岩爆防治方案.doc

新建拉萨至日喀则铁路站前工程TJ5标段 岩爆防治方案 编 制： 复 核： 审 核： 中铁二十一局集团公司 拉日铁路指挥部 二零一一年十月 拉日铁路TJ5标隧道岩爆防治方案 1 工程概况 拉日铁路TJ5标起点里程DK134+760，终点里程DK181+200，全长46.44km。其中隧道有6座，为：盆因拉隧道、双曲村隧道、明炯隧道、托布村一号隧道、托布村二号隧道、卓玛隧道，共计21413m。其中盆因拉隧道全长10410m，为拉日线最长隧道，为全线重点控制性工程。 我标段隧道设计均无高地应力及极高地应力现象，但盆因拉隧道最大埋深达1080m，岩层为闪长岩，围岩以Ⅱ级、Ⅲ级较多，根据以往施工经验，可能存在地应力，为确保施工安全，应专门制定应对地应力的防治措施。其它隧道在施工过程中也应提高安全防范意识，确保万无一失。 2 岩爆的特点及辨识 施工前除采取仪器测定外，应对岩爆有个基本的辨识，在施工过程中及时发现、及时采取应对措施，确保施工安全。 2.1岩爆的基本特征 岩爆是深埋地下工程在施工过程中常见的动力破坏现象，当岩体中聚积的高弹性应变能大于岩石破坏所消耗的能量时，破坏了岩体结构的平衡，多余的能量导致岩石爆裂，使岩石碎片从岩体中剥离、崩出。岩爆往往造成开挖工作面的严重破坏、设备损坏和人员伤亡，已成为岩石地下工程和岩石力学领域的世界性难题。 轻微的岩爆仅剥落岩片，无弹射现象。严重的可测到4.6级的震级，一般持续几天或几个月。 岩爆产生的条件 1）近代构造活动山体内地应力较高，岩体内储存着很大的应变能，当该部分能量超过了硬岩石自身的强度时 （2） 围岩坚硬新鲜完整，裂隙极少或仅有隐裂隙，且具有较高的脆性和弹性，能够储存能量，而其变形特性属于脆性破坏类型，当应力解除后，回弹变形很小 （3）埋深较大(一般埋藏深度多大于200m)且远离沟谷切割的卸荷裂隙带 （4）地下水较少，岩体干燥 （5）开挖断面形状不规则，大型洞室群岔洞较多的地下工程，或断面变化造成局部应力集中的地带。 地质构造 岩爆大都发生在褶皱构造的坚硬岩石中。 岩爆与断层、节理构造密切相关。当掌子面与断裂或节理走向平行时，极容易触发岩爆。 岩体中节理密度和张开度对岩爆有明显的影响。掌子面岩体中有大量岩脉穿插时，也可能发生岩爆。 判断岩爆发生的应力条件 用天然应力中的最大主应力σ1与岩块单轴抗压强度c之比进行判断。经验公式：σ1/c0.165～0.35(或c/σ16.06～2.86)的脆性岩体最易发生岩爆。c/σ1 = 4~ 7 为高地应力, Rc/σ1 4 为极高地应力）。 3 岩爆的防治措施 3.1岩爆的预防 施工中应对地应力较高、可能出现岩爆地段遵循短进尺、弱爆破、勤量测、强支护、早衬砌的原则，采取积极主动的预防措施和强有力的施工支护，确保岩爆地段的施工安全，将岩爆发生的可能性及岩爆的危害降到最低在施工过程中，加强超前地质探测，预报岩爆发生的可能性及地应力的大小。采用上述超前钻探、声反射、地温探测方法，同时利用隧道内地质编录观察岩石特性，将几种方法综合运用判断可能发生岩爆高地应力的范围。打设超前钻孔转移隧道掌子面的高地应力或注水降低围岩表面张力超前钻孔可以利用钻探孔，在掌子面上利用地质钻机或液压钻孔台车打设超前钻孔，钻孔直径为45mm，每循环可布置4～8个孔，深度5～10m，必要时也可以打设部分径向应力释放孔，钻孔方向应垂直岩面，间距数十厘米，深度1～3m不等。必要时，若预测到的地应力较高，可在超前探孔中进行松动爆破或将完整岩体用小炮震裂，或向孔内压水，以避免应力集中现象的出现。 在岩爆地段的开挖进尺严格控制在2.5m以内在施工中应加强监测工作，通过对围岩和支护结构的现场观察、通过对辅助洞拱顶下沉、两维收敛以及锚杆测力计、多点位移计读数的变化，可以定量化地预测滞后发生的深部冲击型岩爆，用于指导开挖和支护的施工，以确保安全。 （2）待避及清除浮石：在岩爆比较猛烈的时候，应在安全处躲避一段时间，待避到平静时为止；洞顶的岩爆松石要清除掉。 （3）喷雾射水：岩爆后立即向工作面及工作面以后一定距离的隧道周边进行喷雾和高压冲洗，以适当改变岩石力学性质，降低岩石的脆性，将需释放的能量转变为热能。 （4）加强施工支护工作 在爆破后立即向拱部及侧壁喷射钢纤维混凝土，再加设锚杆及钢筋网。必要时还要架设钢拱架和打设超前锚杆进行支护。衬砌工作要紧跟开挖工序进行，以尽可能减少岩层暴露的时间，减少岩爆的发生和确保人身安全，必要时可采取跳段衬砌。同时应准备好临时钢木排架等，在听到爆裂响声后，立即进行支护，以防发生事故。 对发生岩爆的地段，可采取在岩壁切槽的方法来释放应力。以降低