1、 目 錄 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc351364634 1 編制(binzh)說明 PAGEREF _Toc351364634 h 1 HYPERLINK l _Toc351364635 1.1 編制(binzh)依據 PAGEREF _Toc351364635 h 1 HYPERLINK l _Toc351364636 1.2 編制(binzh)原則 PAGEREF _Toc351364636 h 1 HYPERLINK l _Toc351364637 2 工程概況 PAGEREF _Toc351364637 h 1 HYPERLINK l _Toc35

2、1364638 3 隧道內巖爆特點 PAGEREF _Toc351364638 h 2 HYPERLINK l _Toc351364639 4 組織機構 PAGEREF _Toc351364639 h 4 HYPERLINK l _Toc351364640 5 技術組織措施 PAGEREF _Toc351364640 h 4 HYPERLINK l _Toc351364641 5.1 做好超前地質預報 PAGEREF _Toc351364641 h 4 HYPERLINK l _Toc351364642 5.2 噴灑高壓水 PAGEREF _Toc351364642 h 5 HYPERLINK

3、 l _Toc351364643 5.3 改善巖爆區的施工方法 PAGEREF _Toc351364643 h 5 HYPERLINK l _Toc351364644 5.4 加強初期支護 PAGEREF _Toc351364644 h 7 HYPERLINK l _Toc351364645 5.5 巖爆防治原則與措施 PAGEREF _Toc351364645 h 8 HYPERLINK l _Toc351364646 5.6 深孔應力解除 PAGEREF _Toc351364646 h 11 HYPERLINK l _Toc351364647 6 安全防護措施 PAGEREF _Toc35

4、1364647 h 13天坪隧道(sudo)巖爆專項施工方案1 編制(binzh)說明(shumng)1.1 編制依據（1）天坪隧道相關設計圖紙、設計資料等；（2）重慶至貴陽鐵路擴能改造工程天坪隧道站前工程YQZQ-6標施工合同文件；（3）DK123+247.126天坪隧道設計圖；（4）鐵路隧道工程施工安全技術規程（TB10304-2009）；（5）鐵路隧道風險評估與管理暫行規定（鐵建設【2007】200號）； (6)鐵路隧道施工規范（TB10204-2002）； (7)鐵路隧道工程施工技術指南（TZ204-2008）；（8）國家及鐵道部發布的有關法律、法規及施工技術安全規則；（9）我單位的設

5、備狀態、技術能力和以往類似工程的施工經驗。1.2 編制原則（1）滿足業主期望的質量、工期、安全、環保目標和技術經濟指標；（2）嚴格按照實施性施工組織設計合理編制，確保履約。2 工程(gngchng)概況重慶至貴陽鐵路擴能改造工程站前工程YQZQ-6標天坪隧道位于貴州省北部(bi b)，重慶與貴州省交界地段，行政區劃屬貴州省桐梓縣。渝黔鐵路(til)天坪隧道進口里程DK116+258，出口里程DK130+236，隧道全長13978.252m，為單洞雙線鐵路隧道，襯砌斷面內輪廓設計采用三心圓。隧道內縱坡為人字坡。輔助坑道方案為“1座平導2座斜井2座橫道（主副井）”。根據DK123+247.126天

6、坪隧道設計圖對地應力的相關描述：（1）風險評估設計圖：隧道通過區域，大部分地段洞身埋深在400m以上，且區域內構造作用強烈，褶皺及斷裂發育，巖層陡傾，應力集中，存在高應力可能。隧道通過灰巖新鮮完整、質地堅硬、性脆、抗壓強度高的地段存在巖爆可能。（2）隧道正洞及平導設計圖：根據區域地應力特征，結合DZ-5孔的地應力測試結果，計算得出DK120+642DK123+100段埋深在742m深度可能有中度巖爆產生，DK120+503DK120+642,DK123+100DK124+600段埋深在530m深度可能會產生輕微巖爆。3 隧道內巖爆分布及等級、特征根據隧道正洞及平導設計圖及施工組織安排，隧道內巖

7、爆地段分布在二分部施工區段，本隧道巖爆分布情況及等級、特征如下：（1）二分部(fn b)施工區段DK120+642DK123+100段埋深在742m以上(yshng)，以頁巖和砂質頁巖為主，可能(knng)出現中度巖爆產生。（2）二分部施工區段DK120+503DK120+642、DK123+100DK124+600段埋深在530742m深度處，以頁巖和砂質頁巖為主，巖體呈層狀結構，可能會產生輕微巖爆。（3）二分部施工區段橫通道與主洞相交的交叉口、洞室群等應力集中區、開挖斷面較大的洞段亦為巖爆多發地段。（4）根據隧道隧道正洞及平導設計圖，巖爆發育以輕微巖爆（I級）及中度巖爆（級）為主。分為活躍

