岩爆地段隧道施工技术措施浅析

岩爆地段隧道施工技术措施浅析

作者：宋金贵

来源：《卷宗》2016年第12期

摘 要：近年来，随着我国城市化进程的加快，相关部门加强了对于偏远山岭地区的开发以及建设。在这样的背景之下，我国的铁路建设部门加强了对于高埋深、高地应力长大隧道的施工建设，为了进一步促进相关效益的取得以及工程建设质量的提高，需要施工技术人员加强对于岩爆预测、预防方法的完善，并以此为基础促进相关施工技术的运用。本文基于此，分析探讨岩爆地段隧道施工技术措施。

关键词：岩爆地段；隧道施工；技术措施

所谓的岩爆指的是在地下工程建设的过程中，由于岩体中聚积的弹性变形能的猛烈释放而导致的岩石爆裂、弹射现象。一般而言，岩爆现象在出现的时候具有突发性强、破坏性大等特点，并对施工建设以及施工人员的人身安全造成不同程度的影响。基于此，施工团队在岩爆地段进行隧道施工建设的过程中，需要进一步加强对于施工技术的改善以及科学的运用，从而促进工程建设质量以及效率的提高。本文以实际的工程建设为例，分析探讨岩爆地段隧道施工技术的运用。 1 工程概述

在论述岩爆地段隧道施工技术措施的过程中，笔者以成兰铁路平安隧道施工建设的状况为例展开具体的叙述。本工程为双洞分修隧道，位于四川茂县石大关乡与叠溪镇境内。 平安隧道全长28.4km，隧道埋深20m～1720m，单线断面在72㎡～95㎡之间，左右线间距在30m～40m。隧道围岩主要以千枚岩及夹千枚岩的砂岩、灰岩、砾岩等岩石。隧道穿越石大关断层和以大店子倒转向斜、水沟子弧形倒转背斜、洗澡堂弧形倒转向斜、团结反“S”形同斜倒转背斜、平桥沟S形倒转背斜等褶皱组成的复式褶构造，断层与隧道中线交角33°～87°之间。常见直立的窗帘式构造、有明显的拖拉褶曲，为压扭性断层，且隧道最大埋深1720m，区域性大断裂发育，地震活动频繁，在大埋深、构造带等应力集中部位，隧道开挖在硬质岩段及易发生岩爆。

2 产生岩爆现象的原因

基于我国多山地丘陵的地形状况，使得工程建设单位在进行道路建设以及区域开发的过程中，时常需要对山体以及各类岩石区域进行作业。这种施工状况的出现就导致在作业施工的过程中容易出现不同程度的岩爆现象。

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关于导致岩爆现象出现的原因，笔者结合相关的数据资料进行总结。一般而言，岩爆现象的出现由岩性等内部因素以及岩层结构等外因造成的。相关的数据资料显示：岩爆现象多发生在处于高地应力地区的围岩中，且该岩石具备岩石干燥、脆性两个条件。 3 岩爆的类型特征

目前，在工程建设的过程中按岩爆破坏形式分类一般分为四类，分别是：弹射型岩爆、爆炸抛射型岩爆、破裂剥落型岩爆以及冲击地压型岩爆。按岩爆发生的时间关系分，分为即时型和时滞型，关于各类岩爆的具体状况，笔者进行了下述的总结。 （一）弹射型岩爆

这种类型的岩爆现象多发生在性质完整且坚硬的围岩岩壁上，一般情况下，施工队伍在进行隧道开挖6～12小时以内遭遇到弹射型岩爆的概率较大。该类型岩爆在发生之后，会发出声响并伴有岩片、岩粉弹出，对施工人员造成严重的安全威胁。 （二）爆炸抛射型岩爆

爆炸抛射型岩爆一般出现在洞身开挖作业6～12小时后。该类型的岩爆发生之后，会出现片状、块状的岩块以及岩粉，该现象的持续时间一般能够维持在几个小时以上，故而对机械施工以及施工人员的安全有较大威胁。 （三）破裂剥落型岩爆

相关的调查研究显示：破裂剥落型岩爆常发生在洞身开挖30分钟内。该岩爆现象发生之后会出现连续声响，并伴随岩面开裂、岩块剥落等状况的出现。由于这种岩石开裂、脱落的状况持续时间较久，故而会对机械设备和人员的安全造成极大的威胁。 （四）冲击地压型岩爆

这种类型的岩爆现象出现在条带状混合片麻岩中，该现象在发生的过程中往各类尺寸岩块的出现，这种情况的出现会严重阻碍隧道施工的建设，并对机械、人员的安全造成破坏。 （五）即时型岩爆

