隧道岩爆施工方案.docx

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隧道岩爆施工方案

隧道岩爆防治专项施工方案

1编制说明

1.1编制依据

、《XXXXX标招标图》；《XXXXX两阶段施工图》；

、国家和交通部现行有关工程的设计规范、施工指南、工程质量检验评定标准及安全技术规程；

、国家和四川省政府的有关法律、法规和条例、规定；

、现场详细的施工技术调查资料；

、施工单位资源状况、施工技术水平及管理水平；

1.2编制原则

、贯彻执行国家、交通部、当地政府制定的有关政策。

、按照公路工程施工程序，合理安排施工进度，保证质量，确保按期完工，节约资源，保护环境，取得社会和建设单位信誉。

、坚持科学性、先进性、经济性与合理性、实用性相结合的原则，采用先进的施工技术、科学的组织方法，合理安排施工。

、坚持高起点规划、高标准要求、高质量落实，全面实现质量目标的原则。

积极推广应用新技术、新工艺、新设备、新材料、新测试方法，采用国内外先进、成熟、可靠的方法和工艺，优化施工方案，实现安全、质量目标。

、坚持以人为本，安全生产的原则。

施工生产活动始终把人的健康安全放在首位，严格执行GB/T28001-2001职业健康安全管理体系，认真编制施工安全技术方案，加强过程控制，落实保证措施，保证安全生产投入，实现安全生产。

、加强质量管理，严把质量关，确保工程质量符合要求。

1.3编制范围

XXXXX合同段所有隧道弱岩爆段。

2工程概况

2.1线路概况

XXXX合同段位于XXXX境内，设计起讫桩号为K118+370～K126+000，全长7.63km。

标段工程施工范围为：

土石方15万方、防护圬工4.5万方、桥梁312.18m/4座、隧道7237m/3.5座（其中XX1883m、XX3126m、XX1482m、XX746m），合同总工期48个月。

2.2隧道主要工程量

序号

隧道

名称

线位

起点

桩号

终点

桩号

长度（m）

最大埋深

岩爆可能性

预计岩爆长度

m

m

1

XX

右线

K118+469

K120+355

1886

513

可能

300

左线

ZK118+477

ZK120+430

1953

300

2

XX

右线

K120+465

K123+591

3126

628

可能性大

500

左线

ZK120+496

ZK123+619

3123

500

3

XX

右线

K123+716

K125+197

1481

630

可能

270

左线

ZK123+718

ZK125+226

1508

270

4

XX

右线

K125+259

K126+000

741

900

可能性大

100

左线

ZK125+271

ZK126+000

729

100

3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。

3.1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。

严重的可发生石块弹射、冒落和突出等灾害。

隧道岩爆有以下特点：

①爆发生前，没有明显征兆。

隧道施工时，一般的敲帮问顶、清除悬浮石也无法检明出。

②岩爆发生的地点主要集中开挖工作面附近。

③岩爆发生的时间多在爆破后4-6小时，但也有的较迟缓。

④岩爆是由人工开挖诱导产生的，它与开挖方式及支护措施有直接相关。

⑤岩爆主要发生在埋深较大，所处岩层性状较单一，弹性模量等物理力学性能较高，能储存一定的应变能量。

3.2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。

3.3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）。

3.4地应力计算与隧道岩爆预测

隧道最大埋深达513m，本次根据区内最大埋深及最易发生岩爆地段进行预测，

最大垂直应力：

σH=γh=26KN/m3×513m=8.5MPa

最大水平应力：

Hmax=7.36+0.0225×513=25.52MPa

岩石单轴饱和抗压强度（Rc）为44.30MPa

（0.15～0.2）Rc=6.65～8.86MPa

岩体初始压力σ1=34.00MPa≥（0.15～0.2）Rc

根据我国实测成果提出的岩爆判断：

当σ1≥（0.15～0.2）Rc时可能产生岩爆，因此，拟隧道围岩存在岩爆可能。

隧道最大埋深达628m，本次根据区内最大埋深及最易发生岩爆地段进行预测，

最大垂直应力：

σH=γh=26KN/m3×628m=16.3MPa

最大水平应力：

Hmax=7.36+0.0225×628=21.49MPa

岩石单轴饱和抗压强度（Rc）为44.30MPa

（0.15～0.2）Rc=6.65～8.86MPa

岩体初始压力σ1=37.79MPa≥（0.15～0.2）Rc

根据我国实测成果提出的岩爆判断：

当σ1≥（0.15～0.2）Rc时可能产生岩爆，因此，拟隧道围岩存在岩爆可能。

此外，根据以往隧道发生岩爆经验，其发生岩爆的岩体均处于埋深大于200m的较坚硬岩和坚硬岩中，且地下水不发育。

前述知，区内岩体以坚硬岩花岗岩和花岗闪长岩组成为主，埋深基本上大于200m，节理不发育地段较多，主要以Ⅲ级围岩为主，且段落较长，地下水不发育，均以充分证明拟设隧道发生岩爆的可能性较大。

