初探隧道岩爆施工的技术特点

1隧道岩爆的特点

岩爆是由人工开挖诱导产生的，它与开挖方式有直接关系。因此，研究如何有效地预防隧道岩爆的技术方案及对已经发生岩爆段如何处理，从而将可能造成的危害降到最低限度就成为施工中当务之急。岩爆主要发生在初始地应力较大，围岩覆盖层厚度大于300m的脆性岩体，岩性结构致密，弹性模量等物理力学性能比较高，围岩能储存一定的应变能量。岩爆发生的部位以起拱线以上为主，易发部位通常拱顶部位，岩爆发生的时间多在爆破后2～3h，声音呈清脆响声且爆坑不连续。岩爆时石块由母岩弹出，常呈中间厚、四周薄，不规则的片状。

2岩爆预防技术措施

采用超前钻孔释放地应力根据隧道YK43+100～YK43+120段开挖中发生岩爆的情况，现场自YK43+120掌子面开始采用超前钻孔的方式释放地应力。超前钻孔按7个孔位执行，孔位自两侧起拱线起向上沿周边眼内侧40～50cm均匀布设，超前钻孔孔轴线平行于隧道轴线，钻头直径不小于150mm，孔深不小于20m，钻孔结束后立即注射高压水。做好超前地质预报。超前地质预报可有效预测岩爆区岩石的性质，对岩爆出现的可能性与等级进行初步预测，以便施工前可以采取相应的防范措施，在施工前采用超前地质雷达对掌子面前方地质进行探测，得出数据后，在掘进中结合掌子面围岩情况对前方地质进行验证，并不断提高预测水平。同时，根据设计岩爆地段的地质说明，结合掌子面的地质条件，如岩体结构面产状、岩体的破碎程度、岩石的变质程度、岩体强度及地质应力等，对掌子面前方的岩体条件、产状及完整性进行预测，以确定所应采取的预防措施是否得当。加强岩爆区的光面爆破控制通过不断改进施工方法，提高光面爆破效果，以降低瞬发性岩爆发生的条件，具体有:采用光面爆破技术，在岩爆区周边炮眼间距控制在25cm以内，采用隔眼装药，堵塞炮泥，增强光爆效果，尽量避免凹凸不平造成应力集中，达到开挖轮廓线圆顺，以利于减弱岩爆的发生。调整钻爆设计，采用“短进尺，弱爆破”，减少一次用药量，缩短循环进尺。拱部采用小药卷光面爆破，拉大不同部分炮眼的雷管段位间隔，从而延长爆破时间，减少对围岩的爆破扰动，减少爆破动应力的叠加，控制爆发裂隙的发生，避免由于爆破诱发岩爆，以降低岩爆频率和强度。

3岩爆段处理技术措施

(1)喷洒高压水掌子面开挖放炮后，立即向开挖面及拱顶、四周喷洒高压水，以消减地应力，并保证在初期支护前，暴露的开挖面湿润。

(2)加强初期支护岩爆区段自YK43+100开始按照岩爆处置预案进行施作，具体施工参数为:采用直径22cm、长度2.0m的注浆锚杆(间距为1.0m×1.0m)梅花型布置，在拱部按120～150°环向布设，并采用Ф8cm钢筋网(间距20cm×20cm)单层满铺，初支防护采用20cm厚C20喷射混凝土。施作人员安全防护措施隧道岩爆区施工中必须给施工人员配发钢盔、防弹背心，对主要施工设备安装防护棚架，掌子面架设移动防护架，防止岩块飞出伤人，有效地保护人员及设备安全。同时，对作业人员进行岩爆常识、安全防护知识的学习教育，督促现场严格执行有关技术标准，危险地段增设照明并设醒目标志等，规范施工。对岩爆段，制定岩爆区现场全天候监测、警戒制度，派专人及时巡回找顶，增加排险检查，必要时组织人员躲避。当现场听到围岩内部沉闷的响声时立即组织人员撤离，保证安全。在强烈岩爆地段，每次爆破循环后，作业人员及设备均回避一段时间，待岩爆基本平静后，才返回洞内施工，以保证后序施工作业的安全。⑷施工中加强拱顶沉降及洞身收敛观测，发现问题及时与参建各方商议沟通，确保施工安全。

4结语

只要在思想上重视，摸清岩爆的规律，积极采取各种技术措施，就能够避免岩爆事故的发生，能够确保施工安全。

作者：吴越江单位：江南交通工程咨询监理有限公司