在开挖爆破后，即开始岩爆持时间几小时或1～3天，发生的位置一般在拱墙和掌子面，有时也在底板部位。发生时间段在围岩缷荷应力重新分布周期内。 （六）时滞型岩爆

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时滞型岩爆发生在开挖扰动之后，一般在开挖后5～30天或是更长时间内发生，此类岩爆一般发生在围岩节理、裂隙、夹层等结构面丰富地段，结构面与洞轴线较小夹角的部位。 4 岩爆段施工方案

通过对平安隧道的施工状况分析可以得知，本区域的岩爆类型具有弹射型岩爆、爆炸抛射型岩爆、破裂剥落型岩爆特征。以岩爆发生的时间统计分析，本区域岩爆又分为即时型岩爆和时滞型岩爆。

基于此，需要施工技术人员加强对于岩爆段施工方案的分析制定。对此，笔者进行了相关总结，具体内容如下。 （一）施工安全防护方案

在进行隧道施工安全防护方案制定的过程中，需要加强对于隧道岩爆段施工状况的分析以及研究，继而以此为基础对岩爆的段落以及波及的范围里程进行统计。除此之外，相关单位在实际的操作过程中还需要加强对于作业人员安全意识的提升，并做好了技术、施工准备工作。 此外，在实际的施工作业过程中，为了确保施工人员的安全，需要施工建设人员配备钢盔、防弹背心等防护装备。而在施工的过程中还需要指派专职检查人员，对施工区域的围岩状态进行定时的查看监测，确保岩爆问题在发生的过程中能够得到有效的处理。

最后，施工技术人员还需要对打眼台车进行必要的改装，并在车体的上方、侧方进行细眼钢筋网的安装，规避地岩块的突然迸出而造成的伤害，实现对于工作人员以及设备的防护。 （二）施工技术措施

在实际的施工作业过程中，施工团队需要按照“释压力、短进尺、弱爆破、控光爆、机械化、强支护”的原则进行具体的操作。从而以此实现对于围岩的扰动程度的降低，促进工程建设的有序开展。

所谓的“释压力”指的是在进行隧道开挖作业的过程中，施工技术人员需要通过钻孔注水、喷混凝土封闭岩层等措施，改变围岩应力分布，避免围岩应力集中，发生岩爆。而“短进尺”指的是将开挖进尺控制在前一循环应力释放区内，“弱爆破”是指通过减少装药量和导爆管延时等措施，以减少围岩震动，而“机械化”指的是减少人员在掌子面作业，采用钻眼台车，及机械手等完成掌子面开挖支护工作。

之所以提出“强支护”的原则，主要是因为岩爆发生对隧道开挖后的临空面是一个持续的过程，通过工程实例个别围岩段在进行二衬3～5个月后，还会发生轻微岩爆声响，在围岩扭曲和断层与线路斜交断，因掌子面开挖爆破作业或掌子面发生岩爆时，均会诱发已支护断围岩发生强烈岩爆，因此对岩爆段应采用型钢拱架及长锚杆等措施加强支护。

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在进行该工程建设的过程中，由于施工区域的地质状况为千枚岩、灰岩、石英砂岩。故而在实际的作业过程中需要对施工应力进行释放，促进工程建设质量的提高。此外，由于岩爆持续时间较长，受安全步距限制，故而在进行衬砌作业的过程中需要采用钢筋混凝土进行具体的操作，以此加强后期岩爆发生的支撑强度。 （三）支护技术措施

在进行工程支护作业的过程中，一般需要在上述步骤完成之后，对围岩进行挂网初喷，从而以此为基础实现对于围岩稳定性的增强，必要时设置系统锚杆增强围岩的整体性，减少岩爆发生的可能性。 5 结束语

随着时代的发展以及社会的进步，人类开发的区域逐步加深。在这样的背景下，施工单位在进行岩爆地段隧道施工额过程中，需要加强对于相关技术的完善以及优化，促进工程建设效率以及质量的提高。本文基于此，分析探讨平安隧道施工状况，并对岩爆现象产生的原因以及类型进行了具体的论述。最后基于平安隧道的岩爆类型，分析了岩爆段施工方案（施工安全防护方案、开挖技术措施以及支护技术措施）。笔者认为，随着相关措施的落实到位以及技术的发展，我国的岩爆地段隧道施工必将获得长足的发展。 参考文献

[1]巨邦强，付宏平，陈光金，李志平.特长隧道整体贯通前先期铺设无砟轨道施工测量方法探讨[J].隧道建设，2015，（8）：841-845.