苍岭特长公路隧道岩爆预测和工程对策
苍岭隧道施工中岩爆理论预测研究
苍岭隧道施工中岩爆理论预测研究汪 波 何 川(西南交通大学地下工程系 成都 610031)摘 要 文章以在建的苍岭隧道为研究对象,主要对隧道在施工前后的K97+500～K98+060段进行理论上的岩爆预测研究;施工前,采用有限元分析手段模拟隧道的实际开挖方式,考虑开挖后洞周应力的最不利状态对该段岩爆状况进行首次岩爆理论预测;施工中,在对隧道开挖段已产生的岩爆规模不断拟合研究的基础上,获得更加符合现场实际的地应力场资料后,再次对掌子面前方未开挖段的岩爆状况进行更加准确的二次岩爆预测预报。
关键词 隧道 岩爆 数值分析 理论预测1 引言众多的地下工程中,深埋长隧道以其埋藏深、延伸长、工程地质问题较多,而成为建设中的控制性工程;因其多穿越巨大山岭,交通条件较差,岩石露头较少,而成为地下洞室中最为隐蔽、最难以评价和预测预报的工程地质问题。
而岩爆作为深埋长大隧道的重大工程地质问题之一,也越来越受到人们的关注。
目前对于岩爆的研究理论较多,但基于岩爆理论及岩爆破坏机制而提出的各种理论预测方法,在工程应用中尚存在困难,而在施工过程中,对岩爆又常要求一些具体的、切实可行的预测预报方法、指标和岩爆的防治对策[1]。
因此,本文针对在建中的苍岭隧道施工过程中岩爆预测问题进行探讨,并用以指导施工。
苍岭隧道位于浙江省台缙高速公路上,最高海拔1076m,地形自然坡度45260°,局部山体陡峭,植被发育。
设计为分离式单向双车道,双线全长15141m,其中左洞7536m,起止点桩号为K94+760～K102+296;右洞7605m,起止点桩号为K94+ 760～K102+365;两洞轴线间距42m,隧道净宽9.75m,净高5.0m。
穿越主要以熔结凝灰岩为主的Ⅳ类、Ⅴ围岩和4条断层破碎带。
隧道按新奥法设计和施工,开挖方式采用全断面开挖,两头掘进方式,开挖过程中见轻微———中等岩爆发生。
为了充分保证施工的安全性,对苍岭隧道施工过程中进行岩爆预测研究将具有重大的指导意义。
苍岭特长公路隧道岩爆预测研究
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２０ 年第 ２ 总第 ５ 期） ０６ 期（ ４
苍 岭 特 长公 路 隧道 岩 爆 预 测研 究
汪 波 吴德 兴 何 川 １
（ 西南交通大学地下工程系 成都 １ ６０３ ； 浙江省交通规划设计研究院 杭州 ３００） １０１ ２ １０ ６
方向工程区以北总体特 征表现为北东东 向， 工程 区 以南则多呈近东西向或北西向。依据区域构造应力 场环境分析 ， 区的现今构造 主压应力 方向总体 工程
向鹤溪一 奉化 大断裂 ， 近东 西 向衢州一 台大断裂 以 天
及 北西 向淳安一 温州 大断裂构成 的四边形 区域 内。 新华夏系构造 由一系列的压性或扭性断裂及部分纵 张断裂、 挤压带 、 劈理带等构造要素组成 。 受上述断 裂的影响。 产生 了众多次一 级断层 。测区断层共有 ９ ， 条 对隧道工 程影 响较大 的断层 为 Ｆ 、 ３和 Ｆ ２Ｆ ４
７８２ 受 区域 构 造 影 响 较 严 重 ， 道 区 内 以构 造 ６． ｍ， 隧
苍岭隧道位于浙江省南部的台州一缙云高速公 路上 ， 台缙 高速公 路 的控制性 工 程。公路 全长 是 １０ ｍ， ２ｋ 为浙江省高速公路网中东西 向主要干线 ； 东 连甬台温高速公路 ， 西接金丽温高速公路 。隧道穿 越处地形复杂 ， 植被发育。为双线平行分离式 山岭 公路隧道 ， 双线中心间距 ４ｍ； 中左洞 ７３ｍ， ０ 其 ５６ 起 止点桩号 为 Ｋ ４ ６ ￣Ｋ ０ ＋２６ 右洞 ７０ ｍ， ９ ＋７ ０ １２ ９ ； ６５
Ｆ 左 Ｋ ６ ８ ～ 直立 与拟建隧道大 角度相交 。 ２ ９ ＋３ Ｏ
，
，
恰 又是侵入花 岗斑 岩岩 体与熔 结凝 灰 岩接触 带 ， 岩体 节理 裂 隙
浙江苍岭隧道岩爆工程地质特征分析与防治措施研究
（ ｈ ｕｎｌ ｏ ｐｎ ｔ ｈ ｓ Ｆ ｅ ｔ Ｒ ｉ ａ ｏ ｔ ｃｏ ｏｐｎ － ②ＴｅＴｎｅＣｍ ａｙ ｆ ｈ Ｃｉ ｅ ｉ ｅ ｈ ａｗ ｙＣｎ ｒ ｔｎＣｍ ａｙ ｏ ｅ ｅ ｎ ｆ ｎ ｌ ｔ ｓ ｕｉ
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苍岭隧道施工阶段围岩岩爆预测防治措施
通过现场实际的开挖情况， 证实卢森判据更加适用于本隧 道的岩爆预测， 与开挖后的实际情况相吻合。
４ 苍岭隧道岩爆防治采取的措施
（ １） 在预测 的 岩 爆 区 段 ， 在 开 挖 过 程 中 每 隔 ２００ ｍ 左 右 进 行 一次 ＴＳＰ２０３ 超前地质预报， 以探明掌子面 前 方 的 地 质 情 况 ， 判 定岩性状况并判断是否存在岩爆和岩爆发生可能的剧烈程度， 用以指导施工， 做好必要的施工准备和相应的防范及应对措施。
苍 岭 隧 道 穿 越 的 地 区 ， 地 质 环 境 复 杂 、岩 体 较 为 完 整 、岩 质 坚硬、强度较高。由于隧道长度大， 大部分洞段埋深较大， 在复杂 的地应力场环境和岩体结构条件下， 隧道开挖引起局部应力集 中， 可能产生灾害性问题， 苍岭隧道岩爆预测与防治， 对隧道ｎ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ Ｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ Ｈｉｇｈｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｉｎ Ｗｉｎｔｅｒ
