岩爆专项施工方案.docx
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岩爆专项施工方案
高地应力（岩爆）地段专项施工方案
一、工程概况
1、工程简介
中缅油气管道隧道及跨越工程第一合同段第一合同项一分部包含8座隧道，总长约8231.58m，伴行道路总长约19690m。
各隧道及伴行道路情况如下：
表1-1隧道情况一览表
序号
隧道名称
长度（m）
坡度
净断面尺寸
（m×m）
伴行道路
（km）
位置
1
回龙山隧道
299.1
一字坡，1.8%
3.8×3.8
9.5
德宏州瑞丽市
2
雷震山隧道
1864.63
人字坡，7.2%，3%
3.8×3.8
德宏州潞西市
3
老团坡隧道
987.4
人字坡，0.3%，2.3%
3.8×3.8
保山市龙陵县
4
龙陵1#隧道
500.6
人字坡，0.3%，1.3%
3.8×3.8
保山市龙陵县
5
龙陵2#隧道
496.7
一字坡，3.4%
3.8×3.8
保山市龙陵县
6
龙山卡隧道
1038
一字坡，3.3%
3.8×3.8
0.4
保山市龙陵县
7
龙山隧道
715.2
一字坡，7.6%
3.8×3.8
保山市龙陵县
8
大地尖山隧道
2329.95
一字坡，12.9%
4.0×4.5
9.79
保山市施甸县
2、隧道地质
（1）回龙山隧道
场区地层主要为碎石、强风化砂岩及灰岩、褐煤、中风化灰岩及砂岩等，围岩级别Ⅴ～Ⅵ级。
场区无大的构造形迹，无活动断裂、断层等地质构造，新构造运动无差异性升、降。
场区属于低地应力区，无岩溶、崩塌、滑坡及泥石流等不良地质作用。
（2）雷震山隧道
场区地层主要为含砾石粉质粘土、强风化砂质泥岩及泥质砂岩、中风化泥质砂岩及灰岩等，围岩级别Ⅴ～Ⅵ级。
龙陵—瑞丽大断裂（F1）距雷震山隧道出口桩约81m，与线路走向夹角约20°，受其影响，隧道穿越地段岩石节理、裂隙发育，岩体破碎。
其影响区域约295m，分别为K0+679.6～K0+759.6段、K1+237.7～K1+354.0段和K1+545.0～K1+643.0段。
场区属于高地应力区。
隧道进口地段发育小型崩塌体。
坡脚分布崩塌堆积物，长约41m，高约24m，厚度约2～5m，呈倒石堆状分布，主要由强风化砂岩、砂质泥岩夹板岩碎块组成，松散；
（3）老团坡隧道
场区地层主要为坡积碎石、灰岩、断层角砾及断层碎裂岩等，围岩级别Ⅲ～Ⅴ级。
隧址区发育3条断层，且层间破碎带在整个隧道都有所发育，因此，地层产状在整个隧道都有所变化。
场区属于低地应力区。
老团坡隧道距龙陵—瑞丽断裂带南支（AF3）断裂带及影响带较近，AF3断裂为晚更新世以来至全新世活动断裂。
场区为次不稳定区。
（4）龙陵1#隧道
隧道洞身段围岩主要以中风化砂岩及中风化灰岩为主，围岩级别Ⅴ～Ⅵ级。
龙陵1号隧道距全新世龙陵—瑞丽断裂带南支（AF3）断裂带距离约为350m。
场区属于低地应力区。
隧道场区岩溶中等发育。
（5）龙陵2#隧道
隧道洞身段围岩主要为中风化砂岩、灰岩及白云质灰岩等，围岩级别Ⅴ～Ⅵ级。
龙陵2号隧道距全新世龙陵—瑞丽断裂带南支（AF3）断裂带距离约为250m。
场区属于低地应力区。
隧道场区岩溶中等发育。
（6）龙山卡隧道
隧道洞身段围岩主要为强风化花岗岩、中等风化花岗岩、断层破碎带、强风化砂岩、中等风化砂岩等，围岩级别Ⅴ～Ⅵ级。
龙山卡隧道穿越区主要发育F1断层、镇安盆地西缘断裂（AF7）。
F1断层从K0＋370.1m处通过，与隧道中线夹角约87°，断层破碎带及其影响带水平宽度约79.9m，断层性质不明；
AF7断裂位于龙山卡隧道穿越东侧，距出口约0.1km，断裂在大坝村西公路边燕山期花岗岩中，表现为一组倾向盆地的正断裂。
断裂破碎带宽10～15m。
属Ⅰ级强烈全新活动断裂。
场区属高地应力区。
场区内及附近无岩溶、崩塌、滑坡及泥石流等不良地质作用。
（7）龙山隧道
洞身段地层主要为中等风化白云质灰岩，岩体较破碎。
围岩级别Ⅴ～Ⅵ级。
