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岩爆隧道
第五章岩爆隧道
岩爆隧道是指施工过程中有岩爆现象发生的隧道。
在高应力坚硬的岩体内开挖坑道时，常常会有岩片从开挖壁面突然弹射出来，把这种现象称为岩爆。
岩爆会破坏已建成的隧道结构和机械设备，直接威胁施工人员的生命安全。
岩爆现象在矿山出现较早。
例如加拿大的一些深埋硬岩矿山经常发生岩爆，对矿山的安全与生产构成很大威胁，因此，加拿大Laurentian大学的岩石力学研究中心对岩爆巷道的支护设计进行了为期五年的专题研究[1]。
根据岩爆产生的机理，试验出了有效设防措施，并编制了加拿大岩爆支护手册。
20世纪50年代美国纽约的引水隧洞施工时曾发生岩片弹射现象。
60年代挪威赫古拉公路隧道和瑞典的维斯塔引水隧洞也曾发生过岩爆；成昆铁路线上的关村坝隧道是我国隧道建设中发生岩爆较早的隧道；之后，在二郎山隧道、穿越秦岭的数座隧道施工中也都不同程度的发生过岩爆。
岩爆对隧道工程的最大威胁源于岩爆的突发性。
目前，关于隧道岩爆的形成机理还在研究之中，对隧道岩爆的认识有待进一步深化。
本章通过分析几座隧道的岩爆现象，归纳隧道岩爆的特点，探讨隧道岩爆机理、讨论岩爆隧道设计理论和施工方法，最后介绍岩爆隧道工程实例——二郎山隧道，借以说明隧道岩爆的具体工程防范措施。
第一节隧道岩爆特点与形成机理
岩爆是岩体受到开挖影响和扰动后发生猛烈破坏的一种工程现象，是岩体本身力学性质（内在因素）和外界影响因素（诱发因素）某种组合的结果。
为了研究影响岩爆发生的各种因素，首先需要了解在国内外岩爆隧道内观察到的现象。
一、隧道岩爆现象
就空间形态和施工过程而言，水工隧洞与交通隧道几近相同。
20世纪60年代掘进的挪威赫古拉公路隧道和瑞典的维斯塔引水隧洞是发生隧道岩爆的典型代表，在两工程中，岩爆以小块岩石弹射为主，大多数弹射岩块很小；岩爆发生时测得的隧道周边切向应力远小于岩石单轴抗压强度，开始弹射时的周边应力为岩石单轴抗压强度的37%；发生岩爆的隧洞轴线与测量的原岩最大主应力方向垂直或成大角度相交；岩爆发生部位相对于隧洞中心轴对称；岩爆前可听到脆性岩石的破裂声，最强烈岩爆发出的声音如200kg隧洞掘进爆破。
国内的川藏公路二郎山隧道在施工中出现了较为严重的岩爆现象[2，3]。
为了掌握岩爆与地应力规律，用钻孔应力解除法和岩石声发射（AE）Kaiser效应对地应力进行了现场测试，最大主应力为353MPa。
二郎山隧道的岩爆特点是：
（1）发生岩爆的围岩属Ⅳ、Ⅴ类围岩；
（2）岩爆多发生在掌子面及距其1～3倍洞径范围内；（3）岩爆既发生在围岩表面，也发生在围岩内部；（4）岩爆形式有劈裂和剪切两种；（5）岩爆爆坑多呈锅底形，坑边沿多为阶梯形；（6）断层带两侧的硬岩中容易发生岩爆；（7）干燥无水区段容易发生岩爆；（8）相邻洞室的开挖对主洞岩爆似无影响等。
西康铁路秦岭隧道在施工中也出现了严重的岩爆现象[4，5]。
秦岭隧道Ⅱ号线的岩爆特点有：
（1）受构造应力影响，岩爆先发生在右侧壁，然后到拱肩、拱顶，最后发展到左侧壁；
（2）岩爆多发生在断层带两侧完整的上下两盘；（3）岩爆主要发生在质地坚硬、强度较高、干燥无水的混合片麻岩中；（4）发生在距掌子面9～100米范围内的岩爆较为频繁剧烈；（5）强烈岩爆的爆坑多呈A字形，一般岩爆的爆坑多呈锅底形等。
