岩爆防治方案

新建拉萨至日喀则铁路站前工程TJ5标段

岩爆防治方案

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中铁二十一局集团公司 拉日铁路指挥部

二零一一年十月

新建拉萨至日喀则铁路站前工程TJ-5标 岩爆处理方案

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

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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。

2.2 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。

（6）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。

2.3 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Rc之比进

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行判断。经验公式：σ1/Rc>0.165～0.35(或Rc/σ1>6.06～2.86)的脆性岩体最易发生岩爆。（Rc/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。加强监测，采取向掌子面喷水、钻地应力释放孔、增设锚杆、挂网等措施，同时加强观测，以确保人身、机具安全和施工的顺利进行。具体措施如下：

（1）超前地质预报

①超前探孔。在隧道掌子面开挖地面以上1. 5 m位置, 左右两侧各钻一孔, 孔深5~ 6 m, 每2 个循环交替钻进, 通过钻探探明前方围岩地质表现, 可以帮助推断高顶应力的情况。

②地质素描。在开挖后对掌子面、左右边墙揭示的围岩产状、岩性等进行描述绘制上图, 分析判断前方10~ 20 m 范围的围岩情况, 每一个开挖循环都作地质素描, 确保分析判断的连续性。

（2）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。

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