8、期及持續期；活躍期即巖爆多在新開挖的工作面附近發生，距掌子面320 m左右，在爆破后的320 h內最為活躍；持續期即掌子面推進數天乃至數月后發生過巖爆的部位仍能再次剝落或發生巖爆。（5）巖爆的運動特征以松脫、剝離為主，在巖爆發生前并無明顯的征兆，一般認為不會坍塌的地方，也會突然發生巖石爆裂聲響，石塊有時應聲而下，有時也能聽到巨大的爆裂聲而無巖塊墜下，23h后巖塊剝落甚至幾天后巖塊才會剝落。（6）巖爆與巖石的單軸抗壓強度聯系不太明顯，隧道巖石單軸抗壓強度大多集中在60110 MPa之間，但在單軸抗壓強度60 MPa左右的洞段，依然有巖爆發生。（7）巖爆在未發生前，無明顯預兆(yzho)，雖然經過

9、仔細找頂，并無空響聲，一般認為不會掉塊落石的地方，也會突然發生巖石爆裂聲響，石塊有時應聲而下，有時暫不墜下。在沒有支撐的情況下，對施工安全威脅甚大。它與隧道施工中的一般掉塊落石現象有明顯的不同。（8）巖爆時，石塊(sh kui)由母巖彈出，常呈中間厚、周邊薄、不規則的片狀。（9）巖爆發生的地點，多在開挖工作面及其附近(fjn)，個別的也有距新開挖工作面較遠；巖爆發生的時間多在爆破后2-3h，但也有的較遲緩；巖爆易發生在頂部或拱腰部位為多。（10）巖爆是由人工開挖誘導產生的，它與開挖方式及支護措施有直接相關。4 組織機構為了確保天坪隧道順利通過巖爆地段，根據隧道內巖爆特點，特成立“天坪隧道巖爆區

10、領導小組”，負責天坪隧道巖爆區段施工管理、現場協調和指揮，負責天坪隧道巖爆區施工方案的實施，領導小組名單如下：組 長：張忠愛副組長：裴志民、劉偉幫、楊小明、祁西元成 員：張永雄、張志和、何勤江、張濤、黃建設、林華芳、劉青文、張吉港、魏成舉、楊琨5 技術組織(zzh)措施施工過程中采取(ciq)以下技術措施進行巖爆預測、防范及控制。（1）加強超前地質預報，以便施工時提前(tqin)采取相關防范措施。（2）加強光面爆破，提高光面爆破效果，降低瞬發性的巖爆。（3）加強初期支護，延緩巖爆應變釋放的強度和頻率。（4）采用噴霧和高壓水進行沖洗巖壁，進一步釋放巖爆應變能量。5.1 做好超前地質預報在施工時，

11、一方面可直接根據施工掌子面的地質條件，如巖體結構面產狀、巖體的破碎程度、巖石的變質程度、巖體強度及地質應力等，再結合設計巖爆地段，對掌子面前方的巖體條件、產狀及完整性進行預測，用以指導采取預防措施。另一方面，按設計要求，采用超前探測孔和TSP地質預報對前方地質進行探測，得出數據后，進行地質預測，在開挖中結合掌子面地質情況驗證和糾正；并不斷提高預測水平。5.2 噴灑高壓水爆破后立即向工作面及以后約15m范圍內隧道周邊噴灑高壓水，以改變巖石表面物理力學性質，降低巖石脆性、增強塑性，以達到減弱巖爆劇烈程度的目的。另外將圍巖表面沖洗干凈也便于進行檢查，此法一般用于輕微或中等程度巖爆。5.3 改善巖爆區

12、的施工方法5.3.1改善巖爆方案(1)改善圍巖(wi yn)受力狀態方案巖爆地段采用鉆爆法施工時，通常采用短進尺掘進；減少藥量和減少爆破頻率，控制光爆效果，以減少圍巖(wi yn)表面層應力集中現象。輕微巖爆(I級)、中等(zhngdng)巖爆(級)區：一般進尺控制在22.5 m，盡量采用全斷面開挖，一次成形，以減少圍巖應力平衡狀態破壞。施工后，主要措施是立即向掌子面及附近洞壁噴灑高壓水或利用炮眼及錨桿孔向巖體深部注水，降低巖爆的劇烈程度。(2)應力解除方案應力解除法是在施工中，一邊釋放應力，一邊掘進，使巖體原始應力提前釋放，主要采用超前鉆孔解除法和對已開挖圍巖的縱向切槽法。(3)水脹式錨桿控