综合大量资料，可以发现隧道岩爆的发生有如下规律：
（1）岩爆岩石一般是岩浆岩或变质岩，沉积类岩石较少发生岩爆。
含有硅质（特别是石英）或其他坚硬矿物的岩石发生岩爆较多。
岩浆岩和变质岩的强度和弹性模量一般比沉积岩高，它们的岩爆倾向性也普遍比沉积岩高，具有岩爆倾向性是岩石发生岩爆的首要内在条件。
（2）含水率高的岩石较少发生岩爆。
饱和状态岩石强度低于干燥岩石强度（包括抗压和抗剪强度），含水率高岩体在次生应力作用下，应变能还未来得及积聚就已经发生了破坏，因此含水率高岩石不易发生岩爆。
（3）岩爆发生在高原岩应力条件下的脆性岩石中。
在高原岩应力条件下，构造和开挖次生应力叠加容易超过脆性岩体强度而产生岩爆。
（4）在同一岩爆隧道，岩爆发生的频率和强度均随隧道埋深的增加而提高。
对于多数受岩爆危害的隧道，岩爆发生的频率随开挖深度的加大而升高．
（5）高强度岩爆一般发生在背斜轴部以及断层和弹性模量有突然变化的地质夹层（坚硬岩墙或软弱岩层）附近。
背斜轴部一般是高应力区，若开挖作业处在背斜轴部则容易发生岩爆。
在断层和岩体弹性模量突变的夹层附近施工时，开挖次生应力将导致断层或刚度突变面剪切应力加大，发生剪切或断层滑移型岩爆。
（6）岩爆发生前，掌子面推进时常会出现岩粉颗粒变大和岩粉量增多、岩石表面有玻璃光泽、钻孔时发生非塌孔原因的卡钻等现象。
岩爆前出现的岩粉变粗、岩粉量增多、卡钻和玻璃表面等现象都是开挖次生应力增大和导致岩体发生微型破坏的结果，是开挖次生高应力状态的表现。
（7）隧道岩爆最常发生的时段是爆破后2～4h；爆破震动产生的瞬间动应力与岩爆处岩石本来承受的较高应力叠加，超过了岩体强度导致岩体瞬间破坏，因此开挖爆破是岩爆的直接诱因之一；
（8）与自然地震的余震类似，在强烈岩爆后短时期内一般还会发生一到几次强度较小的岩爆。
二、隧道岩爆特点
隧道岩爆的特点可以从发生无明显征兆、围岩类型、空间位置、时间区段、含水状态和形式规模等方面考察，可概括如下：
（1）岩爆具有突发性。
在岩爆未发生前，并无明显的征兆。
在通常认为不会掉落石块的地方，突然发生爆裂声响，石块有时应声落下，有时并不落下。
（2）岩爆只发生在高应力脆性围岩中。
坚硬的脆性围岩和高地应力（与围岩强度相当的地应力）是岩爆发生的必要条件、基本条件。
（3）岩爆主要发生在隧道侧壁切（环）向应力较大部位。
岩爆发生的地点多在新开挖的工作面附近，个别也有距新开挖工作面比较远，常见岩爆部位侧壁与拱腰。
这是隧道岩爆的空间特点。
（3）岩爆主要发生在围岩应力的剧烈调整期。
岩爆在开挖后陆续出现，多在爆破后的2～4小时，24小时内最为明显，延续时间一般1～2个月。
这是隧道岩爆的时间特点。
（4）岩爆围岩通常完整极少含水。
地层含水意味着围岩内有裂隙，裂隙便为应力释放提供了空间，所以，含水量高的围岩极少发生岩爆，反之发生岩爆的围岩则极少含水。
（5）岩爆坑多呈“锅底形”。
岩爆时围岩破坏的规模，小者几厘米，大者可多达几十吨。
工程中危害最大的是弹射而出的石块。
这些弹出的石块多为中间厚，周边薄，不规则的岩片。
岩片脱落后在隧道壁面上通常会留下“锅底形”痕迹。
三、隧道岩爆机理
岩爆机理的研究旨在揭示其发生的内在规律，确定岩爆发生的原因、条件和危害。
