模块七：不良和特殊地质地段隧道施工-单元4-岩爆隧道施工讲解

《隧道与地下工程施工》模块七

不良和特殊地质地段隧道施工

单元4岩爆隧道施工

《隧道工程施工》岩爆的特点1岩爆产生的主要条件2岩爆的防治措施3本讲主要内容岩爆隧道施工01一、隧道内岩爆的特点

•定义：埋藏较深的隧道工程在高地应力、脆性岩体中，由于施工爆破扰动原岩，岩体受到破坏，使掌子面附近的岩体突然释放出潜能，产生脆性破坏，这时围岩表面产生爆裂声，随之有大小不等的片状岩块弹射剥落出来这种现象称之为岩爆，如图所示。岩爆有时频繁出现，有时甚至会延续一段时间后才消失。岩爆不仅直接威胁作业人员与施工设备的安全，而且严重地影响施工进度，增加工程造价。巴玉隧道岩爆：13公里多的区段，94%都是岩爆区，发生的强度、频率和形态多样，单次最长持续时间达20余小时，在国内外隧道施工史上均属罕见，堪称隧道岩爆博物馆。岩爆隧道施工01一、隧道内岩爆的特点岩爆特点：（1）岩爆在发生前并无明显的预兆，一般认为不会掉落石块的地方也会突然产生岩石爆裂声响，石块有时应声而下，有时暂不坠落。这与塌顶和侧壁坍塌现象有明显的区别。（2）岩爆时，岩块自洞壁围岩母体弹射出来，一般呈中厚边薄的不规则片状，块度大小多呈几厘米长、宽的薄片，个别长、宽达几十厘米。严重时，上吨重的岩石从拱部弹落，造成岩爆性塌方。（3）岩爆发生的地点，多在新开挖工作面及其附近，个别的也距新开挖工作面较远。岩爆发生的频率随暴露时间的延长而降低。一般岩爆发生在16d之内，但是也有滞后一个月甚至数月还发生岩爆的情况。岩爆隧道施工01二、岩爆产生的主要条件

国内外专家研究结果表明，岩爆产生与否的两个决定性因素：地层的岩性条件地应力的大小从能量的观点来看，岩爆的形成过程是岩体中的能量从储存到释放直至最终使岩体破坏而脱离母岩的过程。岩爆是否发生及其表现形式主要取决于：岩体中是否储存了足够的能量是否具有释放能量的条件及能量释放的方式岩爆米仓山隧道岩爆岩爆隧道施工01三、岩爆的防治措施

岩爆的是否产生取决于围岩的应力状态与围岩的岩性条件。在施工中控制和改变这两个因素就可能防止或延缓岩爆的发生。防治岩爆发生的措施：

•强化围岩

•弱化围岩

岩爆隧道施工01三、岩爆的防治措施

（1）强化围岩的措施

措施：喷射混凝土或钢纤维混凝土、锚杆加固、喷锚支护、锚喷网联合、钢支撑网喷联合。这些措施的出发点给是给围岩一定的径向约束，以达到延缓或抑制岩爆发生的目的。加强锚网喷支护技术：使用钢纤维混凝土增强混凝土强度，提高整体支护强度。初期支护后采用涨壳式预应力中空锚杆，增强围岩支护强度。岩爆隧道施工01三、岩爆的防治措施（2）弱化围岩，释放应力

措施：注水、超前预裂爆破、切缝、排孔等。注水的目的是改变岩石的物理力学性质，降低岩石的脆性和储存能量的能力。后三者的目的是解除能量，使能量向有利的方向转化和释放。

喷洒高压水软化围岩岩爆隧道施工01三、岩爆的防治措施

岩爆隧道设计应遵循以防为主，防治结合的原则，根据岩爆等级采取下列预案设计：

（1）轻微和中等岩爆段初期支护可采用网喷混凝土或钢纤维喷混凝土、系统锚杆、超前锚杆的联合加固措施，根据需要喷洒水或打设注水孔。（2）强烈及以上岩爆段，可采用网喷混凝土或钢纤维喷混凝土、系统锚杆、柔性锚杆、超前锚杆及钢架加强的综合治理措施，必要时采取设超前应力释放孔、应力解除爆破、钻孔高压注水等措施。岩爆隧道施工01四、岩爆地段隧道施工要求

岩爆地段隧道施工应遵守“短进尺、多循环”的原则，具体应符合下列要求：（1）如设有平行导坑，则平行导坑掘进应超前正洞一定距离，以了解地质，分析可能发生岩爆的地段，当正洞施工到达相应地段时加强防治，采取必要措施。（2）爆破应选用预先释放部分能量的方法，如超前预裂爆破法、切缝法和排孔法等，先期将岩层的原始应力释放一些，以减少岩爆的发生。爆破应严格控制用药量，以尽可能减少爆破对围岩的影响。（3）缩短爆破循环进尺。初期支护和二次衬砌要紧跟开挖面，以尽可能减少岩层的暴露面和暴露时间，防止岩爆的发生。（4）