13、制法錨桿和鉆孔壓力注水是加固和治理中等巖爆最有效的方法之一。及時施作水脹式錨桿不僅可以加固巖體，改善圍巖應力狀態，還可以應用鉆孔水力劈裂法向孔內進行高壓注水，使巖體產生裂縫，達到緩減應力集中、減弱巖爆的目的。(4)加固與及時封閉圍巖對不同烈度的巖爆一般采用不同的加固處理措施。通過設預應力錨桿、水漲式錨桿、加長錨桿、掛鋼筋網噴混凝土、噴鋼纖維混凝土、加設鋼拱架等措施來加固封閉圍巖，減少暴露時間。(5)改變爆破方式方案采用(ciyng)“短進尺(jnch)、弱爆破”的爆破施工方式，控制誘發巖爆發生(fshng)的條件。采用光面爆破技術，在中等以上巖爆區，周邊眼間距控制在25cm以內，采用隔眼裝藥，

14、堵塞炮泥，增加光爆效果，以達到開挖輪廓線圓順。盡量避免凹凸不平造成應力集中，以達到減弱巖爆的發生。調整鉆爆設計，采用“短進尺，弱爆破”。改其為淺孔爆破，縮短循環進尺，減少一次用藥量。拱部采用小藥卷光面爆破措施，拉大不同部分炮眼的雷管段位間隔，從而延長爆破時間，減少對圍巖的爆破擾動，減少爆破動應力的疊加，控制爆發裂隙的生成，避免由于爆破誘發巖爆，從而降低巖爆頻率和強度。預先在工作面有可能發生巖爆的部位有規則地打一些空眼，不設錨桿而注水，以便釋放應力，阻止圍巖達到極限應力而產生巖爆。5.3.2具體方法（1）輕微巖爆區實施全斷面光面爆破開挖，循環進尺不得超過3m，爆破、通風、找頂后洞壁、掌子面灑水三

15、遍，每遍相隔510分鐘，使開挖面充分濕潤，灑水噴頭水柱不小于10米。（2）中等巖爆區實施全斷面(dun min)光面爆破開挖，循環進尺不超過3m。必要(byo)時作超前3050m導洞，導洞直徑不大于5米，可作為(zuwi)巖爆超前預報和釋放地應力。爆破、通風、找頂后洞壁、掌子面灑水三遍，每遍相隔510分鐘，使開挖面充分濕潤，灑水噴頭水柱不小于10米。對于中等以上的巖爆地段，在鉆爆施工時，可在拱角、邊墻及頂部加深鉆打周邊眼，然后向眼孔內噴灌高壓水，對圍巖進行軟化，從而人為提前加快圍巖的應力釋放。眼孔超前深度可取2m。（3） 嚴重巖爆區在巖爆強烈地段，在開挖斷面外的拱部向前設置超前錨桿，長3.5m

16、，間距0.51.0m。開挖采用“短進尺，弱爆破”，加強光面爆破，提高光面爆破效果，降低瞬發性的巖爆。采用臺階法開挖，減少同一段起爆炸藥的藥量，減少爆破震動和應力疊加作用。5.4 加強初期支護加強初期支護，以延緩巖爆應變釋放的強度和頻率。施工過程中，在清除拱頂部位由于巖爆產生的松動石塊之后，施作5cm厚噴混凝土；在局部地段，當噴射混凝土支護不能滿足要求時，采用噴射鋼纖維混凝土；錨桿施工后再二次噴混凝土5cm厚。巖爆嚴重發生地段則進行第三次噴混凝土5cm厚，錨桿采用22mm、L=3.5m、間距1.5m，呈梅花型布置，并在巖爆嚴重地段增設鋼筋網。巖爆地段開挖后，及時進行支護、盡快進行模筑混凝土施工，