20世纪80年代以前，人们在进行岩爆机理研究中，借鉴传统力学有关材料强度的概念提出了强度理论；在分析岩石力学室内实验采用不同刚度试验机时岩石试件破坏的强烈程度不同这一现象的基础上建立了刚度理论；基于能量守恒定律提出了能量理论。
1．强度理论
强度理论认为：
岩体承受的应力σ大于其强度σˊ时，也就是σ/σˊ≥1时，岩体破坏并引发岩爆。
近代强度理论的表达式有多种，对于各向同性岩石材料，最有代表性的是Hoek和Brown于1980年提出的经验性强度准则：
（5-1）
式中
——最大主应力，MPa；
——最小主应力，MPa；
——完整岩石材料的单轴抗压强度，MPa；
m——常数，取决于岩石性质和承受破坏应力前岩石已破坏的程度。
就强度理论本身而言，当满足上述条件时只表明岩石将发生破裂或破坏，但并未指出在什么条件下会发生猛烈破坏（即岩爆）。
应该说，强度理论只给出了岩爆的必要条件，因此研究岩爆仅讨论岩石破坏条件远不够，必须探讨岩石发生岩爆的其他附加条件。
2．能量理论
20世纪60年代中期，库克等人提出了能量理论。
他们指出：
岩爆是由于岩体—围岩系统在其力学平衡状态破坏时，系统释放的能量大于岩体本身破坏所消耗的能量而引起的。
这种理论较好地解释了地震和岩石抛出等动力现象。
同一时期，DunkHouse给出了岩爆的能量平衡方程式，对释放和消耗的能量结构进行了分析。
随后，佩图霍夫也对库克等人的理论进行了补充和完善。
Wafnow提出了无摩擦剩余能量理论。
70年代由GBrauner等提出了能量率理论，即：
（5-2）
式中α——围岩能量释放有效系数；
β——矿体能量释放有效系数；
ER——围岩所储存的能量，MJ；
EE——矿体储存的能量，MJ；
ED——消耗于矿体和围岩交界处矿体破坏阻力的能量，MJ。
能量理论从能量角度解释了岩爆的破坏机理，但它并未说明平衡状态的性质和破坏条件。
3．岩爆倾向理论
岩爆的发生依赖于岩石本身的性质、地下洞室的形状和不利的地质结构特征等几个因素的组合。
岩石本身的力学性质是发生岩爆的内因条件。
用一个或一组与岩石本身性质有关的指标衡量矿岩的岩爆倾向强弱，这类理论就是所谓的岩爆倾向理论。
表征岩石岩爆倾向的指标很多，其中主要有以下几种：
（1）弹性能量指标（Singh称其为岩爆倾向指数，即BurstPronenessindex），通过对岩石试块进行单轴压缩加载和卸载实验确定。
该指标这样确定：
在实验室对岩样进行单轴压缩实验，取应力为岩石强度的80％～90％时记录的应力应变曲线，用图形积分法求出弹性变形能量储能与塑性变形耗能之比，即为弹性变形能量指数WET。
WET的计算草图如下图所示：
图5-1WET计算图
WET的计算表达式：
（5-3）
式中：
Ec——弹性应变能，MJ；
Ep——塑性应变能，MJ；
εc——弹性应变；
εp——塑性应变；
εt——总应变；
f（ε）——加载时的σ-ε曲线函数；
f（εp）——卸载时的σ-ε曲线函数。
确定应力等于岩石强度的80％～90％有两种方法：
一种是先对同组试样的部分试块进行抗压实验，求出该组岩石的抗压强度平均值，从而确定80％～90％岩石强度时的应力；另一种方法是对岩石试块进行多次加载和卸载实验，直至试块破坏，每次均进行WET计算，取其最大值（一般进行3～5次加卸载实验）。
Kidybinski针对煤试块实验结果给出岩爆倾向性分类标准是：
WET≥5.0有强岩爆倾向