场区构造较简单，无大的构造形迹，无活动断裂、断层等地质构造。
场区属于高地应力区。
在K0+640～K0+685区域为岩溶发育区，分布两处溶洞，一处溶洞（15m×4m）位于隧道底板以上3.2m；另一处溶洞（44m×20m）位于隧道底板以上3.2m；溶洞内充填物为第四系残坡积碎石混粉质粘土层。
（8）大地尖山隧道
洞身段地层主要为灰岩、玄武岩、紫红色钙质泥、砂岩、白云岩及钙质角砾岩等。
围岩级别Ⅳ～Ⅵ级。
怒江断裂东支（AF10）从大地尖山隧道出口QAD016号桩东侧通过，距QAD016号桩约50m。
场区属于高地应力区。
大地尖山隧道穿越区的灰岩、白云岩、生物碎屑灰岩及钙质角砾岩层中有可能发育岩溶裂隙、溶穴及溶洞，或因岩溶裂隙发育局部岩体呈破碎～较破碎状态。
3、综合分析
本合同段隧道地下水综合评定为全部为地应力区，其中雷震山隧道、龙山卡隧道、龙山隧道、大地尖山隧道均为高地应力区。
二、施工流程
三、岩爆类型
埋藏较深的隧道工程，在高应力、脆性岩体中，由于施工爆破扰动原岩，岩体受到破坏，使掌子面附近的岩体突然释放出潜能，产生脆性破坏，这时围岩表面发生爆裂声，随之有大小不等的片状岩块弹射剥落出来，这种现象称之岩爆。
岩爆有时频繁出现，有时甚至会延续一段时间后才逐渐消失。
岩爆不仅直接威胁作业人员与施工设备的安全，而且严重地影响施工进度，增加工程造价。
通过对围岩岩爆的观察、分析研究，将围岩岩爆的类型按破裂程度大小特征分为以下4种：
1、弹射型岩爆
此种类型岩爆发生在极坚硬、极完整的围岩的岩壁上，呈零星断续出现，一般是在开挖后6-12小时发生，发生时有清脆的“啪、啪”声响，随即有约5~10cm大小的中间厚边缘薄的岩片弹出（弹射距离2-7m）或烟雾状的岩粉喷射出（即所谓“冒烟”）。
此种类型岩爆无明显预兆，持续时间短（一般几个小时），对隧道破坏和机械损坏影响不大，但对施工人员的安全威胁较大。
2、爆炸抛射型岩爆
此种类型岩爆也是零星断续出现，一般也是在开挖后6-12小时内发生，发生时首先有“啪、啪”声响，紧接着像放大炮一样“砰”的一声巨响，随着响声可见到大小不一的片状、块状岩块（最大20—30cm）和岩粉被抛掷出来，抛掷距离5-7m，沿爆坑深度一般20-50cm。
此种类型岩爆持续时间一般也只有几个小时，但有一定规模，也具备一定的偶然性和突然性，对机械和施工人员的安全有较大影响，对隧道的破坏也有一定影响。
3、破裂剥落型岩爆
此种岩爆在围岩开挖30分钟即发生，局部地段开挖后一年后还能发生，岩爆发生时有时能听到“啪”或“嘎”，或“啪、啪、啪”或“嘎、嘎、嘎”声响，随即出现岩面开裂，然后发生剥落。
岩爆坑规模较大，剥落的岩块为片状、板状，大小不一。
此种类型岩爆从出现响声→开裂→剥落有一个持续过程，但因其规模大、历程长，对隧道的破坏、对机械和施工人员的安全等都有很大的影响。
4、冲击地压型岩爆
此种类型岩爆出现在隧道开挖后，拱部、边墙出现与开挖面基本一致的塌落边帮，并伴有沉闷的爆落响声。
在实际施工中，为了方便施工将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10~20m，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4~5m，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，对正常施工及洞室稳定影响大。
四、岩爆地段施工技术处理措施：
1、岩爆地段的防护措施
在岩爆段开挖前，注意收集隧道的岩爆地质资料，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。
给施工人员配戴防护钢盔、穿防护背心，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，及时向带班人员汇报，作到及时支护或组织人、机暂时躲避。