17、并適當延長拆模時間。5.5 巖爆防治原則(yunz)與措施(1)針對天坪隧道的地質(dzh)特征，在施工中可能出現巖爆的地段應采取積極主動的預防措施和強有力的施工支護，確保巖爆地段的施工安全，將巖爆發生的可能性及巖爆的危害降到最低。(2)做好隧道潛在巖爆地段的巖爆預測工作，在充分認識隧道工程區的地形地貌、地質情況，并掌握隧道巖爆發生規律和巖爆特征(tzhng)的基礎上，對隧道沿線未開挖洞段作出巖爆宏觀預測。(3)綜合運用同巖巖性分析預測法等對巖爆的發生進行預報。(4)對已經發生的巖爆破壞方式、巖體應力水平、巖石強度、結構面發育特征進行分類總結，獲得巖爆發生條件的認識，建立經驗判斷方法。(5)隧

18、道巖爆防治主要采用控制爆破和錨噴支護，即短進尺控制爆破開挖，強烈與極強巖爆洞段要求配合應力解除爆破開挖-危石清理及高壓水沖洗-及時噴射混凝土覆蓋巖面-及時實施防巖爆錨崮措施(包括快速錨桿、掛網、鋼拱架等)-后續實施系統錨桿支護。并嚴格按照以下巖爆洞段施工程序進行。在巖爆頻發段開挖，要求采用短進尺開挖掘進措施，每次開挖進尺小于1.5 m，充分利用掌子面前方的屈服低應力區使得小進尺的開挖可以在各種低應力條件下完成。強烈和極強巖爆地段應將應力解除爆破作為日常性爆破作業的一部分。出碴后即針對開挖掌子面和周邊巖巖壁進行(jnxng)危石清除作業，并隨后進行高壓水沖洗。在新開挖洞室的邊墻和掌子面及時采用5

19、10 cm厚CF30鋼纖維混凝士進行(jnxng)初次噴護。爆破開挖后揭示開挖掌子面或新開挖邊墻巖面巖爆情況，為了保證施工安全，可以考慮(kol)先不進行出碴，利用爆破石渣防護掌子面和開挖邊壁；然后采用先頂拱防護，后進行邊壁和掌子面防護的順序分序進行，具體如下。a.先對拱頂進行危石清除作業，并隨后進行高壓水沖洗，再采用10 cm厚混凝土進行初次噴護。b.接著出碴，完成出碴作業后再針對開挖掌子面和隧道邊壁進行危石清除作業，并隨后進行高壓水沖洗，最后及時采用10 cm厚混凝土進行初次噴護。強烈和極強巖爆地段開挖前應考慮超前錨桿預支護措施和掌子面的噴護。隧道開挖后及時采用噴射混凝土(必要時采用纖維或

20、鋼纖維噴射混凝土)的措施封閉開挖裸露面，初噴層厚度一般在5cm，為安全考慮，可將初噴混凝土厚度增至10cm，以及采用掛網噴混凝土等加強支護措施，為后續工序提供安全保證。在掌子面和周邊洞壁噴護完成后，進行拱頂范圍內防巖爆錨桿的鉆設施工，防巖爆錨桿要求設置鋼墊板，并通過錨桿墊板固定鋼筋網片，應保證錨桿能很快發揮錨固作用。可采用機械式錨桿或水脹式錨桿，錨桿長度3.54.5m，間排距1.51.0 m；同時安裝鋼筋網片，采用錨桿外墊板快速固定鋼筋網片，并根據巖爆強度隨機布置鋼筋拱肋或格柵拱架。架設鋼筋網片范圍為頂拱并延伸到兩側(lin c)起拱線以下1 m。每個鋼筋(gngjn)網片事先焊接預制，尺寸為

21、2.0 m x 2.0 m，網片之間在布設(b sh)中重疊不小于45 cm，采用1.5 m1.5 m間距、L=3.55 m帶外墊板的水脹式錨桿快速固定鋼筋網片。以上工作應在掌子面出碴以后45 h以內完成，最遲也必須在下一個爆破循環開始之前完成。在混凝土初次噴護與鋼筋網片、水脹式錨桿的保護下，及時進行設計要求的系統錨桿的安裝，拱頂部位系統錨桿的布設要錯開初期水脹式錨桿的位置，隧洞的系統支護跟進工作面距離開挖掌子面不宜大于lO m。最后及時進行C25二次噴混凝土層施工，噴層厚度815 cm，使得洞壁噴層總厚度達到1320 cm，形成輔助洞的永久支護體系。 eq oac(,11)在強烈極強巖爆洞段

22、，若掛網施工難度較大，則可以采用40 cm寬的螺紋鋼筋拱肋代替鋼筋網。鋼筋拱肋采用3根25 mm直徑的縱向鋼筋和間距30cm、直徑16 mm的橫向鋼筋預制焊接加工而成，鋼筋拱肋橫斷面形狀與輔助洞頂拱開挖斷面形狀相似，鋼筋拱肋間距為150 cm，并通過150 cm間距的水脹式錨桿快速固定螺紋鋼筋拱肋。(6)在施工質量和工藝得到保障的情況下，隧道防巖爆的柔性支護(zh h)體系首選普通螺紋鋼及噴射混凝土，級及以上(yshng)巖爆澗段應快速施工機械式錨桿，也可以選擇水脹式錨桿，但只能作為臨時錨固幫助控制巖爆，錨桿外端頭均需配置鋼墊板(200 mm200 mm x8 mm)和相應的配件，并應滿足(m

23、nz)巖爆控制的施工技術要求。5.6 深孔應力解除(1)應力解除爆破主要針對隧道遇到的強和極強型巖爆，中等到強的應變型巖爆也可以采用應力解除爆破，以降低支護工作量，同時減緩對加固施工安全和及時性方面的壓力。如果支護措施能及時到位，中等巖爆并不一定需要采用應力解除爆破技術進行控制。(2)應力解除爆破設計中應注意是孔深、孔距、傾角、裝藥量等幾個方面的參數要求。(3)在明確掌子面前方具有誘發強裂震動的地質構造以后，應力解除孔應穿過該地質構造。(4)在極強巖爆條件下，應力解除爆破孔深度應該達到爆破進尺的2倍以上，以超過2.5倍時安全性高，或者，孔底位于新掌子面前方至少3.0 m處(其中的新掌子面是指解

24、除爆破和開挖爆破完成以后形成的掌子面)。(5)在強巖爆條件下，應力(yngl)解除爆破孔深度應基本達到2倍進尺深度，在應力解除孔深度為4.8m的情況下，爆破進尺(jnch)不超過2.5m。(6)在強巖爆和極強巖爆條件下，掌子面前方解除(jich)部位的解除孔孔距應保持在2 m左右的間距，極強巖爆條件下應力強烈集中部位可考慮降低到1.8 m左右，應力集中不強的部位可以放寬到2.2 m左右。確定應力集中部位的最好辦法是通過現場驗證以后的數值計算，現場也可以通過觀察巖爆、破裂、發聲的位置判斷，這些部位通常是應力集中部位。(7)根據現場試驗總結，應力集中區的裝藥量(裝藥量與被解除范圍巖體重量之比)按不

25、超過0.07 kgt考慮，其中只有在極強巖爆條件下的應力集中區裝藥量達到這一標準，其他部位應考慮在0.030.07 kgt之間。(8) 傾角的設計是考慮裝藥部位盡可能有效地解除應力，同時不至于使巖體損傷到需要增加加固工作量的程度。當潛在巖爆很強、應力集中突出時，解除孔可以超出開挖邊界進入圍巖中，原則上頂拱部位超出的深度不應超過0.5 m。(9)邊墻孔深度一般應小于其他孔，邊墻孔裝藥段與邊墻的最小距離應該在1.2 m以上，但一般也不宜超過2.5 m。(10)極強巖爆和強巖爆條件下的應力解除爆破施工，考慮的進尺長度為2.5 m，最大不超過3 m。(11) 深孔應力(yngl)解除在以上施工要點基礎

26、上，在實施過程中應注意以下幾點。根據現場施工情況可取消側墻的下方應力(yngl)解除孔；在上一步基礎上，根據效果取消(qxio)全部側孔；在取消了側孔的基礎上，也可以將頂孔深度加深到9 m，這樣可以在臺車加長鉆桿后一次完成全部應力解除孔的鉆孔和全程應力解除爆破工作，并將爆破進尺提高到3.0m的水平，提高工作效率。(12)裝藥量與圍壓應力水平和巖體質量直接相關，現場把握的準則是最大裝藥量不至于破壞圍巖，現場工作人員在開挖完成以后加強對應力解除孔附近闈巖完整性的觀察，并根據條件調整裝藥量。(13)對于應變型強巖爆，可以采用9個均勻且平行布置的鉆孔作為解除孔，其中解除的重點是頂拱，因此頂孔距離頂拱的距離原則上應在1 m以內。解除孔長度大約為2倍開挖進尺，底部11.4 m深度范圍裝藥。(14)隧道應力解除爆破方案在、級巖爆洞段布設應力解除孔10個：外環5個，距離頂拱1 m，23仰角布置，孔深5.25 m，裝藥段1.0 m；內環孔3個，距離中