WET=2.0～4.99有弱岩爆倾向
WET＜2.0无岩爆倾向
Singh根据加拿大萨德伯里地区硬岩试样实验结果，建议岩爆倾向性分类标准是：
WET≥15有强岩爆倾向
WET=10～15有中等岩爆倾向
WET＜10有弱岩爆倾向
许多研究结果表明，WET有随岩石强度提高而增大的趋势。
（2）岩爆有效能量的释放率。
用普通柔性试验机进行岩样压缩实验时，岩样的猛烈破坏模拟了矿山岩爆时岩体在高应力作用下发生的动态破坏。
岩爆的破坏作用主要受岩体达到峰值强度发生破坏后释放出的能量大小的控制。
最早提出岩爆有效能量释放的是波兰的Motyczka（1973年），他将岩爆有效能量释放率定义为岩样在单轴抗压试验破坏时岩石碎片抛出的动能Et与试块储存的最大弹性应变能Es之比，即
（5-4）
式中：
Et——抛出碎片动能，MJ；
（5-5）
n——抛出碎片个数；
mi——第i个碎片的质量，kg；
V0i——第i个碎片弹射的初速度m/s；
Es——岩石试块破坏前储存的最大弹性应变能，MJ。
（5-6）
σc——岩石试样的单轴抗压强度，MPa；
G——弹性模量，GJ。
Kidybinski（1981年）给出的以该指标对岩石岩爆倾向性分类的标准是：
η＜32％无岩爆倾向
η=32％～38％有弱岩爆倾向
η=38％～44％有中等岩爆倾向
η＞4％有强岩爆倾向
（3）下降模量指数和冲击能量指数。
应变速率为常数的单轴抗压试验有两个特征摸量：
轴向σ-ε曲线上升段线性部分的斜率G（弹性模量）和峰值后σ-ε下降段的斜率M（下降刚度模量），称G/M为下降模量指数，Concarouva将岩石按G/M比值分为两类：
G/
＜l有岩爆倾向岩石
G/
＞1无岩爆倾向岩石
考虑到σ-ε曲线峰值后部分斜率的变化，下降模量指数只有在低围压（实际上一般为1MPa）时才有意义。
使用刚性试验机对岩样进行单轴压缩实验，得到σ-ε曲线。
峰值σ-ε曲线与σ轴所成面积之比称为冲击能量指数，如图所示。
图5-2冲击能量指数WCF示意图
（5-7）
式中WCF——冲击能量指数；
E1——峰值前贮存的能量，MJ；
E2——破坏过程所需的能量，MJ。
（4）岩石的脆性系数。
岩石的脆性破裂是指在几乎没有产生永久（或塑性）变形的情况下，某一面上的强度突然丧失的过程。
一般认为岩爆是岩石的脆性破坏，因此许多学者用岩石的脆性系数表示岩爆倾向性。
不同学者采用的脆性系数的计算公式也不相同。
S.P.singh采用两个指标表示岩石的脆性：
（5-8）
（5-9）
式中K1，K2——脆性系数；
σc，σt——岩石的抗压和抗拉强度，MPa；
φ——岩石的内摩擦角，（°）。
谭以安[6]采用的脆性指数计算式是：
（5-10）
式中u1——永久变形，mm；
u2——弹性变形，mm。
为了区别不同岩石之间的脆性差别，采用的公式还有K=σc/σt（式中符号意义同前）。
按该公式划分的岩爆倾向性标准是：
K＞18有强岩爆倾向
K=10～18有中等岩爆倾向
K＜10无岩爆倾向
四、隧道岩爆三簧模型
上述岩爆理论主要研究岩爆发生的条件，对判断岩爆是否会发生很有帮助。
事实上，对隧道工程构成威胁的主要是有岩片飞出的弹射岩爆。
为了探讨弹射岩爆的形成机制，在此提出了隧道岩爆三簧模型。
开挖形成隧道壁面后，围岩可视为处于平面应变状态，变形仅发生在隧道的横断面。
