隧道施工中岩爆地层处理方案.docx

隧道施工中岩爆地层处理方案本标段9条隧道的地应力都很高，岩体内存在很大的应变能，在施工过程中有发生岩爆的可能性。通过大量的工程实践，我公司积累了大量的施工经验，目前已有许多之有效的治理岩爆的方法，现结合9条隧道的地质特性，拟采用如下措施：1. 加强临时支护在完整、坚硬的岩层中一般可不加支护，但在岩爆地段，为了从开始就防止岩爆的发生，很重要的一条就是在爆破后尽可能快进行围岩支护。其作用：第一改善围岩的应力状态；第二起防护作用，防止岩石弹射与塌落等破坏性事故发生。所以我公司结合设计要求，拟采用如下措施：1.1喷射纤维砼为了保证更安全，采用喷射纤维砼，喷射厚度根据各岩层的情况而定。纤维砼可以提高喷层的抗拉和抗剪强度，具有比普通砼大得多的柔性，并且能承受较大的变形而不使表面开裂。1.2锚杆加固围岩这是一种加固围岩最有效方法，也是岩爆防治措施首先考虑选用方法之一，其主要作用是进行岩体加固，以防劈裂和剥落的岩块塌落弹射。根据设计要求，锚杆采用空中锚杆。1.3锚喷支护此隧道根据设计要求，除安装锚杆外，还应配合使用喷砼，它可以起到防止岩块弹射和结构整体支护作用。1.4锚喷金属网联合支护这是一种较弱地层临时支护措施。由于锚喷网联合结构强度增长迅速，能很快形成支护能力，其弹性模量与天然岩石弹性模量相近，而且与围岩密贴，与围岩形成弹性共同体，可防止应力集中与深部扩散，起到了可靠的全面防护作用。1.5在IV类岩围、进洞加强段严重地区，为提高结构整体支护能力，在岩爆地段采用格栅钢架密排支撑，与喷锚网形成联合支护体系，且在进洞加强段采用钢支架临时支撑，待开挖面、锚喷完成后拆除。2. 设临时防护网主要是防止突然发生岩爆飞石伤人和砸坏机器设备，使用尼龙网和钢丝网等进行拦挡.2.1在掌子面及其附近岩爆地带加挂铁丝帷幕，可增加作业场所安全感,保护凿岩人员和机具。2.2在台车上装设钢丝网防护，保护打眼和装药工人的安全。2. 3使用挖掘机开挖时,在掘进机及后配装套上安装“铁甲”，构成一个“防石棚”，避免岩爆石块塌落伤人砸坏设备。3. 待避及清除危石待避也是一种有效的安全措施。一般在岩爆比较猛烈的时候，为防止飞石造成事故，可以在安全处躲避一段时间，待避到平静为止。产生在洞顶的岩爆松石必须清除，属破裂松驰型岩爆，弹射危害不大，主要应采用清除松石的方法来保证安全。在施工过程中还应加强检查和危石处理，认真观察围岩动态，如发现撕裂声，应立即撤离人员和机具。4. 喷雾射水爆破后立即向工作面及工作面以后一定距离内的隧洞周边进行喷雾和以高压水冲洗，以适应改变岩石物理力学性质，降低岩石脆性。5. 改善施工方法5.1在岩爆严重地区，全断面一次挖法，可改用分部开挖法（台阶法），使应力逐步释放，以减轻岩爆灾害的严重性，同时也便于浮石处理和支护。5.2改变异坑断面形状。5.3深孔爆破改为浅孔爆破，降低一次爆破用药量。采用短进尺，多循环的开挖作业，尽量能减少爆破对围岩的影响6. 超前应力解除法超前应力解除法是在施工过程中，一边应力解除，一边掘进，在洞室未开挖之前，使岩体原始应力释放，以便减缓开挖后的围岩应力，使之不发生岩爆或削弱岩爆的方法。6.1从掌子面起，向前方打超前斜孔，离洞壁保持一定的安全距离，形成一个一定厚度人工破碎带，人工破碎带可用炸药爆破形成，破碎带宽度由炸药量来控制。由于这种爆破属于坚硬岩石中的内部爆破，除装药孔外，还需要钻些容积补尝孔（非装药孔）方可形成破碎带，破碎带的弹性模量也可控制，主要由补尝容积和炸药用量而定，具体数值可通过试验测定。6.2采用一系列有一定时差的爆破，使之在进行爆破作业同时发生岩爆，也就是用人工诱发的办法使岩爆在开挖爆破时诱导出来。因为这时人员正好撤离工作面。7. 注水法向岩体注水时，其力学特征发生了变化，岩石的强度和弹性模量降低，相反地塑性变形能力提高，横向变形系数增大，但只有当能够保证注水均匀的条件下注水才是有效的，否则会使局部岩体受到更大的压力。8. 衬砌方面措施8.1岩爆地段在洞室开挖后，应尽快进行衬砌灌注，围岩不宜暴露时间过长。8.2从导坑掘进到扩大完成后，岩层积蓄的弹性势能大部分已释放，围岩与支护结构物共同作用已进入一种相对稳定状态，因此隧道衬砌采用一般常用的砼衬砌。8.3衬砌采用现浇砼为宜，尽可能采用钢筋砼结构，因岩爆地段对衬砌与围岩要求更好的作用。超挖部分采用同级砼回填，尽可能提前压浆。8.4考虑岩爆外力作用的影响，围岩与砼共同体的形成和砼强度增长过程都需要一定的时间，拱架等拆换时间应适当延长，砼采用早强砼。