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1、目 錄1 編制說明31.1 編制依據31.2 編制原則31.3 編制范圍42 工程概況42.1線路概況42.2隧道主要工程量43 巖爆的特點及辨識43.1巖爆的基本特征43.2 巖爆產生的條件53.3 判斷巖爆發生的應力條件63.4 地應力計算與隧道巖爆預測6XX6XX6XX7XX84、巖爆的預防及處理方案104.1總體施工方案104.2超前地質預報104.2.1超前探孔11地質素描114.3加強光面爆破控制，提高爆破效果114.4加強初期支護124.4.1輕微巖爆區124.4.2中等巖爆區124.5超前應力釋放124.6加強高壓水沖洗134.7加強效果檢測134.8巖爆發生時的處理措施1342、.9、巖爆防護開挖臺架145、安全防護措施155.1 成立巖爆預防及救援小組155.2安全防護措施165.3洞內作業安全技術措施165.3.1鉆爆作業安全措施165.3.2人員及機械防護措施185.3.3洞內作業救援逃生措施18隧道巖爆防治專項施工方案1 編制說明1.1 編制依據、XXXXX標招標圖；XXXXX兩階段施工圖；、國家和交通部現行有關工程的設計規范、施工指南、工程質量檢驗評定標準及安全技術規程；、國家和四川省政府的有關法律、法規和條例、規定；、現場詳細的施工技術調查資料；、施工單位資源狀況、施工技術水平及管理水平；1.2 編制原則、貫徹執行國家、交通部、當地政府制定的有關政策。、按3、照公路工程施工程序，合理安排施工進度，保證質量，確保按期完工，節約資源，保護環境，取得社會和建設單位信譽。、堅持科學性、先進性、經濟性與合理性、實用性相結合的原則，采用先進的施工技術、科學的組織方法，合理安排施工。、堅持高起點規劃、高標準要求、高質量落實，全面實現質量目標的原則。積極推廣應用新技術、新工藝、新設備、新材料、新測試方法，采用國內外先進、成熟、可靠的方法和工藝，優化施工方案，實現安全、質量目標。、堅持以人為本，安全生產的原則。施工生產活動始終把人的健康安全放在首位，嚴格執行GB/T28001-2001職業健康安全管理體系，認真編制施工安全技術方案，加強過程控制，落實保證措施，保證安4、全生產投入，實現安全生產。、加強質量管理，嚴把質量關，確保工程質量符合要求。1.3 編制范圍XXXXX合同段所有隧道弱巖爆段。2 工程概況2.1線路概況XXXX合同段位于XXXX境內，設計起訖樁號為K118+370K126+000，全長7.63km。標段工程施工范圍為：土石方15萬方、防護圬工4.5萬方、橋梁312.18m/4座、隧道7237m/3.5座（其中XX1883m、XX3126m、XX1482m、XX746m），合同總工期48個月。2.2隧道主要工程量序號隧道名稱線位起點樁號終點樁號長度（m）最大埋深巖爆可能性預計巖爆長度mm1XX右線K118+469K120+3551886513可5、能300左線ZK118+477ZK120+43019533002XX右線K120+465K123+5913126628可能性大500左線ZK120+496ZK123+61931235003XX右線K123+716K125+1971481630可能270左線ZK123+718ZK125+22615082704XX右線K125+259K126+000741900可能性大100左線ZK125+271ZK126+0007291003 巖爆的特點及辨識施工前除采取儀器測定外，應對巖爆有個基本的辨識，在施工過程中及時發現、及時采取應對措施，確保施工安全。3.1巖爆的基本特征巖爆是深埋地下工程在施工過程中常6、見的動力破壞現象，當巖體中聚積的高彈性應變能大于巖石破壞所消耗的能量時，破壞了巖體結構的平衡，多余的能量導致巖石爆裂，使巖石碎片從巖體中剝離、崩出。