新建鐵路
長沙至昆明鐵路客運專線長昆湖南段
岩爆地段施工方案
編制審核批准
中鐵隧道集團滬昆客專長昆湖南段
一、編制依據
1、隧道施工圖紙；
2、高速鐵路隧道工程施工技術指南（鐵建設2010-241號）；
3、批准的《***隧道實施性施工組織設計》。
二、工程概況
***隧道315m設計為板岩、砂質板岩、炭質板岩、弱風化，裂隙較發育，岩體較完整。洞身深埋，有可能產生岩爆。設計圍岩級別為iiic圍岩，支護引數為h150的格柵鋼架間距1.
0m/榀，c25噴砼23cm，拱部設φ22中空組合注漿錨桿、邊牆設22砂漿錨桿，錨桿縱向間距1.5m，環向間距1.2m，呈梅花形布置。
三、岩爆的形成原因
岩爆是深埋地下工程在施工過程中常見的動力破壞現象，當岩體中聚積的高彈性應變能大於岩石破壞所消耗的能量時，破壞了岩體結構的平衡，多餘的能量導致岩石爆裂，使岩石碎片從岩體中剝離、崩出。
四、岩爆的特點
1、在未發生前，並無明顯的徵兆，雖經過仔細尋找，並無空響聲，一般認為不會掉落石塊的地方，也會突然發生岩石爆裂聲響，石塊有時應聲而下，有時暫不墜下。
2、岩爆發生的地點多在新開挖的工作面附近，個別的也有距新開挖工作面較遠，常見的岩爆部位以拱部或拱腰部位為多；岩爆在開挖後陸續出現，多在爆破後的2～3小時，24小時內最為明顯，延續時間一般1～2個月，有的延長1年以上，事前一般無明顯預兆。
3、岩爆時圍岩破壞的規模，小者幾厘公尺厚，大者可多達幾十噸重。石塊由母岩彈出，小者形狀常呈中間厚、周邊薄、不規則的片狀脫落，脫落面多與岩壁平行。
4、岩爆圍岩的破壞過程，一般新鮮堅硬岩體均先產生聲響，伴隨片狀剝落的裂隙出現，裂隙一旦貫通就產生剝落或彈出，屬於表部岩爆；在強度較低的岩體，則在離隧洞掌子面以里一定距離產生，造成向洞內臨空面衝擊力量最大，這種岩爆屬於深部衝擊型。
五、岩爆的分類
岩爆按規模和烈度分為：輕微岩爆、中等岩爆、強烈岩爆三種型別。輕微岩爆規模小，一般多為彈射型、衝擊地壓型岩爆。
岩爆坑較淺，厚度一般小於10cm，岩爆坑沿隧道軸向長度小於10m，呈零星分布。中等岩爆多為**拋射型和破裂剝落型岩爆，岩爆坑呈三角形、弧形及梯形，連續分布，規模較大，岩爆坑一般幾十厘公尺深，最大達150cm，沿隧道軸線長10～20m，成片分布。強烈岩爆多為破裂剝落性岩爆，岩爆坑連續分布，最深可達4.
3m，沿隧道軸線長大於20m。剝落的岩塊尺寸大，數量多，生成大量超挖現象，洞形不規則，對正常施工影響大。
六、 防治岩爆的施工方案及措施
1、 岩爆地段的防護措施
1.1結合超前地質預報技術，對掌子面及掌子面前方15～20m的地段進行監測，推算岩石強度，並根據岩石強度及有關經驗公式判定存在岩爆的可能性。
1.2在岩爆段開挖前，注意收集開挖過程中的岩爆地質資料，包括岩爆型別、規模、分布里程與岩爆具體位置，作到事先預報，提前做好岩爆防治的技術準備和施工準備工作。
1.3給施工人員配戴鋼盔、穿防彈背心，主要防止彈射型岩爆傷人。在支護區設專職安全員，隨時觀察圍岩狀態。如發現險情，及時向帶班幹部匯報，作到及時支護或組織人、機暫時躲避。
1.4對施工打眼台車進行改造，在台車上方及側面設立鋼筋防護網。在進行鑽眼施工時必要在掌子面處也設立鋼筋防護網，以確保施工人員的安全。
1.5洞身爆破後立即向工作面噴水潤濕圍岩。
2、 開挖施工方案
2.1加強光面爆破，保證開挖輪廓圓順，避免造成區域性應力集中而加劇岩爆。
2.2在中等岩爆、強烈岩爆地段採取短進尺、多迴圈、弱爆破措施，控制迴圈進尺不大於2.5m。
2.3針對岩爆型別及大小，提前打應力釋放孔或超前摩擦錨桿支護。超前摩擦錨桿採用φ40鋼管，長度3 m，安設的位置主要在拱頂及左右邊牆的上部，間距1～1.