表层围岩切向因应力集中而受力较大，径向应力在壁面为零，向围岩深处逐渐增加。
如果后期围岩表层发生岩爆，则必有局部围岩表层处于破坏临界状态。
这种局部围岩表层临界状态可用三簧模型（图5-3）来分析。
该模型由可能的岩爆片（简称岩爆片）、母岩（块）和三根弹簧构成。
后期岩爆破裂的危险面近似为一轴对称球面，岩爆片一侧为平面，另一侧为球面。
过对称轴作一铅垂面，在该平面内，岩爆片通过三根弹簧与母岩连接，其中，上下两弹簧为压簧，中簧为拉簧。
母岩对岩爆片的作用用三根弹簧来等效。
母岩对岩爆片的压应力可通过上下压簧传递，使岩爆片积蓄一定的压缩弹性变形能。
为了分析方便，将岩爆片内接近破裂面一定厚度内的压缩弹性变形能等效为压簧的变形能；当母岩上下受压时，岩爆片会产生横向变形，在横向拉应力的约束下岩爆片与母岩结合在一起，同时，岩爆片内也积蓄了一定的拉伸弹性变形能。
强调一下，拉簧的两端分别与母岩和岩爆片牢固相连，若非如此，岩爆片会自然与母岩分离，不能构成分析模型；压簧放置在破裂面之间，其位置、弹性系数等应与模拟的状况相匹配，上下弹簧弹性一致，位置对称。
岩爆前，以岩爆片为研究对象，其受力如（图5-4）所示。
图5-3岩爆片由三根弹簧与母岩联系图5-4岩爆前岩爆片等效受力
在隧道开挖推进过程中，掌子面的三维效应逐渐消失，围岩应力重分布，隧道开挖壁面局部切向应力增加。
切向应力的些许增量会诱发岩爆。
在三簧模型上，母岩切向应力增量使处于临界状态的破裂面瞬间破裂，即拉簧断裂，岩爆片失去横向约束，岩爆片会在压簧的作用下向外弹射。
之后，岩爆片的运动状况取决于压簧的弹射力、重力和母岩对岩爆片的摩擦阻力（图5-5）。
如果，弹射力大，母岩阻力小，重力有助于弹射，则岩爆片会弹射而出；反之，则会只听到岩爆响声，不会有岩片弹出。
隧道岩爆三簧模型解释了弹射岩爆的力学机理。
揭示了弹射岩爆的动能获自岩爆片自身的部分压缩变形能，即岩爆片破裂面内侧一定厚度内的弹性压缩变形能，岩爆片内的拉伸弹性变形能和母岩的弹性变形能对岩爆片无影响。
三簧模型自然地解释了岩爆弹射体常呈片状、岩爆坑常呈锅底状的岩爆现象。
此外，三簧模型还可解释为什么弹射岩爆常发生在拱脚与拱腰之间（图5-6）。
图5-5岩爆后瞬间岩爆片等效受力图5-6弹射岩爆多发范围
由隧道岩爆三簧模型可知，弹射岩爆是否发生取决于母岩所受的压应力、岩爆片所受的弹性力、重力和母岩的摩擦阻力。
在隧道拱腰线以上，母岩切向压应力较小，岩爆发生的几率很低。
在起拱线以下，岩爆片的重力以及母岩对岩爆片的阻力均不利于弹射岩爆的发生。
只有在起拱线与拱腰线之间，母岩所受的压应力较大，重力有助于岩爆片的弹射，且母岩对岩爆片的阻力较小，所以，在该区段弹射岩爆容易发生。
当然，岩体本身的结构等也会影响弹射岩爆的发生状况，但不会改变弹射岩爆多发于上述区段的总体规律。
隧道岩爆三簧模型中，对称面内岩爆片切入母岩的切入角可为岩石单轴抗压试验时试件的破坏角（45°±φ/2）；岩爆片的直径（块度）有一定的变化范围，但不会过大。
过大的岩块只可能坠落，难以弹射。
第二节岩爆隧道设计
隧道设计有一定的程式和相应的内容，对于岩爆隧道，首先是通过地质勘察和岩性试验等对隧道发生岩爆的可能性做出初步判断；如果有可能，则对围岩岩爆烈度进行预评级；然后依据岩爆级别设计开挖和支护预案。
在隧道施工过程中，实施动态设计。
