1、新 建 鐵 路長沙至昆明鐵路客運(yùn)專線長昆湖南段巖爆地段施工方案編制： 審核： 批準(zhǔn)： 中鐵隧道集團(tuán)滬昆客專長昆湖南段一、編制依據(jù)1、隧道施工圖紙；2、高速鐵路隧道工程施工技術(shù)指南（鐵建設(shè)2010-241號(hào)）；3、批準(zhǔn)的*隧道實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)。二、工程概況*隧道315m設(shè)計(jì)為板巖、砂質(zhì)板巖、炭質(zhì)板巖、弱風(fēng)化，裂隙較發(fā)育，巖體較完整。洞身深埋，有可能產(chǎn)生巖爆。設(shè)計(jì)圍巖級(jí)別為IIIc圍巖，支護(hù)參數(shù)為H150的格柵鋼架間距1.0m/榀，C25噴砼23cm，拱部設(shè)22中空組合注漿錨桿、邊墻設(shè)22砂漿錨桿，錨桿縱向間距1.5m，環(huán)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(dòng)力破壞現(xiàn)象，當(dāng)巖體中聚積的高彈性應(yīng)變能大于巖石破壞所消耗的能量時(shí)，破壞了巖體結(jié)構(gòu)的平衡，多余的能量導(dǎo)致巖石爆裂，使巖石碎片從巖體中剝離、崩出。四、巖爆的特點(diǎn) 1、在未發(fā)生前，并無明顯的征兆，雖經(jīng)過仔細(xì)尋找，并無空響聲，一般認(rèn)為不會(huì)掉落石塊的地方，也會(huì)突然發(fā)生巖石爆裂聲響，石塊有時(shí)應(yīng)聲而下，有時(shí)暫不墜下。 2、巖爆發(fā)生的地點(diǎn)多在新開挖的工作面附近，個(gè)別的也有距新開挖工作面較遠(yuǎn)，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(xù)出現(xiàn)，多在爆破后的23小時(shí)，24小時(shí)內(nèi)最為明顯，延續(xù)時(shí)間一般12個(gè)月，有的延長1年以上，事前一般無明顯預(yù)兆。 3、巖爆時(shí)圍巖破壞的規(guī)模，小者幾厘米厚，大者可多

3、達(dá)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(guī)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(jiān)硬巖體均先產(chǎn)生聲響，伴隨片狀剝落的裂隙出現(xiàn)，裂隙一旦貫通就產(chǎn)生剝落或彈出，屬于表部巖爆；在強(qiáng)度較低的巖體，則在離隧洞掌子面以里一定距離產(chǎn)生，造成向洞內(nèi)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(guī)模和烈度分為：輕微巖爆、中等巖爆、強(qiáng)烈?guī)r爆三種類型。輕微巖爆規(guī)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(xù)分布

4、，規(guī)模較大，巖爆坑一般幾十厘米深，最大達(dá)150cm，沿隧道軸線長1020m，成片分布。強(qiáng)烈?guī)r爆多為破裂剝落性巖爆，巖爆坑連續(xù)分布，最深可達(dá)4.3m，沿隧道軸線長大于20m。剝落的巖塊尺寸大，數(shù)量多，生成大量超挖現(xiàn)象，洞形不規(guī)則，對(duì)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(hù)措施1.1結(jié)合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)，對(duì)掌子面及掌子面前方1520m的地段進(jìn)行監(jiān)測(cè)，推算巖石強(qiáng)度，并根據(jù)巖石強(qiáng)度及有關(guān)經(jīng)驗(yàn)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(zhì)資料，包括巖爆類型、規(guī)模、分布里程與巖爆具體位置，作到事先預(yù)報(bào)，提前做好巖爆防治的技術(shù)準(zhǔn)備和施工準(zhǔn)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(hù)區(qū)設(shè)專職安全員，隨時(shí)觀察圍巖狀態(tài)。如發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情，及時(shí)向帶班干部匯報(bào)，作到及時(shí)支護(hù)或組織人、機(jī)暫時(shí)躲避。1.4對(duì)施工打眼臺(tái)車進(jìn)行改造，在臺(tái)車上方及側(cè)面設(shè)立鋼筋防護(hù)網(wǎng)。在進(jìn)行鉆眼施工時(shí)必要在掌子面處也設(shè)立鋼筋防護(hù)網(wǎng)，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(qiáng)光面爆破，保證開挖輪廓圓順，避免造成局部應(yīng)力集中而加劇巖爆。2.2在中等巖爆、強(qiáng)烈?guī)r爆地段采取短進(jìn)尺、多循環(huán)、弱爆破措施，控制循環(huán)進(jìn)尺不大于2.5m。2.3針對(duì)巖爆類型及大小，提前打應(yīng)力釋放孔或超前摩擦錨桿支護(hù)。超前摩擦錨桿采用40鋼管