Ｚｈａｎｇ Ｚｈｏｎｇｗｅｉ Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｉｎ ｗｉｎｔｅｒ， ｍａｉｎ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｉｎ ｗｉｎｔｅｒ ａｎｄ ｃｏｍｍｏｎ ｑｕａｌｉｔｙ ｆａｕｌｔ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｉｎ ｗｉｎｔｅｒ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｈｉｇｈｗａｙ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ， ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｉｎ ｗｉｎｔｅｒ， ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ， ｑｕａｌｉｔｙ ｍｅａｓｕｒｅ
（ ３） 在岩爆存在区段， 合理选择开挖参数， 因为在高地应力地 下洞室施工过程中 ， 如 果 开 挖 方 法 、工 程 措 施 等 选 择 不 当 则 会 大 大恶化围岩的物理力学性能和应力条件， 从而会诱发或加剧岩爆 的发生， 所以在苍岭隧道钻爆法施工中， 采用短进尺掘进， 减少药 量和减少爆破频率， 控制光爆效果， 以减少围岩表层应力集中现 象， 对轻 岩 爆 、中 等 岩 爆 区 段 ， 一 般 进 尺 控 制 在 ２ ｍ～２．５ ｍ， 尽 可 能全断面开挖， 一次成形， 以减少围岩应力平衡状态的破坏， 必要 时采用超前钻孔应力解除方法， 形成局部应力释放区， 以减少 （ 弱） 岩爆； 轻微岩爆段在开挖清撬后， 一般向洞壁喷 ５ ｃｍ～１０ ｃｍ 厚的 Ｃ２０ 混凝土； 中等岩爆段采用浅孔 密 锚 挂 网 混 凝 土 ， 胀 壳 式 锚杆 φ２５ ｍｍ， Ｌ＝２ ｍ＠０．５ ｍ～１．０ ｍ， 梅 花 型 布 置； 钢 筋 网 φＪ ｍｍ＠１５×１５ ｃｍ， 喷 Ｃ２ 素 混 凝 土 ５ ｃｍ～１０ ｃｍ， 必 要 时 加 斜 向 超 前 砂 浆 φ２２ 锚 杆 ， Ｌ＝３．０ ｍ～３．５ ｍ＠１．０ ｍ～１．５ ｍ； 较 强 岩 爆 区 段， 进尺一般控制在 ２ ｍ以内， 必要时采用上下台阶法开挖， 以减 弱岩爆破坏程度来严格控制光爆效果， 以最大限度地减少围岩表 面应力集中现象， 采用超前钻孔应力解除方法及预裂爆破等方 法， 使岩体应力降低， 弹性应变能在开挖前释放， 采用系统胀壳式 锚杆挂网加循环喷混凝土， 进一步加长加密锚杆进行多个循环反 复喷 Ｃ２０ 混凝土， 循环喷厚 ５ ｃｍ， 最 终 喷 至 １５ ｃｍ～２０ ｃｍ 厚 ， 从 而有效地防治岩爆的发生。
隧道工程中的岩爆与构造活动分析与预测
隧道工程中的岩爆与构造活动分析与预测隧道工程中的岩爆与构造活动分析与预测隧道工程是一项复杂而又危险的工程，其中一个重要的问题就是如何预测和控制岩爆和构造活动。
岩爆和构造活动是指在隧道开挖过程中，由于地质条件的复杂性和不确定性，导致岩石的破裂、坍塌和移动等现象。
这些现象不仅会对隧道工程造成损害，还会对施工人员的生命安全造成威胁。
因此，岩爆和构造活动的分析与预测对于隧道工程的安全和顺利进行至关重要。
岩爆是指在岩石中存在的能量积累到一定程度时，由于压力等因素的影响，导致岩石瞬间释放能量，并产生爆炸效应的现象。
岩爆的发生不仅会对隧道工程造成直接损害，还会产生巨大的冲击波和飞石，对施工人员的生命安全造成严重威胁。
因此，对于岩爆的分析与预测是隧道工程中必不可少的一项工作。
岩爆的分析与预测需要综合考虑多种因素，包括地质条件、岩石物性、地应力状态、开挖方式等。
其中，地质条件是影响岩爆发生的最主要因素之一。
地质条件复杂、地层变化剧烈的地区容易发生岩爆。
此外，岩石物性也是影响岩爆发生的重要因素之一。
岩石物性不同，其抗压强度和断裂韧度也不同，从而影响了岩爆的发生概率和规模。
地应力状态也是影响岩爆发生的重要因素之一。
当地应力状态较大时，岩石中的应变能量会积累得更多，从而增加了岩爆发生的概率。
最后，开挖方式也是影响岩爆发生的重要因素之一。
不同的开挖方式会对地层产生不同的影响，从而影响了岩爆发生的概率和规模。
针对岩爆的分析与预测，目前主要采用了多种方法。
其中，最常用的方法是基于经验公式的预测方法。
这种方法通过对已有的实际工程数据进行统计和分析，得出了一系列与地质条件、开挖方式等有关的经验公式，从而可以预测出隧道开挖过程中可能发生的岩爆情况。
此外，还有一些基于数值模拟的方法，如有限元法、离散元法等。
这些方法可以通过建立数学模型来模拟隧道开挖过程中可能发生的各种情况，并进行预测和分析。
除了岩爆外，构造活动也是隧道工程中需要考虑的一个重要问题。
隧道岩爆的防治技术和施工措施
隧道岩爆的防治技术和施工措施定义：岩爆是高地应力区的地下工程在开挖过程中或开挖完毕后，围岩因开挖卸荷发生脆性破坏而导致储存于岩体中的弹性应变能突然释放且产生爆裂松脱、剥落、弹射甚至抛掷现象的一种动力失稳地质灾害。
现场岩爆照片岩爆引起的初喷砼脱落岩爆的防治技术主动方法1、改变围岩性质（1）向工作面及洞壁喷高压水；（2）超前钻孔高压注水使围岩软化。