隧道最大埋深达630m，本次根据区内最大埋深及最易发生岩爆地段进行预测，

最大垂直应力：

σH=γh=26KN/m3×630m=16.3MPa

最大水平应力：

Hmax=7.36+0.0225×630=21.54MPa

岩石单轴饱和抗压强度（Rc）为44.30MPa

（0.15～0.2）Rc=6.65～8.86MPa

岩体初始压力σ1=37.84MPa≥（0.15～0.2）Rc

根据我国实测成果提出的岩爆判断：

当σ1≥（0.15～0.2）Rc时可能产生岩爆，因此，拟隧道围岩存在岩爆可能。

此外，根据以往隧道发生岩爆经验，其发生岩爆的岩体均处于埋深大于200m的较坚硬岩和坚硬岩中，且地下水不发育。

前述知，区内岩体以坚硬岩花岗岩和花岗闪长岩组成为主，埋深基本上大于200m，节理不发育地段较多，主要以Ⅲ级围岩为主，且段落较长，地下水不发育，均以充分证明拟设隧道发生岩爆的可能性较大。

隧道最大埋深达900m，本次根据区内最大埋深及最易发生岩爆地段进行预测，为晋宁～澄江期花岗岩，现将推断叙述如下：

最大垂直应力：

σH=γh=26KN/m3×900m=23.4MPa

最大水平应力：

Hmax=7.36+0.0225×900=27.61MPa

岩石单轴饱和抗压强度（Rc）为44.30MPa

（0.15～0.2）Rc=6.65～8.86MPa

岩体初始压力σ1=51.01MPa≥（0.15～0.2）Rc

根据我国实测成果提出的岩爆判断：

当σ1≥（0.15～0.2）Rc时可能产生岩爆，因此，拟隧道围岩存在岩爆可能。

此外，根据以往隧道发生岩爆经验，其发生岩爆的岩体均处于埋深大于200m的较坚硬岩和坚硬岩中，且地下水不发育。

前述知，区内岩体以坚硬岩花岗岩和花岗闪长岩组成为主，埋深基本上大于200m，节理不发育地段较多，主要以Ⅲ级围岩为主，且段落较长，地下水不发育，均以充分证明拟设隧道发生岩爆的可能性较大。

各隧道存在岩爆可能性段落见下表。

序号

隧道名称

桩号

长度

衬砌类型

备注

1

左线XX

ZK118+710.00

～ZK119+100.00

390

Ⅲ普通

2

ZK119+100.00

～ZK119+140.00

40

Ⅲ停车带

3

ZK119+140.00

～ZK119+503.00

363

Ⅲ普通

4

ZK119+635.00

～ZK119+760.00

125

Ⅲ普通

5

ZK119+760.00

～ZK119+800.00

40

Ⅲ停车带

6

ZK119+800.00

～ZK120+320.00

520

Ⅲ普通

7

右线XX

K118+660.00

～K119+021.30

361.3

Ⅲ普通

8

K119+021.30

～K119+061.30

40

Ⅲ停车带

9

K119+061.30

～K119+508.00

446.7

Ⅲ普通

10

K119+640.00

～K119+735.9

95.9

Ⅲ普通

11

K119+735.9

～K119+775.9

40

Ⅲ停车带

12

K119+775.9

～K120+175.00

399.1

Ⅲ普通

13

左线XX

ZK120+596.00

～ZK120+797.00

201

Ⅲ普通

14

ZK120+925.00

～ZK121+101.00

176

Ⅲ普通

15

ZK121+101.00

～ZK121+141.00

40

Ⅲ停车带

16

ZK121+141.00

～ZK121+726.00

585

Ⅲ普通

17

ZK121+726.00

～ZK121+766.00

40

Ⅲ停车带

18

ZK121+766.00

～ZK121+949.00

183

Ⅲ普通

19

DK122+082.00

～DK122+346.00

264

Ⅲ普通

20

DK122+346.00

～DK122+386.00

40

Ⅲ停车带

21

DK122+386.00

～DK122+548.00

162

Ⅲ普通

22

DK122+901.00

～DK122+971.00

70

Ⅲ普通

23

DK122+971.00

～DK123+011.00

40

Ⅲ停车带

24

DK123+011.00

～DK123+519.00

508

Ⅲ普通

25

右线XX

ZK120+565.00

～ZK120+716.00

151

Ⅲ普通

26

ZK120+845.00

～ZK120+984.80

139.8

Ⅲ普通

27

ZK120+984.80

～ZK121+024.80

40

Ⅲ停车带

28

ZK121+024.80

～ZK121+616.00

591.2

Ⅲ普通

29

ZK121+616.00

～ZK121+656.00

40