巖爆往往造成開挖工作面的嚴重破壞、設備損壞和人員傷亡，已成為巖石地下工程和巖石力學領域的世界性難題。 輕微的巖爆僅剝落巖片，無彈射現象。嚴重的可發生石塊彈射、冒落和突出等災害。隧道巖爆有以下特點：爆發生前，沒有明顯征兆。隧道施工時，一般的敲幫問頂、清除懸浮石也無法檢明出。巖爆發生的地點主要集中開挖工作面附近。巖爆發生的時間多在爆破后4-6 小時，但也有的較遲緩。巖爆是由人工開挖誘導產生的，它與開挖方式及支護措施有直接相關。巖爆主要發生在埋深較大，所7、處巖層性狀較單一，彈性模量等物理力學性能較高，能儲存一定的應變能量。3.2 巖爆產生的條件（1）近代構造活動山體內地應力較高，巖體內儲存著很大的應變能，當該部分能量超過了硬巖石自身的強度時；（2） 圍巖堅硬新鮮完整，裂隙極少或僅有隱裂隙，且具有較高的脆性和彈性，能夠儲存能量，而其變形特性屬于脆性破壞類型，當應力解除后，回彈變形很小；（3）埋深較大(一般埋藏深度多大于200m)且遠離溝谷切割的卸荷裂隙帶；（4）地下水較少，巖體干燥；（5）開挖斷面形狀不規則，大型洞室群岔洞較多的地下工程，或斷面變化造成局部應力集中的地帶。（6）地質構造巖爆大都發生在褶皺構造的堅硬巖石中。巖爆與斷層、節理構造密切相8、關。當掌子面與斷裂或節理走向平行時，極容易觸發巖爆。巖體中節理密度和張開度對巖爆有明顯的影響。掌子面巖體中有大量巖脈穿插時，也可能發生巖爆。3.3 判斷巖爆發生的應力條件用天然應力中的最大主應力1與巖塊單軸抗壓強度Rc之比進行判斷。經驗公式：1/Rc0.1650.35(或Rc/16.062.86)的脆性巖體最易發生巖爆。（Rc/1 = 4 7 為高地應力, Rc/1 4 為極高地應力）。3.4 地應力計算與隧道巖爆預測XX隧道最大埋深達513m，本次根據區內最大埋深及最易發生巖爆地段進行預測，最大垂直應力：H=h=26KN/m3513m=8.5MPa最大水平應力：Hmax=7.36+0.0229、5513=25.52MPa巖石單軸飽和抗壓強度（Rc）為44.30MPa（0.150.2）Rc=6.658.86MPa巖體初始壓力1=34.00MPa（0.150.2）Rc根據我國實測成果提出的巖爆判斷：當1（0.150.2）Rc時可能產生巖爆，因此，擬隧道圍巖存在巖爆可能。XX隧道最大埋深達628m，本次根據區內最大埋深及最易發生巖爆地段進行預測，最大垂直應力：H=h=26KN/m3628m=16.3MPa最大水平應力：Hmax=7.36+0.0225628=21.49MPa巖石單軸飽和抗壓強度（Rc）為44.30MPa（0.150.2）Rc=6.658.86MPa巖體初始壓力1=37.7910、MPa（0.150.2）Rc根據我國實測成果提出的巖爆判斷：當1（0.150.2）Rc時可能產生巖爆，因此，擬隧道圍巖存在巖爆可能。此外，根據以往隧道發生巖爆經驗，其發生巖爆的巖體均處于埋深大于200m的較堅硬巖和堅硬巖中，且地下水不發育。前述知，區內巖體以堅硬巖花崗巖和花崗閃長巖組成為主，埋深基本上大于200m，節理不發育地段較多，主要以級圍巖為主，且段落較長，地下水不發育，均以充分證明擬設隧道發生巖爆的可能性較大。XX隧道最大埋深達630m，本次根據區內最大埋深及最易發生巖爆地段進行預測，最大垂直應力：H=h=26KN/m3630m=16.3MPa最大水平應力：Hmax=7.36+0.0211、25630=21.54MPa巖石單軸飽和抗壓強度（Rc）為44.30MPa（0.150.2）Rc=6.658.86MPa巖體初始壓力1=37.84MPa（0.150.2）Rc根據我國實測成果提出的巖爆判斷：當1（0.150.2）Rc時可能產生巖爆，因此，擬隧道圍巖存在巖爆可能。此外，根據以往隧道發生巖爆經驗，其發生巖爆的巖體均處于埋深大于200m的較堅硬巖和堅硬巖中，且地下水不發育。