岩爆防治措施

1 岩爆烈度分级

根据岩爆发育分布特征，参考国内外多个地下工程岩爆的实录资料，并在充分对比分析研究已有岩爆烈度分级方案的基础上，提出岩爆烈度综合分级方案,如下表。

表1 岩爆烈度综合分级方案

对地质力学模 应力强 工 波及深 岩块形态 断口性 声响特征 运动特征 时效特征 式 度比 度(m) 质 程轻微岩爆 噼啪声、 剥离、外鼓 零星间断爆裂 <0.5 薄片状、 张性 张裂-剥落， 0.3～ 小 （Ⅰ级） 撕裂声 层状 张裂-倾倒 0.5 中等岩爆 噼啪声、 剥离严重， 持续时间较 0.5～ 透镜状、 张性或 张裂-滑移， 0.5～ 中 清脆的爆 弯折溃屈， 长，累进性向 层状、板 （Ⅱ级） 1.0 0.7 张剪性 弯曲-鼓折 裂声 少量弹射 深部发展 状 板状、块 强岩爆 强烈的爆 大片爆裂， 具突发、延续 大 裂及闷响 性，并迅速向围 >1.0 状、楔状 张剪性 张剪-爆裂， >0.7 （Ⅲ） 强烈弹射 声 岩深部扩展 或散体 或剪性 穹状爆裂 岩爆分级 主要现象 2 岩爆防治措施 1)岩爆防治原则

岩爆处理坚持“以防为主，加强结构支护与施工措施相结合”的处理原则，防止岩爆发生或者降低岩爆发生的等级。根据岩爆等级，采取针对性的处治措施。

2）结构支护防治

（1）初期支护采用喷锚网柔性支护，使初期支护随围岩应力释放发生微小位移而变形；

（2）设置短而密的锚杆，可有效降低围岩应力水平，同时锚固岩爆体脱落； （3）对于中等及强烈岩爆适当加强初期支护强度，设置格栅钢架，防止大块岩爆体脱落，危及施工安全。

（4）对于强烈岩爆，应加大初期支护强度及延展性，喷砼采用CF25 钢纤维砼。

根据以上原则及要求，拟定岩爆段结构支护参数如下：

表2 岩爆段衬砌结构支护参数

预留 衬砌 模筑砼 锚杆（m） 喷砼 变形 类型 等级 型式 钢筋网 钢架纵距 ）（cm 量 长度 纵×环 适用类型 初期支护 仰拱 备注 强烈 Ya 岩爆 中等 Yb 弱 Yc 18* 2.0 0.8×1.2 φ6.5＠25 □格栅 @0.8m 15 2.0 1.0×1.2 φ6.5＠25 △格栅 @1.0m 10 2.0 1.0×1.2 φ6.5＠25 -- 3 3 3 35 35 35 -- 喷砼为钢纤维 -- 3）施工防治措施 （1）改善围岩受力状态

短进尺、弱爆破，每循环进尺控制在2m 左右，减少药量和减少爆破频率，采用光面爆破，并控制爆破效果，对于强烈岩爆地段应采用预裂爆破，尽量减少开挖爆破作业对围岩的扰动。采用全断面开挖，以减少围岩表层出现应力集中。

（2）改善围岩物理力学性质

向掌子面及附近洞壁喷洒高压水或利用炮眼及锚杆孔向岩体深部注水，目的是降低围岩强度，增强其塑性，减弱其脆性，最终降低岩爆的剧烈程度。注水作用主要有：

A.水及某些含阳离子的溶液具有降低岩石颗粒间表面的能力，因而降低了岩石的破裂强度，即“软化”。

B.注水后的岩石明显比注水前岩石中的层理、节理、裂隙发育好，数量多，孔隙率也高；由于裂隙的增加与扩展，降低了岩石的强度和弹性模量，泊松比增加，内部粘结力减少，从而造成岩石弹性性质的差别，表现最明显的就是弹性应变能的降低。

（3）总结岩爆发生规律，加强个体防护，岩爆活跃期进行待避。 总结岩爆发生规律，如岩爆发生的时间、岩爆活跃期、距离掌子面的距离、发生岩爆的部位、岩爆的破坏方式及声响特征等，根据国内外众多岩爆工程实例，岩爆活跃期通常是开挖后几个小时内，距离掌子面通常是1～2 倍洞径。根据岩爆发育规律，有针对性的采取防护措施。

加强个体防护，在掌子面及附近周边，采用移动式被动网防护棚架，对于中等～强烈岩爆，掌子面作业台车周边设置钢筋网。

对岩爆集中发生的活跃期，采取待避措施。

表3 岩爆防治措施

治措施 弱岩爆 √ √ √ √ √ √ √

中岩爆 强岩爆 √ 喷 CF25 钢纤维混凝土 结构 支护 喷 C25 混凝土 Ф22 药包锚杆 钢架 √ √ √ √ √ √ √ √ √ 全断面开挖、短进尺 光面爆破 预裂爆破 施工 措施 反复找顶 洞壁洒水冲洗 岩爆活跃期待避 个体防护、设备防护 √ √ √ √ √ √ √ √ √