2、改善围岩应力条件（1）短进尺、多步开挖，控制光面爆破减少应力集中；（2）钻爆法施工，释放岩体内应力；（3）纵向切槽法;（4）洞壁钻孔和超前钻孔应力解除法；（5）超前钻孔松动爆破应力解除法。
被动方法围岩加固措施，及时支护（1）及时支护，减少岩体暴露时间和面积；（2）喷锚＋钢筋网、必要时加钢支撑支护，喷钢纤维混凝土，可屈服膨胀锚杆（3）掌子面施设膨胀锚杆以防止坍塌。
利用可屈服型膨胀锚杆和喷钢纤维混泥土稳定掌子面左掌子面钻孔应力解除法右采用曲面掌子面改善围岩受力状态超前钻孔松动爆破应力解除法岩爆地段施工措施1、在可能发生岩爆的隧道中施工，应遵守“短进尺，多循环”的原则，具体应符合下列要求:（1）采用短进尺,一般情况下,每循环进尺宜控制在1.0～1.5m，最大不得大于2.0m；（2）采用光面爆破技术，使隧道周边圆顺，降低岩爆发强度；（3）采用网喷钢纤维混凝土；（4）施作超前锚杆，对于岩爆强烈的开挖面，可采用超前锚杆，对开挖面前方的围岩进行锁定；（5）在拱部及两侧边墙布置预防岩爆的短锚杆，该锚杆长度宜为2m左右，间距宜为0.5～1.0m,并宜与钢纤维喷射混凝土联合使用，形成喷锚加固作用。
2、隧道施工中，一旦发生岩爆，应立即采取下列处理措施：（1）彻底停机待避，同时进行工作面的观察记录，如岩爆的位置、强度、类型、数量以及山鸣等；（2）在工作面、边墙和拱部，每一循环内进行2～3次找顶；（3）采用能及时受力的摩擦型锚杆（水胀式锚杆）；（4）采用喷射钢纤维混凝土，厚度宜为5～8mm；（5）当用台车钻眼，岩爆的强度在中等以下时，可在台车及装碴机械、运输车辆上加装防护钢板,避免岩爆弹射出的块体伤及作业人员和砸坏施工设备。
分析隧道工程中岩爆的防治措施
分析隧道工程中岩爆的防治措施1岩爆的机理在进行岩爆机理的研究过程中，中外专家没有得到共识，所以笔者从两方面上进行分析，这两方面主要是静力学理论和动力学理论。
1.1静力学理论在进行隧道施工的过程中，遇到高地应力或者是硬脆性的环境，其稳定性趋于失衡的时候，会导致岩爆的形成，主要指的是切应力无限接近于围岩的压缩强度，在进行隧道的施工中，经常会用这一点用作判断的依据。
(1)强度理论观点这里所说的强度理论观点主要是指围岩承受过大的应力，在过大应力的作用下失稳的一种状态，这个现象可以运用格里菲斯的理论进行解释，同时也可以运用摩尔—库伦准则进行相应的解释。
(2)能量学观点从能量学的角度来进行考虑，岩爆的发生主要是围岩中聚集了太多的能量，当承受不住的时候，产生了释放，也就说其弹性应变能的释放，对于弹性应变能，进行判断的依据主要是弹性应变的指数。
(3)断裂以及损伤理论针对岩体的材质而言，比较容易出现裂缝以及损伤，而岩爆的出现与这一点也是有着密切的关系，所以早已存在的小断面也较容易出现岩爆。
1.2动力学理论动力学理论主要是指通过人为开挖而出现的一种地质灾害，并不是自然灾害，在进行开挖的过程中，由于每个围岩的环境不一样，所以出现的情况也不一样。
在进行钻爆法进行开挖的过程中，要运用各炮层的顺序进行起爆以及周边眼起爆之后进行开挖，与此同时，瞬间的大幅卸载以及岩爆事件的本身也会产生一种叠加效应，其中最为显著的是处于一种双向受压和一侧临空的情况，有巨大破坏潜力的扰动，这样，围岩就非常容易发生变动，这些应力的波动会随着环境的变动而不断的恶化，一旦受到外界的刺激，就会发生大规模瞬间的动力扩展，围岩失稳，这点就是围岩的动力学理论机制。
2岩爆的防治与应对2.1隧道岩爆的预测岩爆主要是基于高应力的条件下出现的一种破裂现象，所以可以根据所开发地段的地应力进行相应的评估，在实际的评估过程中，可以运用的理论比较多，主要可以分为两种方法，一种是理论法，这种方法是经过长时间的理论基础沉积下来的，例如应力判据法和脆性指标法等。
2024年隧道施工岩爆应急预案
2024年隧道施工岩爆应急预案____年隧道施工岩爆应急预案一、前言随着现代社会的快速发展，隧道建设变得尤为重要。
然而，隧道施工中的岩爆事故给工人的生命和财产安全带来了严重威胁。
为了确保工人的安全，我们制定了隧道施工岩爆应急预案，以应对可能发生的岩爆事故。
二、岩爆的概念与特征岩爆是指在岩土工程施工过程中，由于应力作用下的岩石爆裂产生能量的释放。
岩爆具有突然性、破坏性和广泛性的特点，可能导致人员伤亡和设备损坏。
三、隧道施工岩爆应急预案的目标1. 保障工人的生命安全；2. 确保施工设备的安全运行；3. 减少岩爆事故造成的经济损失。
四、应急预案的组织机构与职责安排1. 应急指挥部：负责协调应急救援工作、指导和监督现场应急救援行动；2. 技术专家组：负责现场情况评估、风险分析和应急措施制定；3. 应急救援队伍：负责应急救援工作，包括人员搜救、伤员救治、设备拆除等；4. 监控与通信组：负责监控现场情况、传达指挥部指令和保障通信畅通。
五、应急预案的具体内容1. 预防措施（1）加强岩体勘察与预测，分析岩石的稳定性和岩层的压力状态。
（2）合理设计施工方案，减少对岩体的冲击和破坏。
（3）采取防护措施，如搭设防爆网、加固支撑等，减少岩层的塌方和喷射。
2. 监测与预警（1）设置岩爆监测系统，实时监测岩体变化和压力情况。
（2）建立岩爆预警机制，及时发出预警信号，通知工人撤离现场。
3. 应急响应（1）发生岩爆事故后，立即启动应急预案，通知相关部门和人员。
（2）指挥部成立应急救援队伍，赶赴现场进行抢救和救援工作。
（3）指挥部与现场人员保持通讯畅通，及时了解现场情况并下达应急指令。
