Symp. On sprayed concrete – modern use of wet mix sprayed concrete for underground support, Fagernes, (eds Kompen, Opsajh and Berg). Oslo: Norwegian Concrete Assn.
Hoek, E. (1994). Strength of rock and rock masses, ISRM Nevw J, V2, pp.4-16.
Hoek, E. & Brown, E.T. (1980). Underground excavations in rock. London: Inst. Min. and Metall., pp.1013-1035.
Hoek, E., Marinos, P., Benissi, M. (1998). Applicability of the geological strenth index (GSI) classification for very weak and sheared rock masses. The case of the Athens Schist Formation, Bull Eng. Geol. Env., Vol.57, pp.151-160.
ISRM - Commission on Classification of Rocks and Rock Masses (1981). Basic Geotechnical Description of Rock Masses, Int. J. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr., Vol. 18, pp. 85-110.
Κούκης, Γ. και Σαμπατακάκης, Ν. (2002). Τεχνική Γεωλογία. Εκδ. Παπασωτηρίου, 516p.
Μαρίνος, Π. (1979). Γεωτεχνική ταξινόμηση βραχομάζας και υποστήριξη σηράγγων. Ορυκτός Πλούτος, 3, 13-40.
Moreno Tallon, Ε. (1982). Τunnelling. Inst. Min. Eng., London, 6.
Palmstrom, A. (1982). The volumetric joint count – a useful and simple measure of the degree of rock jointing. Proc. 4^th Congr. Int. Assn. Engng. Geol. Delphi, 5, pp. 221-228.
Pells, P. (1975). Discussion the paper “Engineering Classification of Rock Masses”, by N. Barton, R. Lien and J. Lunde. Rock Mechanics, 7,4, pp.246-248.
Priest, S.D. & Hudson, J.A. (1976). Discontinuity spacings in rock. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. & G.A., 13,5, pp.135-148.
Szenchy, K. (1973). The Art of tunneling. Akacemiai Kiado, Budapest, pp.1096.

Σχεδιασμός & Τεχνική Επιμέλεια: Σωτήρης Π. Σμπόρας

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ & ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ

Ταξινόμηση και περιγραφή βραχομάζας

Γεωτεχνική ταξινόμηση βραχομάζας με τη μέθοδο RMR (Bieniawski, (989))

Ανεξάρτητα από παράταξη

Γωνία κλίσης

Εκτίμηση

Παράταξη παράλληλη στον άξονα της σήραγγας

Γωνία κλίσης

Εκτίμηση

Παράταξη κάθετη στον άξονα της σήραγγας

Διάνοιξη σύμφωνα με την κατεύθυνση βύθισης

Γωνία κλίσης

Εκτίμηση

Διάνοιξη αντίθετα με την κατεύθυνση βύθισης

Γωνία κλίσης

Εκτίμηση

Κατηγορία ποιότητας βραχομάζας

Μέτρα υποστήριξης σύμφωνα με την ταξινόμηση κατά RMR (Bieniawski, 1989)

Γεωτεχνική ταξινόμηση κατά GSI

Γεωτεχνική ταξινόμηση κατά Barton et al – Q SYSTEM (ΝΟΡΒΗΓΙΚΟΥ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΟΥ ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟΥ N.G.I.)

RQD

SRF

Μέτρα υποστήριξης σύμφωνα με την ταξινόμηση κατά Barton et al.

Barton, N.R., Lien, R. & Lunde, J. (1974). Analysis of Rock Mass Quality and Support Practice in Tunneling. Norwegian Geotechnical Institute, Report No.54206, June, 74.