1、新 建 鐵 路長沙至昆明鐵路客運專線長昆湖南段巖爆地段施工方案編制： 審核： 批準： 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、批準的*隧道實施性施工組織設計。二、工程概況*隧道315m設計為板巖、砂質板巖、炭質板巖、弱風化，裂隙較發育，巖體較完整。洞身深埋，有可能產生巖爆。設計圍巖級別為IIIc圍巖，支護參數為H150的格柵鋼架間距1.0m/榀，C25噴砼23cm，拱部設22中空組合注漿錨桿、邊墻設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、巖爆的形成原因巖爆是深埋地下工程在施工過
2、程中常見的動力破壞現象，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。四、巖爆的特點 1、在未發生前，并無明顯的征兆，雖經過仔細尋找，并無空響聲，一般認為不會掉落石塊的地方，也會突然發生巖石爆裂聲響，石塊有時應聲而下，有時暫不墜下。 2、巖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，常見的巖爆部位以拱部或拱腰部位為多；巖爆在開挖后陸續出現，多在爆破后的23小時，24小時內最為明顯，延續時間一般12個月，有的延長1年以上，事前一般無明顯預兆。 3、巖爆時圍巖破壞的規模，小者幾厘米厚，大者可多
3、達幾十噸重。石塊由母巖彈出，小者形狀常呈中間厚、周邊薄、不規則的片狀脫落，脫落面多與巖壁平行。 4、巖爆圍巖的破壞過程，一般新鮮堅硬巖體均先產生聲響，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，屬于表部巖爆；在強度較低的巖體，則在離隧洞掌子面以里一定距離產生，造成向洞內臨空面沖擊力量最大，這種巖爆屬于深部沖擊型。五、巖爆的分類巖爆按規模和烈度分為：輕微巖爆、中等巖爆、強烈巖爆三種類型。輕微巖爆規模小，一般多為彈射型、沖擊地壓型巖爆。巖爆坑較淺，厚度一般小于10cm，巖爆坑沿隧道軸向長度小于10m，呈零星分布。中等巖爆多為爆炸拋射型和破裂剝落型巖爆，巖爆坑呈三角形、弧形及梯形，連續分布
4、，規模較大，巖爆坑一般幾十厘米深，最大達150cm，沿隧道軸線長1020m，成片分布。強烈巖爆多為破裂剝落性巖爆，巖爆坑連續分布，最深可達4.3m，沿隧道軸線長大于20m。剝落的巖塊尺寸大，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、 防治巖爆的施工方案及措施1、 巖爆地段的防護措施1.1結合超前地質預報技術，對掌子面及掌子面前方1520m的地段進行監測，推算巖石強度，并根據巖石強度及有關經驗公式判定存在巖爆的可能性。1.2在巖爆段開挖前，注意收集開挖過程中的巖爆地質資料，包括巖爆類型、規模、分布里程與巖爆具體位置，作到事先預報，提前做好巖爆防治的技術準備和施工準備工作。1.3
5、給施工人員配戴鋼盔、穿防彈背心，主要防止彈射型巖爆傷人。在支護區設專職安全員，隨時觀察圍巖狀態。如發現險情，及時向帶班干部匯報，作到及時支護或組織人、機暫時躲避。1.4對施工打眼臺車進行改造，在臺車上方及側面設立鋼筋防護網。在進行鉆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。1.5洞身爆破后立即向工作面噴水潤濕圍巖。2、 開挖施工方案2.1加強光面爆破，保證開挖輪廓圓順，避免造成局部應力集中而加劇巖爆。2.2在中等巖爆、強烈巖爆地段采取短進尺、多循環、弱爆破措施，控制循環進尺不大于2.5m。2.3針對巖爆類型及大小，提前打應力釋放孔或超前摩擦錨桿支護。超前摩擦錨桿采用40鋼管
6、，長度3 m，安設的位置主要在拱頂及左右邊墻的上部，間距11.5 m。并在巖爆地段的洞壁上打應力釋放孔以達到減弱巖爆的強度。2.4改變開挖方式，預留巖爆層。施工中采用短進尺循環，預留2m厚的巖爆處理層，巖爆過后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巖層作為安全距離。通過打設超前鉆孔或在超前鉆孔中進行松動爆破，在圍巖內部造成一個破壞帶，即形成一個低彈區，從而使動壁和掌子面應力降低，使高應力轉移至圍巖深部，施工時可在掌子面上打設56個超前鉆孔，深1520m左右，既可以起到超前鉆探地質的作用，
7、又可以起到釋放掌子面應力的作用。超前鉆孔的布置形式及參數與地質預測預報孔相同。2.6改善圍巖性質：對于中等巖爆巖爆段, 在施工過程中，在隨開挖輪廓外1015m范圍內,邊墻及拱部打注水孔,孔內噴灌高壓水,軟化圍巖,加快應力釋放。從而消除或減緩巖爆程度。但這種方法在隧道施工中一般對隧道圍巖的穩定有一定的影響。3、 支護施工方案為減輕巖爆的危害，很重要一條就是在洞內開挖前和開挖后對圍巖進行支護措施，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巖體從平面應力狀態變為空間三向應力狀態，從而達到減輕巖爆危害的目的，并且還能起到防護作用，防止巖石彈射和剝落造成事故。3.1發生輕微巖爆時，仔細對洞
8、壁及掌子面進行危巖清撬后，及時噴3cm厚混凝土進行封閉圍巖。初噴完后進行鋼架、錨桿、掛網支護，及時復噴至設計厚度。3.2強烈巖爆對施工人員及施工設備的威脅最大，必要時進行避讓，等巖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，并嚴格控制用藥量，以盡可能減少爆破對圍巖的影響。2、可選用預先釋放部份能量的方法，如松動爆破法、超前鉆孔預爆法，或噴射高壓水沖洗法，先期將巖層的原始應力釋放一些，以減少巖爆的發生。3、加強支護工作，支護的方法是在爆破后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，以盡可能減少巖層暴露時間，減少巖爆發生和確保人身安全。八、安全措施1、增設臨時防護設施，給主要的施工設備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、巖爆非常劇烈時，為了安全，應在危險距離范圍以外，躲避一段時間，直到巖爆平靜為止。3、設專人對圍巖進行監測，發現險情立即組織人員撤離到安全地方。4、加強巡回撬頂，及時清除爆裂的危石，確保施工人員安全。5、延長爆破后進入工作面的時間，巖爆嚴重時須2h后方可進洞撬頂排險。6、對滯后型巖爆要加強觀察，專人巡視，重點監視巖爆征兆，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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