（4）现场人员进行人员搜救、伤员救治、设备拆除等工作，并确保自身安全。
4. 救援与恢复（1）救援工作结束后，对现场进行清理和修复，确保通行畅通。
（2）对受伤人员进行妥善治疗和护理，尽力挽救生命。
（3）组织事故调查，总结经验教训，提出改进建议，避免类似事故再次发生。
隧道施工中的岩爆风险预测与管控
隧道施工中的岩爆风险预测与管控隧道施工是现代城市建设中不可或缺的一环，但在施工过程中，岩爆风险往往会给工人的生命安全和工程进度带来巨大威胁。
因此，预测和管控岩爆风险成为隧道施工中的重要任务之一。
隧道施工中的岩爆风险预测是通过现场勘探、地质分析和工程技术手段来确定隧道地质结构的稳定性和岩体的强度，以预测可能发生的岩爆现象。
这需要结合多种因素，如地质条件、地下水位、孔隙水压力、岩体应力状态等进行综合分析。
首先，为了准确预测岩爆风险，施工前的地质勘探是必不可少的一步。
地质勘探可以获取隧道沿线的岩土样本，并进行物理力学性质测试。
通过分析岩土样本的断裂性质、孔隙率、弹性模量等指标，可以评估岩体的稳定性和潜在的岩爆风险。
其次，地质分析是岩爆风险预测中的关键环节。
根据地质学理论，通过对岩体构造、岩层性质、断层分布等进行分析，可以了解岩体的力学性质和应力条件。
同时，对地下水位、水质等进行监测，了解地下水对岩体稳定性的影响。
这些信息的综合分析可以提供岩爆风险的有效预测依据。
在施工过程中，工程技术手段可以有效地降低岩爆风险。
例如，采用先进的爆破技术和支护方法，可以减小岩爆的概率。
合理设置爆破参数、控制爆破序列以及加强支护措施，可以有效降低岩爆风险。
此外，合理安排施工进度，采取预防性措施，如岩体加固、水强制排除等，也可以有效降低岩爆风险。
岩爆风险的管控需要综合运用地质学、工程学、爆破学等多学科的知识。
隧道施工中的岩爆风险预测和管控需要专业人员进行综合分析和判断。
同时，应建立健全的监测体系，及时分析和评估岩体变形和水压力变化等数据，及时调整和采取措施，保障施工安全。
总之，隧道施工中的岩爆风险预测与管控是一项复杂且关键的工作。
通过地质勘探、地质分析和工程技术手段的综合应用，可以准确预测岩爆风险，并通过合理选择爆破参数、支护措施等降低岩爆概率。
除此之外，对施工过程进行全程监测和分析，及时调整措施，也是有效的岩爆风险管控手段。
苍岭隧道岩爆预测及分析
中图分类号 ： ５ ．１ Ｕ４ ５４
文 献 标 识码 ： Ａ
苍岭隧道 位于 浙东 中低 山丘陵 区， 左洞 长 ７ ５６ｍ， ３ 右洞 长 比值（ ）Ｒ ｓ ｎ ｓ ／ ， ｕｓ ｅ 判据 以岩石点荷载 强度与坑道周边切 向 ｅ ７６ ５ｒ ， ０ 为华东地区迄今 第一 长高速 公路 隧道。隧道 最高海 拔 应力的比值 （ ） ｎ Ｊ ／ 作为判断标准， 而前 苏联 Ｈ・ 多尔恰尼诺 夫 Ａ・ １ ７ 地形 自然坡度 ４ ６ 局部 山体陡峭 ， ６ｍ， ０ ５－ ０ ， 植被发育 。隧道 则建议 以坑道周边切 向应力与岩石 单轴抗压强 度的 比值 （ ） ／ 穿越 围岩类别有 Ⅱ， Ⅳ， Ⅲ， Ｖ四类 ， 另外还存在不 同程度 的断层 、 为判断标准。实际上上述各种岩石强度指标是相关 的， 因而上述
破碎带 等 ， 岩性 主要为熔结凝 灰岩 围岩 花岗斑岩 、 菲细斑 岩 ， 岩 各种理论判据存在内在的统一性 ， 只是 实际的量化指标稍存在差 质坚硬 、 性脆 。隧道采用新奥法原理设计 和施 工。隧道最大埋深 异 。岩石强度指标 可以通过各种试验方法予 以确定 ， 最大地应力 值通常通过实地测试 的手段 获得 ， 以借 助一些经验数据或直 也可 ７８ ｎ深埋段 岩体受高 围压 作用 ， ６ ， ｒ 开挖后 引起局部应 力集 中 ， 可
２ １ 隧道 开挖后 现场地 质情 况的初 步判断 ．
刍议公路隧道岩爆预测和防治是
刍议公路隧道岩爆预测和防治是1.公路隧道岩爆预测某特长公路隧道具有如埋深大、地应力高等特点。
其岩性坚硬并且较脆，这就决定了其岩爆的可能性大大增加。
在现场勘测的基础上，结合对该特长隧道特点的分析，可以得出岩爆的两个决定性因素包括地应用及岩性。
岩性条件指的是储能性能优良的弹脆性岩体，隧道初始应力条件最好是地应力较高。
在该项目中，混合片麻岩属极硬岩，各项指标满足上述分析的岩爆条件，因此发生岩爆的可能性较大。
根据施工经验以及本区域其它工程相关研究成果，在本试验段，最大主应力角度近90度，最大主应力的值，地应力较高。
最大水平主应力为N34W左右，应力值约12.0MPa～28.0MPa，这一结果和隧道轴线大致相同，这充分说明隧道所受的力主要来自重应力，水平侧压力影响不大。
根据相关的研究成果以及具体的实践经验，可以将该特长公路隧道岩爆发生的临界条件用下式表示：式中：Rc-岩石的单轴抗压强度，MPa；Rt一岩石的单轴抗拉强度，MPa：Wet磷厂岩石的弹性能量指数，MPa；σt隧道洞壁最大切向应力，MPa，σt=3（σ1～σ3）；kv一岩体的完整性系数。
根据岩体及岩块纵波速计算结果，同时结合有关测试结果，可以得出公路隧道可能发生的岩爆等级在轻微至中等之间。
如果围岩内部发生的爆裂声响较为清脆，岩爆力学机制表现为压致拉裂型破坏类型，多平行洞壁发生且仅涉及表层岩体，岩爆岩块以薄片状、透镜状、板状等形状爆裂剥离下来；如果围岩内部发生的爆裂声响较为沉闷并且浑浊，则岩爆力学机制主要表现为剪切拉裂型破坏，具有新鲜的楔形、弧形断口，它持续时间较长且具有累进性发育特征，破坏性较大。
2.有限元分析利用数值计算的方法可以对岩爆进行较为精确的预测，可以为实践提供良好的理论指导。