前述知，區內巖體以堅硬巖花崗巖和花崗閃長巖組成為主，埋深基本上大于200m，節理不發育地段較多，主要以級圍巖為主，且段落較長，地下水不發育，均以充分證明擬設隧道發生巖爆的可能性較大。XX隧道最大埋深達900m，本次12、根據區內最大埋深及最易發生巖爆地段進行預測，為晉寧澄江期花崗巖，現將推斷敘述如下：最大垂直應力：H=h=26KN/m3900m=23.4MPa最大水平應力：Hmax=7.36+0.0225900=27.61MPa巖石單軸飽和抗壓強度（Rc）為44.30MPa（0.150.2）Rc=6.658.86MPa巖體初始壓力1=51.01MPa（0.150.2）Rc根據我國實測成果提出的巖爆判斷：當1（0.150.2）Rc時可能產生巖爆，因此，擬隧道圍巖存在巖爆可能。此外，根據以往隧道發生巖爆經驗，其發生巖爆的巖體均處于埋深大于200m的較堅硬巖和堅硬巖中，且地下水不發育。前述知，區內巖體以堅硬巖花崗巖13、和花崗閃長巖組成為主，埋深基本上大于200m，節理不發育地段較多，主要以級圍巖為主，且段落較長，地下水不發育，均以充分證明擬設隧道發生巖爆的可能性較大。各隧道存在巖爆可能性段落見下表。序號隧道名稱樁號長度襯砌類型備注1左線XXZK118+710.00ZK119+100.00390普通2ZK119+100.00ZK119+140.0040停車帶3ZK119+140.00ZK119+503.00363普通4ZK119+635.00ZK119+760.00125普通5ZK119+760.00ZK119+800.0040停車帶6ZK119+800.00ZK120+320.00520普通7右線XXK1114、8+660.00K119+021.30361.3普通8K119+021.30K119+061.3040停車帶9K119+061.30K119+508.00446.7普通10K119+640.00K119+735.995.9普通11K119+735.9K119+775.940停車帶12K119+775.9K120+175.00399.1普通13左線XXZK120+596.00ZK120+797.00201普通14ZK120+925.00ZK121+101.00176普通15ZK121+101.00ZK121+141.0040停車帶16ZK121+141.00ZK121+726.00585普通1715、ZK121+726.00ZK121+766.0040停車帶18ZK121+766.00ZK121+949.00183普通19DK122+082.00DK122+346.00264普通20DK122+346.00DK122+386.0040停車帶21DK122+386.00DK122+548.00162普通22DK122+901.00DK122+971.0070普通23DK122+971.00DK123+011.0040停車帶24DK123+011.00DK123+519.00508普通25右線XXZK120+565.00ZK120+716.00151普通26ZK120+845.00ZK120+16、984.80139.8普通27ZK120+984.80ZK121+024.8040停車帶28ZK121+024.80ZK121+616.00591.2普通29ZK121+616.00ZK121+656.0040停車帶30ZK121+656.00ZK121+915.00259普通31DK122+048.00DK122+252.50204.5普通32DK122+252.50DK122+292.5040停車帶33DK122+292.50DK122+528.00235.5普通34DK122+873.00DK122+951.8078.8普通35DK122+951.80DK122+991.8040停車帶317、6DK122+991.80DK124+480.00488.2普通37左線XXZK123+840.00ZK124+453.00613普通38ZK124+453.00ZK124+493.0040停車帶39ZK124+493.00ZK124+664.00171普通40ZK124+785.00ZK125+115.00330普通41右線XXK123+860.00K124+347.30487.3普通42K124+347.30K124+387.3040停車帶43K124+387.30K124+688.00300.7普通44K124+808.00K125+097.00289普通45左線XXZK125+375.18、00ZK125+875.00500普通46ZK125+875.00ZK125+915.0040停車帶47ZK125+915.00ZK126+000.0085普通48右線XXK125+360.00K125+840.50480.5普通49K125+840.50K125+880.5040停車帶50K125+880.50K126+000.00119.5普通4、巖爆的預防及處理方案4.1總體施工方案加強超前地質預報,對巖爆出現的可能性與等級進行預測,以便施工時提前采取相關措施防范。加強光面爆破，提高光面爆破效果，降低瞬發性的巖爆。加強初期支護，延緩巖爆應變釋放的強度和頻率。采用噴霧和高壓水進行沖洗巖壁，19、進一步釋放巖爆應變能量。4.2超前地質預報在施工時，可直接根據施工掌子面的地質條件，如巖體結構面產狀用發育狀況，巖體的破碎程度、巖石的變質程度、巖體強度及地質應力等，來對掌子面前方的巖體條件、產狀及完整性進行預測，用以指導采取預防措施。超前預測處理措施效果監測礦山法預測地應力測試超前平導預測光 面 爆 破初 期 支 護超前應力釋放高壓力水沖洗噴砼開裂情況開挖凈空監測圖1：隧道巖爆區施工作業流程圖另一方面，按設計要求，在進行隧道主體施工前，超前對平行導坑進行施工，然后根據平導施工收集到的地質信息、數據來對隧道主體施工巖爆發生的可能性進行預測。平導離主體隧道越近，預報越精確。本隧道平導距主體隧道320、0m，具體施工時，利用平導收集的地質信息、數據對隧道主體施工進行預測，同時，利用地質法收集到的信息對預測進行應證和糾正。4.2.1超前探孔在隧道掌子面開挖地面以上1. 5 m位置, 左右兩側各鉆一孔, 孔深5 6 m, 每2 個循環交替鉆進, 通過鉆探探明前方圍巖地質表現, 可以幫助推斷高頂應力的情況。地質素描在開挖后對掌子面、左右邊墻揭示的圍巖產狀、巖性等進行描述繪制上圖, 分析判斷前方10 20 m 范圍的圍巖情況, 每一個開挖循環都作地質素描, 確保分析判斷的連續性。4.3加強光面爆破控制，提高爆破效果(1)采用光面爆破技術，在中等以上巖爆區，周邊眼間距控制在25cm以內，采用隔眼裝藥，21、堵塞炮泥，增加光爆效果，以達到開挖輪廓線圓順。盡量避免凹凸不平造成應力集中，以達到減弱巖爆的發生。(2)調整鉆爆設計，采用“短進尺，弱爆破”。改其為淺孔爆破，縮短循環進尺，減少一次用藥量。拱部采用小藥卷光面爆破措施，拉大不同部分炮眼的雷管段位間隔，從而延長爆破時間，減少對圍巖的爆破擾動，減少爆破動應力的疊加，控制爆發裂隙的生成，避免由于爆破誘發巖爆，從而降低巖爆頻率和強度。（3）預先在工作面有可能發生巖爆的部位有規則地打一些空眼，不設錨桿而注水，以便釋放應力，阻止圍巖達到極限應力而產生巖爆。4.4加強初期支護輕微巖爆區實施全斷面光面爆破開挖，循環進尺不得超過4米，爆破、通風、找頂后洞壁、掌子面22、撒水三遍，每遍相隔510分鐘，使開挖面充分濕潤，撒水噴頭水柱不小于10米。打設洞壁環向應力釋放孔：孔徑50mm，深3米，間距1.51.5m，掛網噴砼初期支護；必要時根據實際情況及時與設計、監理溝通，采取加強支護：藥卷錨桿間距由1.2*0.9調整為1.0*1.0，錨桿長度由2.5m調整為3.0m，或依據設計建議調整。