5 m。並在岩爆地段的洞壁上打應力釋放孔以達到減弱岩爆的強度。
2.4改變開挖方式，預留岩爆層。施工中採用短進尺迴圈，預留2m厚的岩爆處理層，岩爆過後再進行二次擴挖爆破、支護。
2.5應力解除法：從掌子面起沿拱部周邊向前方打超前斜孔，在孔底裝藥爆破形成一定厚度的人工破碎帶，且洞壁保持一定厚度的完整岩層作為安全距離。
通過打設超前鑽孔或在超前鑽孔中進行鬆動爆破，在圍岩內部造成乙個破壞帶，即形成乙個低彈區，從而使動壁和掌子面應力降低，使高應力轉移至圍岩深部，施工時可在掌子面上打設5～6個超前鑽孔，深15～20m左右，既可以起到超前鑽探地質的作用，又可以起到釋放掌子面應力的作用。超前鑽孔的布置形式及引數與地質**預報孔相同。
2.6改善圍岩性質：對於中等岩爆岩爆段, 在施工過程中，在隨開挖輪廓外10～15m範圍內,邊牆及拱部打注水孔,孔內噴灌高壓水,軟化圍岩,加快應力釋放。
從而消除或減緩岩爆程度。但這種方法在隧道施工中一般對隧道圍岩的穩定有一定的影響。
3、 支護施工方案
為減輕岩爆的危害，很重要一條就是在洞內開挖前和開挖後對圍岩進行支護措施，這樣做不僅可以改善應力的大小和分布，而且還能使隧道周邊的岩體從平面應力狀態變為空間三向應力狀態，從而達到減輕岩爆危害的目的，並且還能起到防護作用，防止岩石彈射和剝落造成事故。
3.1發生輕微岩爆時，仔細對洞壁及掌子面進行危岩清撬後，及時噴3cm厚混凝土進行封閉圍岩。初噴完後進行鋼架、錨桿、掛網支護，及時復噴至設計厚度。
3.2強烈岩爆對施工人員及施工裝置的威脅最大，必要時進行避讓，等岩爆強度基本平靜下來再進行支護。
七、質量控制要點
1、使用光面爆破，並嚴格控制用藥量，以盡可能減少爆破對圍岩的影響。
2、可選用預先釋放部份能量的方法，如鬆動爆破法、超前鑽孔預爆法，或噴射高壓水沖洗法，先期將岩層的原始應力釋放一些，以減少岩爆的發生。
3、加強支護工作，支護的方法是在爆破後立即向拱部及側壁進行噴射砼，再加設錨桿及鋼絲網。襯砌工作要緊跟開挖工序進行，以盡可能減少岩層暴露時間，減少岩爆發生和確保人身安全。
八、安全措施
1、增設臨時防護設施，給主要的施工裝置安裝防護網和防護棚架，給施工人員配發鋼盔等勞動保護用品，掌子面加掛鋼絲網。
2、岩爆非常劇烈時，為了安全，應在危險距離範圍以外，躲避一段時間，直到岩爆平靜為止。
3、設專人對圍岩進行監測，發現險情立即組織人員撤離到安全地方。
4、加強巡迴撬頂，及時清除爆裂的危石，確保施工人員安全。
5、延長爆破後進入工作面的時間，岩爆嚴重時須2h後方可進洞撬頂排險。
6、對滯後型岩爆要加強觀察，專人巡視，重點監視岩爆徵兆，發現情況，立即處理。
7、機械車輛易損部位，人員乘坐部位要加焊鋼結構防護棚。
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