在该隧道中，岩性以混合花岗岩、混合片麻岩为主。
在隧道开挖中，由于隧道上相关部位的受力更加复杂，同时由于铁路隧道的施工，岩爆发生的可能性大大增加。
为了施工安全，提早作好预防措施。
高速公路特长隧道施工岩爆的防治技术
高速公路特长隧道施工岩爆的防治技术发布时间：2021-03-16T11:49:15.063Z 来源：《城市建设》2021年1月作者：赵虎[导读] 随着我国经济建设的加快，科技实力的不断上升，推动了我国公路的现代化建设，使得高速公路特长隧道工程建设的数量也在不断增多。
特长隧道施工复杂性较高，并且由于施工环境因素影响在施工中难免出现各种问题影响工程施工质量。
为了提升特长隧道工程质量，采取科学有效的方式减少施工中存在的岩爆、塌方、涌水以及地下水相关问题意义重大。
山东济南高速工程项目管理有限公司赵虎 250000摘要：随着我国经济建设的加快，科技实力的不断上升，推动了我国公路的现代化建设，使得高速公路特长隧道工程建设的数量也在不断增多。
特长隧道施工复杂性较高，并且由于施工环境因素影响在施工中难免出现各种问题影响工程施工质量。
为了提升特长隧道工程质量，采取科学有效的方式减少施工中存在的岩爆、塌方、涌水以及地下水相关问题意义重大。
鉴于此，文章结合实际，对提升特长隧道工程的方案进行探讨，以期为此类工程提供借鉴。
关键词：高速公路；特长隧道施工；岩爆防治技术引言多数特长隧道的中段，由于洞身埋置深度大，围岩的整体性好，施工中往往会有岩爆发生。
这是因为隧道的围岩被深埋在地下，聚集了很高的地应力，一旦在围岩中开挖隧道，开挖面四周的岩层突然卸载，围岩内聚集的高地应力瞬间被释放，因而岩层会发生片状、块状突然爆裂而被抛射出去，这就是所说的岩爆。
岩爆的发生具有突发性，抛射的方向、远近、岩块的形状、大小均难以预测，抛射出来的岩块对施工人员的安全构成极大的威胁，还可能砸坏施工机械和设备，严重影响施工进度。
1高速公路特长隧道施工岩爆概述①特长隧道施工岩爆定义。
施工岩爆指的是当隧道以及地下工程穿越坚硬稳定的围岩，而且处于高地应力地区时，由于开挖封闭岩层之后，地应力大规模释放，导致围岩突然破坏，从而造成岩块抛掷、弹射的问题，内部比较大的弹性应变能在短时间内释放出来。
高速公路特长隧道施工岩爆的防治技术
高速公路特长隧道施工岩爆的防治技术岳云霄【摘要】T unnel deeply buried section construction of C hongqing-changsha baiyun tunnel engineering faced the problem of rockburst. T o reduce the safety risk of construction,rockburst rules,classification and prediction methods were summarized in this paper. Prevention-and-treatment technologies against rockburst in baiyun tunnel engineering w ere introduced from 5 aspects including construction plan,accelerating the release of high ground stress in surrounding rocks,avoiding rockburst hazard,excavation footage control and blasting control,and strengthening primary support.%重庆至长沙高速公路白云隧道工程深埋段施工面临岩爆问题。
为降低该隧道施工安全风险，本文总结了岩爆发生的规律、分类和预测方法，并从施工组织、加快围岩中高地应力的释放、避让岩爆危险、控制开挖进尺与控制爆破、加强初期支护等五个方面阐述了施工过程中所采用的岩爆防治技术。
【期刊名称】《铁道建筑》【年(卷),期】2016(000)002【总页数】3页(P66-68)【关键词】隧道施工;岩爆;高地应力;防治技术【作者】岳云霄【作者单位】中铁十九局集团有限公司，北京 100176【正文语种】中文【中图分类】U455.4多数特长隧道的中段，由于洞身埋置深度大，围岩的整体性好，施工中往往会有岩爆发生。
隧道施工中的岩爆风险评估与预防控制策略
隧道施工中的岩爆风险评估与预防控制策略岩爆，作为一种岩石破裂引起的突然释放能量的现象，是隧道施工中常见的安全隐患之一。
岩爆不仅会给隧道施工工人的生命安全造成威胁，还会给工程进度和质量带来不可忽视的影响。
因此，在隧道施工前，必须对岩爆风险进行评估，并采取相应的预防控制策略，以确保施工的安全顺利进行。
一、岩爆风险评估的方法和技术在进行隧道施工前，进行岩爆风险评估是非常重要的一步。
岩爆风险评估主要依据隧道岩体的力学性质、地应力状态、岩体结构及裂隙特征等进行分析。
评估方法多种多样，既包括定性评估，又包括定量评估。
定性评估是指通过对隧道周围岩体的现场观察和采样分析，判断岩体的具体性质，包括岩石的稳定性、岩体结构和应力分布等因素。
这种评估方法主要依赖专业人士的经验和判断力。
定量评估则是通过实际的测试和计算分析来获得可靠的数据。
常用的评估技术包括测量岩石的物理力学性质，如抗压强度、弹性模量等，以及进行岩石的裂隙测量和应力测量。
二、岩爆风险评估中的关键因素进行岩爆风险评估时，需要考虑多个关键因素，以提高评估的准确性与可靠性。