中等巖爆區實施全斷面光面爆破開挖，循環進尺不超過4m。必要時縮短循環進尺，調整為臺階法施工。爆破、通風、找頂后洞壁、掌子面撒水三遍，每遍相隔510分鐘，使開挖面充份濕潤，撒水噴頭水柱不小于10米。打設洞壁環向應力釋放孔：孔徑50mm，深3米，間距1.51.5m。掛網噴砼初期支護；必要23、時根據實際情況及時與設計、監理溝通，采取加強支護：藥卷錨桿間距由1.2*0.9調整為0.8*0.8，錨桿長度由2.5m調整為3.5m，或依據設計建議調整。對于中等以上的巖爆洞段，在鉆爆施工時，可在拱角、邊墻及頂部加深鉆打周邊眼，然后向眼孔內噴灌高壓水，對圍巖進行軟化，從而人為提前加快圍巖的應力釋放。眼孔超前深度可取2m。4.5超前應力釋放對于中等以上的巖爆洞段，在鉆爆施工時，可在拱角、邊墻及頂部加深鉆打周邊眼，然后向眼孔內噴灌高壓水，對圍巖進行軟化，從而人為提前加快圍巖的應力釋放。眼孔超前深度可取2m。4.6加強高壓水沖洗在隧洞開挖后，洞內圍巖巖體的應力狀態被破壞，其巖體所儲存的應變能一部分應24、隨爆破開挖而釋放出來，另一部分通過應力重組而逐步形成第二應力場。而在洞壁四周一些突出開裂巖塊，還存在一定殘余應力，該殘余應變能在一定的時候，會通過巖爆這種形式釋放出，從而給施工帶來一定潛在威脅。在開挖后，應及時的用錨噴用高壓風水對圍巖壁進行沖洗。一方面可部分消抵掉巖塊中儲存的應變能量，另一方面可改變巖塊的物理力學性能，降低其彈性模量。4.7加強效果檢測巖爆洞段在施工時，按以上措施處理后，還需緊密追蹤檢測處理效果，以便調整處理的力度和強度，從而進一步確保施工安全。4.8巖爆發生時的處理措施（1）設臨時防護網：主要是防止飛石傷人和砸壞機具。（2）待避及清除浮石：在巖爆比較猛烈的時候，應在安全處躲避25、一段時間，待避到平靜時為止；洞頂的巖爆松石要清除掉。（3）噴霧射水：巖爆后立即向工作面及工作面以后一定距離的隧道周邊進行噴霧和高壓沖洗，以適當改變巖石力學性質，降低巖石的脆性，將需釋放的能量轉變為熱能。（4）加強施工支護工作在爆破后立即向拱部及側壁噴射混凝土，再按要求增加加設錨桿及鋼筋網。必要時還要架設鋼拱架和打設超前錨桿進行支護。襯砌工作要緊跟開挖工序進行，以盡可能減少巖層暴露的時間，減少巖爆的發生和確保人身安全，必要時可采取跳段襯砌。同時應準備好臨時鋼木排架等，在聽到爆裂響聲后，立即進行支護，以防發生事故。（5）對發生巖爆的地段，可采取在巖壁切槽的方法來釋放應力。以降低巖爆的強度。（6）在26、巖爆地段施工對人員和設備進行必要的防護，以保證施工安全。（7）施工中加強高地應力地段圍巖量測工作, 每5 m 設置一個量測斷面, 每個斷面在路面以上1. 5 m、5 m 位置各設一條水平測線、拱頂設一個測點, 開挖時及時將量測樁埋好, 做好拱頂下沉和水平收斂量測, 盡早取得初始量測資料, 真正起到指導施工的作用。如實記錄開挖面和初期支護量測數據, 根據圍巖量測結果不斷調整、優化施工方案, 確保順利通過高地應力地段。4.9、巖爆防護開挖臺架為確?，F場作業人員在掌子面鉆孔裝藥、初期支護過程中的安全，特對開挖作業臺架進行特殊設計，避免巖爆發生時拱頂掉石對人員造成一定傷害。圖2：巖爆防護臺架縱斷面圖圖27、3：巖爆防護臺架橫斷面圖5、安全防護措施5.1 成立巖爆預防及救援小組項目部成立巖爆預防及應急響應指揮小組，負責巖爆預防技術和應急救援指揮、協調工作。組 長： 副組長： 成 員：具體分工如下：組 長：負責本項目應急救援的現場組織和指揮工作，。副組長：協助組長負責應急救援的組織和指揮工作。工程部：負責研究制巖爆控制措施，研究制定搶險措施并付諸實施。安質部（應急辦）：負責現場巖爆隱患的預測工作，在接到巖爆警報后上報巖爆控制及救援小組。物機部：保障設備、物資的調配，保證后勤物資供給。財務部：提供資金支持。辦公室及調度室：負責進行對外聯絡、車輛調配工作，組織救援傷者及護送、轉院等具體工作，并調動本公司28、人員進行現場救護。