隧道岩爆区施工方案

隧道岩爆区施工方案

1．工程概况

根据地质勘测资料显明,××隧道岩爆区分布在以下地段：

左洞：K80+955-K81+281、K81+431-K81+516、K81+643-K81+987、K82+000-K82+278、K82+301-K82+522、K82+559-K82+900、K82+961-K83+040段，共计1674米。

右洞：K81+025-K81+580、K81+624-K81+910、K81+923-K82+365、K82+388-K82+470、K82+506-K82+855、K82+909-K83+040段，共计1845米。

2. 隧道内岩爆特点

岩爆是在隧道开挖后，将在较短的时间内岩体产生脆性破坏，岩体内残留的弹性应变能突然释放，发生高速崩溃、弹射、甚至抛掷的一种局部失稳现象。隧道内岩爆有以下特点：

（1）岩爆在未发生前，无明显预兆，虽然经过仔细找顶，并无空响声，一般认为不会掉块落石的地方，也会突然发生岩石爆裂声响，石块有时应声而下，有时暂不坠下。在没有支撑的情况下，对施工安全威胁甚大。它与隧道施工中的一般掉块落石现象有明显的不同；

（2）岩爆时，石块由母岩弹出，常呈中间厚、周边薄、不规则的片状；

（3）岩爆发生的地点，多在新开挖工作面及其附近，个别的也有距新开挖工作面较远；岩爆发生的时间多在爆破后2-3h，但也有的较迟缓；岩爆易发生在顶部或拱腰部位为多，如图所示;

（4）岩爆是由人工开挖诱导产生的，它与开挖方式及支护措施有直接相关。

（5）岩爆主要发生在埋深较大，所处岩层性状较单一，弹性模量等物理力学性能较高，能储存一定的应变能量。

根据以上工程概况及岩爆自身的一些特点，本隧道岩爆洞段施工的主要问题是怎样有效的对岩爆进行预防，从而将岩爆可能造成的危害降到最低。

3．组织机构

为了确保祝愿隧道顺利通过岩爆地段，根据隧道内岩爆特点，特成立“祝源隧道岩爆区施工领导小组”，负责岩爆区施工管理、现场协调和指挥，负责岩爆区隧道施工方案的实施，领导小组名单如下：

组长：××

副组长：××

成员：××××××××××

4．施工预案

加强超前地质预报,对岩爆出现的可能性与等级进行预测,以便施工时提前采取相关措施防范。加强光面爆破，提高光面爆破效果，降低瞬发性的岩爆。加强初期支护，延缓岩爆应变释放的强度和频率。采用喷雾和高压水进行冲洗岩壁，进一步释放岩爆应变能量。(后附：隧道岩爆区施工作业流程图)

4.1．做好超前地质预报

在施工时，一方面可直接根据施工掌子面的地质条件，如岩体结构面产状、岩体的破碎程度、岩石的变质程度、岩体强度及地质应力等，再结合设计岩爆地段，对掌子面前方的岩体条件、产状及完整性进行预测，用以指导采取预防措施。

另一方面，按设计要求，采用超前探测孔和TSP地质预报对前方地质进行

探测，得出数据后，进行地质预测，在开挖中结合掌子面地质情况应证和纠正；并不断提高预测水平。

4.2. 喷洒高压水

爆破后立即向工作面及以后约15m范围内隧道周边喷洒高压水，以改变岩石表面物理力学性质，降低岩石脆性、增强塑性，以达到减弱岩爆剧烈程度的目的。另外将围岩表面冲洗干净也便于进行检查，此法一般用于轻微或中等程度岩爆。

4.3. 改善岩爆区的施工方法

(1)采用光面爆破技术，在中等以上岩爆区，周边眼间距控制在25cm以内，采用隔眼装药，堵塞炮泥，增加光爆效果，以达到开挖轮廓线圆顺。尽量避免凹凸不平造成应力集中，以达到减弱岩爆的发生。

(2)调整钻爆设计，采用“短进尺，弱爆破”。改其为浅孔爆破，缩短循环进尺，减少一次用药量。拱部采用小药卷光面爆破措施，拉大不同部分炮眼的雷管段位间隔，从而延长爆破时间，减少对围岩的爆破扰动，减少爆破动应力的叠加，控制爆发裂隙的生成，避免由于爆破诱发岩爆，从而降低岩爆频率和强度。

（3）预先在工作面有可能发生岩爆的部位有规则地打一些空眼，不设锚杆而注水，以便释放应力，阻止围岩达到极限应力而产生岩爆。

4.4．加强初期支护

（1）轻微岩爆区

实施全断面光面爆破开挖，循环进尺不得超过4米，爆破、通风、找顶后洞壁、掌子面撒水三遍，每遍相隔5～10分钟，使开挖面充份湿润，撒水喷头水柱不小于10米。打设洞壁环向应力释放孔：孔径Ø50mm，深3米，间距1.5×1.5m，挂网喷砼初期支护，打设Ø25×5mm涨壳式预应力中空注浆锚杆长2m，预应力50KN，锚杆间距1.2×1.2m，锚杆强度180KN。安装时，锚杆垫板要将钢筋网压住在喷射砼上。

（2）中等岩爆区

实施全断面光面爆破开挖，循环进尺不超过4m。必要时作超前30～50m 导洞，导洞直径不大于5米，可作为岩爆超前预报和释放地应力。

爆破、通风、找顶后洞壁、掌子面撒水三遍，每遍相隔5～10分钟，使开挖面充份湿润，撒水喷头水柱不小于10米。

打设洞壁环向应力释放孔：孔径Ø50mm，深3米，间距1.5×1.5m。挂网喷砼初期支护，打设Ø25×5mm涨壳式预应力中空注浆锚杆长2m，预应力50KN，锚杆间距1.2×1.2m，锚杆强度180KN。安装时，锚杆垫板要将钢筋网压住在喷射砼上。

对于中等以上的岩爆洞段，在钻爆施工时，可在拱角、边墙及顶部加深钻打周边眼，然后向眼孔内喷灌高压水，对围岩进行软化，从而人为提前加快围岩的应力释放。眼孔超前深度可取2m。

5．安全防护措施

（1）给施工人员配发钢盔、防弹背心；对主要施工设备安装防护棚架；掌子面架设移动防护架，防止岩块飞出伤人，有效地保护人员及设备安全。

（2）加强现场岩爆监测、警戒及巡回找顶，必要时及时躲避。组织专门人员全天候巡视警戒及监测。岩爆一般在爆破后2 h左右比较激烈，以后则趋于缓和，多数发生在0～50 m范围和掌子面处。从地质方面来看，岩爆发生的地段有其相似的地层条件和共性条件，使短距离的预报成为可能。听到围岩内部有沉闷的响声时，应尽快撤离人员及设备。特别是强烈岩爆地段，每次爆破循环后，作业人员及设备均应及时躲避一段时间，待岩爆基本平静后，立即洒水喷混凝土封闭岩面，以保证后序作业的进行。巡视、警戒人员要对岩爆段，特别是强烈岩爆段岩石的变化仔细观察，发现异常及时通知，撤离施工人员及设备，以保证安全。

（3）加强对施工人员岩爆知识教育。强化作业人员安全纪律教育以及岩爆常识、防护知识的学习；严格执行有关技术和安全操作规程；危险地段增设照明并设醒目标志。