1. 岩体的物理力学性质：岩体的物理力学性质包括岩石的抗压强度、弹性模量、剪切强度等。
这些参数对岩爆的发生和发展起着重要作用。
2. 岩体的地应力状态：地应力是由地壳的不均匀性引起的，会对岩体的稳定性产生影响。
因此，在岩爆风险评估中，也要考虑地应力的大小和方向。
3. 岩体的断裂结构：岩体的结构对其力学性质具有重要的影响。
断裂结构的存在会使岩体突然释放能量，造成岩爆的发生。
4. 变形和裂隙的监测：通过对隧道周围的岩体进行监测，可以及时发现岩体变形和裂隙的变化情况，从而预测岩爆的可能性。
三、岩爆风险预防控制策略针对岩爆风险，我们可以采取一系列的预防控制策略，以确保施工的安全进行。
1. 采用预支护措施：在隧道施工过程中，可以先行进行预支护，为岩体提供额外的支撑和加固，以减少岩体突然失稳的可能性。
2. 加强岩体检查和监测：隧道施工过程中，需要对周围的岩体进行日常的检查和监测，及时发现岩体变形、裂隙等异常情况，并采取相应的措施。
隧道施工岩爆应急预案范本（四篇）
隧道施工岩爆应急预案范本一、背景介绍随着城市建设的不断发展，隧道施工越来越多，然而，隧道施工中岩爆事故经常发生，造成了严重的人员伤亡和财产损失。
因此，制定一份完善的隧道施工岩爆应急预案至关重要，能够在岩爆事故发生时迅速采取有效的措施，保障人员安全和工程进度。
二、岩爆的定义和危害岩爆是指在隧道施工过程中，由于地层的特殊情况或施工不当，导致岩石突然破裂、崩落并产生巨大的爆炸力。
岩爆一旦发生，会造成以下危害：1. 人员伤亡：岩爆会导致施工人员被岩石碎片、冲击波、毒气等直接伤害，造成生命安全的威胁。
2. 财产损失：岩爆会造成施工设备、工程设施的损毁，给工程造价带来巨大的损失。
3. 工期延误：岩爆会导致施工进度受阻，延长工期，给工程的顺利进行带来困难。
三、应急预案的制定原则制定隧道施工岩爆应急预案应遵循以下原则：1. 安全第一：人员的生命安全和身体健康是最重要的，预案制定应以确保人员安全为首要原则。
2. 快速响应：岩爆一旦发生，应当能够迅速反应并采取有效措施，尽量减少事故损失。
3. 综合协调：多个部门、多个岗位之间需要密切协作，协调各项工作，共同应对岩爆事故。
4. 根据实际情况调整：应急预案需要根据不同地区、不同隧道工程的实际情况进行调整和优化。
四、应急预案的内容1. 组织机构设置a. 署名：明确该应急预案的名称、发布部门和生效日期。
b. 应急响应组织机构：明确应急响应部门的设置和职责分工。
2. 人员责任a. 主要负责人：明确应急响应的主要负责人，负责组织应急工作。
b. 应急工作人员：明确应急工作人员的职责和任务。
3. 应急装备和设施a. 紧急通信设备：确保紧急通信设备的正常运行，保证联络畅通。
b. 逃生设备：提供必要的逃生装备，确保人员安全撤离。
c. 急救设备：为伤者提供急救设备和药品。
4. 应急救援流程a. 岩爆事故判定：对岩爆事故进行快速判定，评估事故严重程度。
b. 应急响应启动：一旦发生岩爆事故，迅速启动应急响应程序。
2023年隧道施工岩爆应急预案
2023年隧道施工岩爆应急预案一、前言隧道施工岩爆是指岩石在受到炸药或其他外力影响下发生破裂和爆炸的现象。
由于其具有瞬间性、冲击性等特点，一旦发生岩爆事件，将对施工人员和设备造成巨大威胁，严重威胁施工安全和工程进度。
因此，制定一份科学、全面的隧道施工岩爆应急预案至关重要。
本文将以2023年为背景，针对隧道施工岩爆，制定一份____字的应急预案，以确保隧道施工过程中各项工作的有序进行。
二、预防措施1. 加强岩爆危险性预测：通过岩石勘探、地质调查等手段，对施工区域可能发生岩爆的潜在风险进行评估，并制定相应的安全措施。
2. 优化爆破设计方案：合理选择爆破参数、炸药配方、爆破孔径等，减少岩爆的可能性。
3. 强化爆破监测：建立岩爆监测系统，实时监测施工现场的地质运动和岩石裂隙变化，及时预警岩爆风险。
三、应急组织机构1. 应急指挥部：负责全面组织、指挥和协调应急工作，由项目经理任指挥长，应急处置组成员为成员。
2. 应急处置组：负责应急工作的具体实施，由专业技术人员、安全人员、救援人员等组成。
四、应急准备1. 建立健全的通讯网络：确保与施工现场、救援单位的通讯畅通。
2. 采购足够的救援装备：应根据工程规模和难度，提前配置救援设备，包括爆破器材、救生器材、通风设备等。
3. 加强应急演练：定期组织应急演练，提高相关人员的应急处置能力和反应速度。
五、应急预案流程1. 应急预警：当监测系统发现可能发生岩爆的预警信号时，应急指挥部应及时发出预警通知，并启动应急响应。
2. 紧急撤离：对施工人员进行紧急撤离，按照事先制定的撤离路线和组织原则，有序撤离到安全地带。
3. 应急救援：应急处置组根据情况，采取措施进行快速救援，包括灭火、救援被困人员等。
4. 安全评估：在岩爆事件得到有效控制后，应急处置组对施工现场进行安全评估，确保岩爆安全处理，避免二次事故的发生。
5. 事故调查：对岩爆事故进行全面调查，找出事故原因，总结经验教训，及时更新应急预案。
隧道施工中岩爆的预测及治理
隧道施工中岩爆的预测及治理
郑晓来
【期刊名称】《四川水力发电》
【年(卷),期】2009(028)005
【摘要】阐述了岩爆的特点、产生的主要条件、岩爆的预测及防治措施.
【总页数】3页(P71-72,123)
【作者】郑晓来
【作者单位】四川二滩建没咨询有限公司,四川,成都,610051
【正文语种】中文