作業隊：負責巖爆段控制措施的作業實施。5.2安全防護措施（1）給施工人員配發鋼盔、防彈背心；對主要施工設備安裝防護棚架；掌子面架設移動防護架，防止巖塊飛出傷人，有效地保護人員及設備安全。（2）加強現場巖爆監測、警戒及巡回找頂，必要時及時躲避。組織專門人員全天候巡視警戒及監測。巖爆一般在爆破后2 h左右比較激烈，以后則趨于緩和，多數發生在050 m范圍和掌子面處。從地質方面來看，巖爆發生的地段有其相似的地層條件和共性條件，使短距離的預報成為可能。聽到圍巖內部有沉悶的響聲時，應盡快撤離人員及設備。特別是強烈巖爆地段，每次爆破循環后，作業人員及設備均應及時躲避一段時間，待巖爆基本平29、靜后，立即灑水噴混凝土封閉巖面，以保證后序作業的進行。巡視、警戒人員要對巖爆段，特別是強烈巖爆段巖石的變化仔細觀察，發現異常及時通知，撤離施工人員及設備，以保證安全。（3）加強對施工人員巖爆知識教育。強化作業人員安全紀律教育以及巖爆常識、防護知識的學習；嚴格執行有關技術和安全操作規程；危險地段增設照明并設醒目標志。5.3洞內作業安全技術措施5.3.1鉆爆作業安全措施鉆眼前，檢查工作環境的安全狀態，待開挖面清除浮石以及瞎炮處理完畢后方可進行鉆眼作業；鑿巖機的支架，在碴堆上鉆眼時，應保持碴堆的穩定；用電鉆鉆眼時，不得用手導引回轉的桿子、用電鉆處理被夾住的桿子；不得在殘眼中鉆眼。爆破作業必須按現行國30、家標準爆破安全規程（GB6722）要求實施。洞內爆破作業由工班長統一指揮，爆破時，所有人員撤至不受有害氣體、振動及飛石傷害的安全地點。裝碴作業符合安全規定。裝碴前掌子面危石清除干凈，臺車退到200m開外，安排專人負責指揮，裝碴時，自卸車兩側嚴禁站人。裝載料具時，不得超出線界。明確規定洞內各種運輸設備速度：人力推車不得超過5km/h，動力車在成洞地段不得超過10km/h，在施工地段不得超過5km/h。行駛中嚴禁超車，會車時兩車廂安全距離至少50cm，同向行駛時兩車相距至少20m。行人必須在人行道上行走，不準與車輛機械搶道，不準扒車、追車和強行搭車。根據圍巖穩定情況采取有效支護。施工期間，現場施工31、負責人會同有關人員對支護的工作狀態進行定期和不定期的檢查，在不良地質地段，安排專人每班檢查，當發現支護變形或損壞時，立即修整加固。不得將支撐立柱放在虛碴或活動的石頭上，軟弱圍巖的立柱底面應加設墊板或墊梁。施工中需短期停工時，將支護直抵開挖面。噴錨支護時在碴堆上作業應避免踩到活動的巖塊；在梯、架上作業時，安置應穩妥，并設專人監護；清除開挖面上的松動巖體、開裂的噴混凝土時，人員不得處于被清除物的下方；作業中如發生風、水、輸料管路堵塞或爆裂時，必須依次停止風、水、料的輸送。鋼架及鋼筋網的安裝，作業人員之間應協調動作，在本排鋼架或本片鋼筋網未安裝完畢，并與相鄰的鋼架和錨桿連接穩妥之前，不得擅自取消臨時32、支撐；對錨噴支護體系的監控量測中發現支護體系變形、開裂等險情時，立即采取補救措施。當險情危急時，人員要撤出危險區。超前錨桿或超前小導管支護時，必須有防護措施。安全員要經常進行觀測與檢查，并作為施工危險信號引起警惕。5.3.2人員及機械防護措施作業人員防護：在預計有巖爆發生的地段施工時，加強作業人員防護:危險期作業人員穿防砸背心,穿防砸鞋可有效預防巖爆產生的飛石擊傷。作業時派有經驗的人員進行監護,發生異常時及時撤離作業人員。機械防護：施工機械，如挖機、裝載機、出砟車易破損部位設置鋼筋防護網罩。巖爆嚴重時及時撤離機械，待穩定時再進行支護等措施。5.3.3洞內作業救援逃生措施在隧道開挖工作面發生巖爆等險情時，為保證順利的對被困人員實施救援，從工作面開始沿隧道一側設立救援通道。救援通道由兩部分組成：逃生通道和食物通道。逃生通道由厚度1cm的100cm鋼管，隧道單側布置，布置距離從開挖工作面開始至仰拱工作面，在隧道出現危急事故時，可以利用該通道進行逃生。