根据实际揭露的地质条件和现场监测成果，对围岩岩爆烈度进行定级，并根据岩爆烈度级别选用相应的开挖支护设计预案，进行施工；如此“选定预案——施工——监测——岩爆定级——选定预案——……”循环往复，直到完全通过有岩爆可能的区段。
一、岩爆发生可能性的初步判断[7]
岩爆是岩体破坏的一种形式，对采用的开挖方式有特殊要求。
初步判断围岩是否具有岩爆倾向性，是开展隧道岩爆研究工作的第一步。
如果初步判别某一隧道围岩没有岩爆倾向性，那就没有必要耗费大量的人力和财力开展此隧道的岩爆防治研究。
岩爆发生可能性的初步判别，主要依据隧道地质勘查报告所提供的信息。
如果隧道围岩主要为岩浆岩和变质岩，在地质勘探时观察到有饼状岩心，隧道埋深超过800m，隧道掘进期间出现岩爆前兆或发生弱岩爆现象，则应进一步开展岩爆倾向性研究。
1．岩心饼化
地质勘探孔岩芯是人们了解岩体力学特征最初的来源。
在高应力区钻孔中岩石发生的脆性破裂实质上是最小规模的岩爆。
岩心“饼化”现象是指在地质勘探过程中出现大量厚薄均匀、外貌颇似圆饼的岩芯（图5-7）。
饼状岩芯有以下特征：
（1）破裂面顶凸底凹，形若盘盏，面上清晰可见严格平行延伸的微细擦纹和与擦纹正交的拉裂坎，底面周围尚有短小裂纹平行分布，侧面多呈截锥状；
（2）破裂面新鲜粗糙，不见原构造恨迹。
破裂面没有外力作用的痕迹，无分化、蚀变、淋滤现象；
（3）饼状岩芯都呈椭圆形，长轴平行擦纹且垂直拉裂坎，在紧密嵌合连续的数块饼状岩芯上，长轴沿垂直向重叠且平行。
岩芯厚度与岩芯直径成正比。
图5-7岩心饼状图
2．隧道埋深
发生岩爆的必要条件是自重应力、构造应力、开挖次生应力的叠加超过脆性岩石的强度。
地应力最大主应力分量与完整岩石单轴抗压强度的比值在评价地应力高低时具有重要意义。
岩体埋置深度是影响地应力大小最重要的因素之一。
地应力随深度增加，岩爆发生的可能性也随之增大。
我国硬岩矿山采矿、隧道掘进实践表明，开挖深度小于600～700m时几乎没有岩爆发生，当开挖深度超过800m时发生岩爆的频率明显增加。
根据上述分析，建议当新建隧道埋深超过800m时，应对隧道的岩爆倾向性进行研究。
二、岩爆预报
1．地形地貌分析法与地质分析法
认真查看隧道所在地区的地形地貌，对该区地形地貌有一个总体的认识，在高山峡谷地区，谷地为应力高度集中区，另外根据地质报告资料初步确定辅助洞室施工期间可能遇到的地应力集中或地应力偏大地段。
依据地质理论，在地壳运动的活动区有较高的地应力，在上升剧烈，河谷深切，剥蚀作用强烈的地区，次生应力也较大。
2．AE法（声发射法）
AE法主要是利用岩石临近破坏前有声发射这一特点，通过声波探测器对岩石内部的情况进行检测。
該方法的基本参量是能率E和大事件数频度N，它们在一定程度上反映出岩石内部的破裂程度和应力增长速度。
这种方法最直接也最有效。
3．钻屑法（岩芯饼化法）
这种方法是通过对岩石钻孔进行的，可在进行超前钻孔预报的同时，对钻出的岩屑和取出的岩芯进行分析；对强度较低的岩石，根据钻出岩屑体积大小与理论钻孔体积大小的比值来判断岩爆趋势。
在钻孔过程中还可以获得如爆裂声、摩擦声和卡钻现象等辅助信息来判断岩爆发生的可能性。
4．地温法
采用红外线测温仪，若地温接近正常埋深地温，说明地下水渗流弱，围岩干燥无水，则产生岩爆的可能性较大。
三、岩爆烈度分级与支护