在岩爆地段，开挖后及时向掌子面及洞壁进行喷洒高压水，降温除尘，润湿岩面，提高围岩的塑性，这在一定程度可以减轻岩爆的强烈程度。
对施工打眼台车进行改造，人工多钻、多层次作业，机动灵活，"石变我变"，并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时在掌子面处也设立钢筋防护网，有利于紧急情况人员撤离，以确保施工人员的安全，减少损失。
2、开挖措施
在中等岩爆、强烈岩爆地段采取短进尺、多循环、弱爆破措施，在岩爆多发地段的开挖进尺严格控制在1.5m以内。
在施工中及时调整钻爆设计，加强光面爆破，提高光爆效果，保证开挖洞室轮廓圆顺，改善洞壁应力条件，避免造成局部应力集中而加剧岩爆；严格控制线装药密度及单耗，降低爆破动应力场的叠加，尽量减少对围岩的扰动，改善围岩的应力状态，降低岩爆频率与强度。
针对岩爆类型及大小，在开挖施工前，沿洞壁先打Ф25，L＝4m超前锚杆，提前释放应力并利用摩擦型锚杆防止劈裂型岩爆，以达到减弱岩爆强度的效果。
改变开挖方式，预留岩爆层，岩爆过后再进行二次扩挖爆破、支护，以便较好地通过强烈岩爆段。
3、支护措施
发生轻微岩爆时，仔细对洞壁及掌子面进行危岩清撬后，尽可能减少围岩暴露时间，及时初喷混凝土进行封闭围岩。
初喷完后进行锚杆挂网支护，锚杆布置采用"短锚密布"，选用直径Φ22，长两米左右，间距0.5~1m，这样容易挂网，可防止大块岩石坠落，在拱部挂钢筋网（Φ8钢筋，间距25cm），后进行二次喷射混凝土补强。
发生中等岩爆时，支护可以采用与发生轻微岩爆时类似的处理措施，不同点是挂网后在锚杆外露端头进行横焊Φ22的钢筋加固后再进行二次喷射混凝土施工。
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。
对强烈岩爆区域必须进行钢拱架支撑、锚喷挂钢筋网进行支护，钢拱架1榀/m，与喷锚网形成联合支护体系。
五、岩爆地段施工注意事项：
1、在施工前收集已有的勘测资料，初步确定施工区域地应力的数量级以及施工过程中哪些部位及里程容易发生岩爆现象，优化施工开挖和支护程序，为施工中岩爆的防治提供初步的理论依据。
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。
同时加强与设计代表地质工程师联系，对收集的资料进行分析，及时对即将施工部位进行分析预测。
3、利用平导超前正洞掘进，以了解地质，分析可能发生岩爆的地段，为正洞施工到达相应地段时加强防治，采取必要措施。
4、加强爆破控制，严格控制爆破参数，加强爆破振动检测，以防止由于爆破振动对已完成的一期支护洞段造成地应力重分布，而可能造成再次岩爆塌方。
5、通过观察（一听响声，二看位置，三看方向）找出岩爆发生的前兆，逐步积累经验，开展岩爆预报，减少岩爆产生的危害。
如在施工中根据有无地下水、地应力方向（岩爆多发生在主应力方向上）、岩体稳定性、岩石软硬、岩性及地质构造进行初判，通过对岩石裂缝的发展、岩体内的声音、暴露时间的长短判别是否会落石伤人。
对严重地段通过对壁面的敲击，若发现"空、空"的声音，则要及时采取加强措施，若响声不对如岩层内发出沉闷的声响时施工人员及设备要及时撤离。
6、由于岩爆的发生有一定的滞后期或随着时间的延续而发生的岩层剥离，因此要把"找顶"作为日常性的工作来做。
7、在施工中加强监测工作，通过对围岩和支护结构的现场观察、通过收敛观察以及锚杆测力计、多点位移计读数的变化，可以定量地分析预测滞后发生的深部冲击型岩爆，用于指导开挖和支护的施工，以确保安全。
8、衬砌工作要紧跟开挖工序进行，以尽可能减少围岩暴露的时间，避免围岩卸荷回弹造成岩爆和确保人身安全。
同时应准备好临时钢支撑等，在听到爆裂响声后，立即进行支护，以防发生事故。
9、在岩爆地段施工对人员和设备进行必要的防护，以保证施工安全；岩爆引起坍方时，应迅速将人员和机械撤到安。
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