【中图分类】X928.03;TV52;TV554
【相关文献】
1.隧道施工中的岩爆及时预测 [J], 金志仁;徐文胜;范海波;王元汉
2.隧道施工中的岩爆及时预测 [J], 金志仁;徐文胜;范海波;王元汉
3.分析隧道高地应力特征及隧道岩爆预测 [J], 谷雨
4.苍岭隧道施工中岩爆理论预测研究 [J], 汪波;何川
5.二郎山公路隧道岩爆发生规律与岩爆预测研究 [J], 徐林生;王兰生
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岩石力学与工程学报
2005 年
苍岭隧道位于浙江省仙居县横溪镇—缙云县壶 镇交界的括苍山脉中低山区，穿越处最高海拔 1 018 m，地形自然坡度 45°～60°，隧道设计为双向 平行分离式山岭公路隧道，双线中心间距 40 m，隧 道行车区标准断面净宽 11.1 m，净高 8.6 m；设计行 车速度 80 km/h；隧道长度左线(上行)为 7 536 m， 右线(下行)为 7 605 m。主隧道地下洞室总长约 15 141 m，附属洞室总长约 2 666 m。隧道预计工期 为 4 a。
图 2～5 为 4 个典型岩石试件的全过程应力– 应变曲线[7]。试验在 MTS815 Teststar 程控伺服岩石 力学试验系统上进行，试验初期采用轴向位移控制， 速率为 0.1 mm/min，当加载到约为峰值强度的 70% 时，进行卸载得到卸载曲线，再加载直至试件破坏。
轴向应力σ/MPa
轴向应变ε / 10－4
பைடு நூலகம்
依据能量判别公式和典型试样的全过程应力– 应变曲线，对岩爆发生的可能性进行预测，预测结 果见表 2。由表 2 可知，对本研究区的熔结凝灰岩 和花岗斑岩，其ＷET 值大约为 2.2，介于能量判别公 式中判别区间 2～5 之间，工程区的岩性条件具备了 发生中低岩爆的可能。
表 2 依据能量判别公式的岩爆等级预测表 Table 2 Prediction of rockburst by energy criterion
无岩爆发生 低岩爆活动 中等岩爆活动 高岩爆活动
＜0.2 0.2～0.3 0.3～0.55 ≥0.55
无岩爆 弱岩爆 中等岩爆 强烈岩爆
注：WET 为弹性变形能指数；Rb 为岩石饱和单轴抗压强度；Rc 为岩石天然单轴抗压强度；σ1 为隧道开挖后洞壁最大主应力；σθ 为隧道开挖后洞 壁最大切向应力，上述应力均以压应力为正。
第 24 卷 第 21 期 2005 年 11 月
岩石力学与工程学报 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering
Vol.24 No.21 Nov.，2005
苍岭特长公路隧道岩爆预测和工程对策
吴德兴 1，2，杨 健 2
(1. 西南交通大学 土木工程学院，四川 成都 610031；2. 浙江省交通规划设计研究院，浙江 杭州 310006)
图 1 苍岭隧道地质平纵面图 Fig.1 Plan and longitudinal section of the geology in Cangling tunnel
第 24 卷 第 21 期
吴德兴等. 苍岭特长公路隧道岩爆预测和工程对策
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表 1 岩爆判据表 Table 1 Criteria for rockburst
水压致裂原位地应力测试工作[2]。测试结果表明， 工程区水平应力均大于垂直应力，水平应力占主导 地位，各测孔的最大主压应力的方向均为 NWW 向[2]。
(1) CS1 孔位里程右 K96+567 m 右 35.0 m。孔 口高程为 401.30 m，孔深为 158.98 m。测量结果： 最大水平主应力方向分别为 N62°W，N68°W 和 N76°W，平均方向为 N68°W。最大水平主应力(SH) 值 9.02～18.57 MPa，最小水平主应力(Sh)值 5.95～ 11.92 MPa，估算出的垂直应力(Sv)值 2.41～4.20 MPa。
WU De-xing1，2，YANG Jian2
(1. School of Civil Engineering，Southwest Jiaotong University，Chengdu 610031，China； 2. Zhejiang Provincal Plan Design and Research Institute of Communications，HangZhou 310006，China)
收稿日期：2005–06–26；修回日期：2005–07–28
基金项目：甘肃省自然科学基金项目(ZS032–B25–021)
作者简介：吴德兴(1962–)，男，1983 年毕业于北方交通大学铁道工程专业，现为博士研究生、教授级高级工程师，主要从事公路工程、岩土及地下 工程方面的设计与研究工作。E-mail：wudx@。
在设计阶段，根据苍岭隧道的实际条件，岩爆 预测研究采用理论法。岩爆预测选择了具有代表性 的卢森判据[6](表 1)，并分别对隧道各个洞段依次分 析，然后在以上判据判断的基础上，综合评价了各 个洞段岩爆发生的可能性和发生的强度。
表 1 中(1)为能量判据，(2)～(4)属于应力判据， 需根据工程区地形地质条件、CS1～CS3 三个深孔 实测的地应力值通过反演拟合数值分析取得工程场 区的隧道轴线断面开挖后的二次应力场最大主应力
轴向应变ε / 10－4