岩爆虽是隧道与地下工程中普遍关注的一种现象，但至今对岩爆烈度分级原则仍有不同见解。
一些学者认为“岩石有松脱的破裂，伴有微弱发自岩石内部的声音”，则列为“轻微岩爆活动”（RussenesB.F.1974）。
较多的学者则强调“具有弹射现象”作为与其他脆性破坏的区别，因而认为“无动力弹射现象的破裂不应归属岩爆，而应属于静态下的脆性破坏”。
目前关于岩爆分级采用四级制和三级制的较多。
如表5-1所示为国内外学者及相关单位提出的岩爆分级方案。
岩爆烈度分级方案表5-1
方案提出者
岩爆烈度分级及主要依据
G·布霍依诺（西德，1981）
轻微损害
不造成生产中断
中等损害
支架部分损坏，一般要中断生产
严重损坏
工程被摧毁
拉森斯（RussenesBF，挪威1974）
0级：
无岩爆
1级：
轻微岩爆，岩石有松脱、破裂，声响微弱
2级：
中等岩爆
岩石中有不容忽视的片落、松脱，有随时间发展趋势，有发自岩石内部的强烈炸裂声
3级：
严重岩爆
爆破之后顶板、两帮严重崩落，底板隆起，周边大量超挖和变形，可听到发射子弹、炮弹的强烈声响
谭以安（1988）
弱岩爆（Ⅰ）
劈裂成板，剪短脱离母体，产生射落；洞壁表面产生轻微破坏，不损坏机械设备，可听到噼啪声响
中等岩爆（Ⅱ）
“劈裂-剪短-弹射”重复交替发生，向洞壁内部发展，形成V型三角坑，洞壁有较大范围破坏，对生产威胁不大，个别情况下损坏设备；有似子弹弹射声
强烈岩爆（Ⅲ）
“劈裂-剪短-弹射”急速发生，并剧烈向洞壁深处扩展，几乎全断面破坏，生产中断，有似炮声巨响
极强岩爆（Ⅳ）
“劈裂-剪短-弹射”急速发生并剧烈向洞壁深处扩展，持续时间长，震动强烈，有似闷雷强烈声响；人财损失严重，生产停止
铁道部第二勘查设计院（1996）
弱岩爆
中等岩爆
强岩爆
交通部第一公路勘查设计院（1996）（二郎山隧道原采用方案）
微弱岩爆（一级）
岩石个别松脱和破裂，有微弱声响
中等岩爆（二级）
有相当数量的岩片弹射和松脱，洞内周边岩体变形，有随时间发展趋势，有的岩体有较强的爆裂活动
剧烈岩爆（三级）
顶板、侧壁围岩发生严重岩片弹射，甚至有巨石抛射，其声响如炮弹爆炸；地板隆起，洞壁周边变形严重，可引起洞室坍塌
（一）四级制岩爆分级
有文献提出岩爆裂度分为四级，分级时主要考虑以下原则和依据。
1．以爆裂松动脱落为起始状态，以爆裂抛掷为终止状态
爆裂松动大体相当于挪威拉森斯（RussenesB.F.1974）分级中的1级，即轻微岩爆活动。
应该指出，某些学者将有明显弹射现象和声响作为1级，实际上在具体描述时，将1级的破坏方式和过程描述为“劈裂成板……脱离母体，产生射落”（谭以安方案中的I级弱岩爆），未用弹射两字。
在实际工程中，个别随机脱落的岩块也容易被人忽视或误判，因而要以此作为岩爆的判据标准，操作难度较大。
但已破裂的岩块和残留的痕迹，往往可作为围岩破裂机制的直接证据。
因而将爆裂松动或脱落作为起点，无论从岩爆力学机制和工程实践角度来看都是较为适宜的。
岩爆的另一极端则是剧烈抛射，它会造成工程结构摧毁性破坏。
2．便于确定合理的工程防治措施
各分类方案中，轻微岩爆（拉森斯方案）或弱岩爆（谭以安方案）将破坏程度定为轻微、不损坏机械设备。
而岩爆的极端状态（如谭方案的极强岩爆（Ⅳ））则是摧
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