6、，長度3 m，安設(shè)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(yīng)力釋放孔以達(dá)到減弱巖爆的強(qiáng)度。2.4改變開挖方式，預(yù)留巖爆層。施工中采用短進(jìn)尺循環(huán)，預(yù)留2m厚的巖爆處理層，巖爆過后再進(jìn)行二次擴(kuò)挖爆破、支護(hù)。2.5應(yīng)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(shè)超前鉆孔或在超前鉆孔中進(jìn)行松動(dòng)爆破，在圍巖內(nèi)部造成一個(gè)破壞帶，即形成一個(gè)低彈區(qū)，從而使動(dòng)壁和掌子面應(yīng)力降低，使高應(yīng)力轉(zhuǎn)移至圍巖深部，施工時(shí)可在掌子面上打設(shè)56個(gè)超前鉆孔，深1520m左右，既可以起到超前鉆探地質(zhì)的作用，

7、又可以起到釋放掌子面應(yīng)力的作用。超前鉆孔的布置形式及參數(shù)與地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)孔相同。2.6改善圍巖性質(zhì)：對(duì)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(nèi),邊墻及拱部打注水孔,孔內(nèi)噴灌高壓水,軟化圍巖,加快應(yīng)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(duì)隧道圍巖的穩(wěn)定有一定的影響。3、 支護(hù)施工方案為減輕巖爆的危害，很重要一條就是在洞內(nèi)開挖前和開挖后對(duì)圍巖進(jìn)行支護(hù)措施，這樣做不僅可以改善應(yīng)力的大小和分布，而且還能使隧道周邊的巖體從平面應(yīng)力狀態(tài)變?yōu)榭臻g三向應(yīng)力狀態(tài)，從而達(dá)到減輕巖爆危害的目的，并且還能起到防護(hù)作用，防止巖石彈射和剝落造成事故。3.1發(fā)生輕微巖爆時(shí)，仔細(xì)對(duì)洞

8、壁及掌子面進(jìn)行危巖清撬后，及時(shí)噴3cm厚混凝土進(jìn)行封閉圍巖。初噴完后進(jìn)行鋼架、錨桿、掛網(wǎng)支護(hù)，及時(shí)復(fù)噴至設(shè)計(jì)厚度。3.2強(qiáng)烈?guī)r爆對(duì)施工人員及施工設(shè)備的威脅最大，必要時(shí)進(jìn)行避讓，等巖爆強(qiáng)度基本平靜下來再進(jìn)行支護(hù)。七、質(zhì)量控制要點(diǎn)1、使用光面爆破，并嚴(yán)格控制用藥量，以盡可能減少爆破對(duì)圍巖的影響。2、可選用預(yù)先釋放部份能量的方法，如松動(dòng)爆破法、超前鉆孔預(yù)爆法，或噴射高壓水沖洗法，先期將巖層的原始應(yīng)力釋放一些，以減少巖爆的發(fā)生。3、加強(qiáng)支護(hù)工作，支護(hù)的方法是在爆破后立即向拱部及側(cè)壁進(jìn)行噴射砼，再加設(shè)錨桿及鋼絲網(wǎng)。襯砌工作要緊跟開挖工序進(jìn)行，以盡可能減少巖層暴露時(shí)間，減少巖爆發(fā)生和確保人身安全。八、安全措施1、增設(shè)臨時(shí)防護(hù)設(shè)施，給主要的施工設(shè)備安裝防護(hù)網(wǎng)和防護(hù)棚架，給施工人員配發(fā)鋼盔等勞動(dòng)保護(hù)用品，掌子面加掛鋼絲網(wǎng)。2、巖爆非常劇烈時(shí)，為了安全，應(yīng)在危險(xiǎn)距離范圍以外，躲避一段時(shí)間，直到巖爆平靜為止。3、設(shè)專人對(duì)圍巖進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情立即組織人員撤離到安全地方。4、加強(qiáng)巡回