图 3 试件 2 全过程应力–应变曲线 Fig.3 Complete stress-strain curves of sample No.2
轴向应变ε / 10－4
图 5 试件 4 全过程应力–应变曲线 Fig.5 Complete stress-strain curves of sample No.4
值 σ 1 、洞壁切向应力值 σ θ 值后来判据岩爆。 2.2 能量判据预测分析
在应用能量理论对岩爆等级进行预测预报时，
主要是根据岩石的储能条件判定发生岩爆的可能
性，即：将岩石试件加载到(0.7～0.8) Rc，然后再卸 载到 0.05Rc 时，卸载所释放的弹性应变能ψ sp 和耗损 的弹性应变能ψ st 之比值 WET 作为岩爆判别标准[3]， 根据岩石试验获得的岩石应力–应变曲线分析。
摘要：从苍岭隧道的工程地质状况入手，结合现场实测的地应力值，通过反演得出隧道区内的初始应力场，在此
基础上通过有限元分析获取了隧道开挖后的洞周应力值，以此为依据，结合室内岩石试验和不同岩爆判据，得出
了勘察设计阶段本区将产生低–中等岩爆的结论，并在设计中提出了相应的对策。在施工阶段为更加准确预测岩
爆，结合施工中实际状况对隧道区内的总体岩爆状况进行重新预测，结果显示低–中等岩爆区间都相应减少；同
2 勘察设计阶段的岩爆预测
2.1 苍岭隧道岩爆预测的方法 岩爆的预测预报问题极为复杂，目前国内外还
没有一整套成熟的理论与方法，目前有多种岩爆预 测方法，但归结起来分为两类：一类为理论法，另 一类为实测法[3～5]。理论法利用已建立的岩爆各种 判据和指标，对岩芯取样力学指标或根据工程区地 形地质条件、工点实测的地应力值通过反演拟合分 析取得工程场区的地应力值，进行岩爆预测的方 法，如能量判据法、应力判据法等；实测法借助一 些必要的仪器，对地下工程的现场或岩体直接进行 监测或测试，来判别是否有发生岩爆的可能，如流 变法、微震法(或声发射法)等[1]。
图 4 试件 3 全过程应力–应变曲线 Fig.4 Complete stress-strain curves of sample No.3
轴向应力σ/MPa
轴向应力σ/MPa
轴向应变ε / 10－4
图 2 试件 1 全过程应力–应变曲线 Fig.2 Complete stress-strain curves of sample No.1
时利用现场实测应力值对前方 300～500 m 段进行了分阶段预测，并得出卢森判据适用于该隧道的结论。
关键词：隧道工程；苍岭隧道；岩爆；应力；有限元；判据
中图分类号：U 45
文献标识码：A
文章编号：1000–6915(2005)21–3965–07
PREDICTION AND COUNTERMEASURE FOR ROCKBURST IN CANGLING MOUNTAIN HIGHWAY TUNNEL
(1) 能量判据
(2) Rb/σ1 判据
(3) 陶振宇判据
(4) 卢森判据
WET
岩爆发生情况
Rb/σ1
岩爆发生情况
Rc/σ1
岩爆发生情况
σθ/Rc
岩爆发生情况
＜2.0 2.0～5.0
≥5.0
无岩爆 中低岩爆 强烈岩爆
3～6 ＜3
会发生岩爆 严重岩爆
＞14.5 14.5～5.5 5.5～2.5
＜2.5
Abstract：Based on the engineering geology and the measured geostress，the initial stress field is obtained by inversion. Then the circumferential stress after excavation is calculated by FEM. According to the results and combined with laboratory rock test and different judgement criteria of rockburst，the conclusion is got that the low middle class of rockburst will occur in the survey and design plases；and some countermeasures are proposed. In the construction phase，for prediction of rockburst with more precision，the general rockburst condition is predicted again combined with the real situation；and the result shows that the low-middle class of rockburst diminishes correspondingly. Meanwhile，the rockburst 300–500 m in front of the cutting face is predicted by stages according to the measured geostress；and the Lusen criterion is found to be applicable. Key words：tunnelling engineering；Cangling mountain tunnel；rockburst；stress；FEM；criteria