岩爆施工方案.doc

新 建 铁 路长沙至昆明铁路客运专线长昆湖南段岩爆地段施工方案编制： 审核： 批准： 中铁隧道集团沪昆客专长昆湖南段一、编制依据1、隧道施工图纸；2、高速铁路隧道工程施工技术指南（铁建设2010-241号）；3、批准的*隧道实施性施工组织设计。二、工程概况*隧道315m设计为板岩、砂质板岩、炭质板岩、弱风化，裂隙较发育，岩体较完整。洞身深埋，有可能产生岩爆。设计围岩级别为IIIc围岩，支护参数为H150的格栅钢架间距1.0m/榀，C25喷砼23cm，拱部设22中空组合注浆锚杆、边墙设22砂浆锚杆，锚杆纵向间距1.5m，环向间距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。四、岩爆的特点 1、在未发生前，并无明显的征兆，虽经过仔细寻找，并无空响声，一般认为不会掉落石块的地方，也会突然发生岩石爆裂声响，石块有时应声而下，有时暂不坠下。 2、岩爆发生的地点多在新开挖的工作面附近，个别的也有距新开挖工作面较远，常见的岩爆部位以拱部或拱腰部位为多；岩爆在开挖后陆续出现，多在爆破后的23小时，24小时内最为明显，延续时间一般12个月，有的延长1年以上，事前一般无明显预兆。 3、岩爆时围岩破坏的规模，小者几厘米厚，大者可多达几十吨重。石块由母岩弹出，小者形状常呈中间厚、周边薄、不规则的片状脱落，脱落面多与岩壁平行。 4、岩爆围岩的破坏过程，一般新鲜坚硬岩体均先产生声响，伴随片状剥落的裂隙出现，裂隙一旦贯通就产生剥落或弹出，属于表部岩爆；在强度较低的岩体，则在离隧洞掌子面以里一定距离产生，造成向洞内临空面冲击力量最大，这种岩爆属于深部冲击型。五、岩爆的分类岩爆按规模和烈度分为：轻微岩爆、中等岩爆、强烈岩爆三种类型。轻微岩爆规模小，一般多为弹射型、冲击地压型岩爆。岩爆坑较浅，厚度一般小于10cm，岩爆坑沿隧道轴向长度小于10m，呈零星分布。中等岩爆多为爆炸抛射型和破裂剥落型岩爆，岩爆坑呈三角形、弧形及梯形，连续分布，规模较大，岩爆坑一般几十厘米深，最大达150cm，沿隧道轴线长1020m，成片分布。强烈岩爆多为破裂剥落性岩爆，岩爆坑连续分布，最深可达4.3m，沿隧道轴线长大于20m。剥落的岩块尺寸大，数量多，生成大量超挖现象，洞形不规则，对正常施工影响大。六、 防治岩爆的施工方案及措施1、 岩爆地段的防护措施1.1结合超前地质预报技术，对掌子面及掌子面前方1520m的地段进行监测，推算岩石强度，并根据岩石强度及有关经验公式判定存在岩爆的可能性。1.2在岩爆段开挖前，注意收集开挖过程中的岩爆地质资料，包括岩爆类型、规模、分布里程与岩爆具体位置，作到事先预报，提前做好岩爆防治的技术准备和施工准备工作。1.3给施工人员配戴钢盔、穿防弹背心，主要防止弹射型岩爆伤人。在支护区设专职安全员，随时观察围岩状态。如发现险情，及时向带班干部汇报，作到及时支护或组织人、机暂时躲避。1.4对施工打眼台车进行改造，在台车上方及侧面设立钢筋防护网。在进行钻眼施工时必要在掌子面处也设立钢筋防护网，以确保施工人员的安全。1.5洞身爆破后立即向工作面喷水润湿围岩。2、 开挖施工方案2.1加强光面爆破，保证开挖轮廓圆顺，避免造成局部应力集中而加剧岩爆。2.2在中等岩爆、强烈岩爆地段采取短进尺、多循环、弱爆破措施，控制循环进尺不大于2.5m。2.3针对岩爆类型及大小，提前打应力释放孔或超前摩擦锚杆支护。超前摩擦锚杆采用40钢管，长度3 m，安设的位置主要在拱顶及左右边墙的上部，间距11.5 m。并在岩爆地段的洞壁上打应力释放孔以达到减弱岩爆的强度。2.4改变开挖方式，预留岩爆层。施工中采用短进尺循环，预留2m厚的岩爆处理层，岩爆过后再进行二次扩挖爆破、支护。2.5应力解除法：从掌子面起沿拱部周边向前方打超前斜孔，在孔底装药爆破形成一定厚度的人工破碎带，且洞壁保持一定厚度的完整岩层作为安全距离。通过打设超前钻孔或在超前钻孔中进行松动爆破，在围岩内部造成一个破坏带，即形成一个低弹区，从而使动壁和掌子面应力降低，使高应力转移至围岩深部，施工时可在掌子面上打设56个超前钻孔，深1520m左右，既可以起到超前钻探地质的作用，又可以起到释放掌子面应力的作用。超前钻孔的布置形式及参数与地质预测预报孔相同。2.6改善围岩性质：对于中等岩爆岩爆段, 在施工过程中，在随开挖轮廓外1015m范围内,边墙及拱部打注水孔,孔内喷灌高压水,软化围岩,加快应力释放。从而消除或减缓岩爆程度。但这种方法在隧道施工中一般对隧道围岩的稳定有一定的影响。3、 支护施工方案为减轻岩爆的危害，很重要一条就是在洞内开挖前和开挖后对围岩进行支护措施，这样做不仅可以改善应力的大小和分布，而且还能使隧道周边的岩体从平面应力状态变为空间三向应力状态，从而达到减轻岩爆危害的目的，并且还能起到防护作用，防止岩石弹射和剥落造成事故。3.1发生轻微岩爆时，仔细对洞壁及掌子面进行危岩清撬后，及时喷3cm厚混凝土进行封闭围岩。初喷完后进行钢架、锚杆、挂网支护，及时复喷至设计厚度。3.2强烈岩爆对施工人员及施工设备的威胁最大，必要时进行避让，等岩爆强度基本平静下来再进行支护。七、质量控制要点1、使用光面爆破，并严格控制用药量，以尽可能减少爆破对围岩的影响。2、可选用预先释放部份能量的方法，如松动爆破法、超前钻孔预爆法，或喷射高压水冲洗法，先期将岩层的原始应力释放一些，以减少岩爆的发生。3、加强支护工作，支护的方法是在爆破后立即向拱部及侧壁进行喷射砼，再加设锚杆及钢丝网。衬砌工作要紧跟开挖工序进行，以尽可能减少岩层暴露时间，减少岩爆发生和确保人身安全。八、安全措施1、增设临时防护设施，给主要的施工设备安装防护网和防护棚架，给施工人员配发钢盔等劳动保护用品，掌子面加挂钢丝网。2、岩爆非常剧烈时，为了安全，应在危险距离范围以外，躲避一段时间，直到岩爆平静为止。3、设专人对围岩进行监测，发现险情立即组织人员撤离到