深埋隧道岩爆预测和防治措施

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1、2015年7月建材与装饰交通建设深埋隧道岩爆预测和防治措施张波（福建路桥建设有限公司）摘要：本文以花瓶山长大、深埋隧道岩爆段施工为例，采取超前地质预报、应力集中解除法和施工工艺优化等措施，以减少岩爆对施工人员、设备和隧道初期支护带来的危害，对类似工程的施工有借鉴意义。关键词：深埋隧道；岩爆；预测与防治措施中图分类号：U452.11文献标识码：A文章编号：1673-0038（2015）30-0307-031花瓶山隧道概况大地地表水经过，地表水总体较贫乏。隧道K21+000右侧500耀1000m见呈条状狭长的白眉水库

2、，本隧道洞底标高大于该水库水1.1工程概况面标高20m以上，水库对本隧道无影响。主要地下水为：位于福州市马尾区亭江镇白眉村花瓶山隧道长4376.5m，埋（1）基岩风化网状裂隙水：赋存于第四系坡残层底部及砂土深最大达410m（如图1），左右洞隧道出口段吁、郁级围岩为小净状-碎块状强风化岩层的网状裂隙中，受大气降水的影响，对隧距，其余为分离式。隧道进口段位于直线上，洞身位于半径道进、出口围岩及施工有影响。2560m和2600m的平曲线和直线段上，出口位于半径2500m和（2）基岩裂隙水：洞身围岩主要为微风化岩，风化节

3、理不发3100m平曲线上。隧道纵坡均为2%，路面横断面不设超高。隧道育，与洞身水力联系小。地下水微具腐蚀性。设计该隧道单洞正衬砌内轮廓净空采用曲墙三心圆，隧道建筑界线：行车宽度：3伊常涌水量为2798.61m3/d，最大涌水量为5662.17m3/d。3.75m；左右侧向宽度为左0.5m、右0.75m；检修道宽度为2伊0.75m；隧道净宽14m，建筑限界净高为5m，检修道净高为2.5m2岩爆成因及物理特征（如图2）。隧道开挖净宽15.912m，净9.07m；主要工程数量：开挖2.1岩爆成因土石方：1050779m

4、3；混凝土：209359m3；钢筋5089056kg；防水板深埋隧道围岩较完整、坚硬，处在高应力区，当隧道掘进时，258566m2。由于围岩应力会突然释放，岩体自选破裂并抛出，即称之为岩爆现象，对现场施工人员和机械设备存在较大的安全威胁，并会对隧道初期支护造成破坏。花瓶山隧道深埋段围岩为花岗岩，最大埋深H越410m，容重酌越26kN/m3，单轴饱和抗压强度滓=90MPa。最c大竖向主应力滓max越酌H越10.7MPa。测区最大水平主应力侧压系数为1.25，最小水平主应力侧压系数为1.1，水平最大主应力滓h=图1花

5、瓶山隧道纵断面图1.25MPa，滓max=13.4MPa，水平最小主应力滓h=1.1MPa，滓max=11.8MPa。为坚硬岩，岩体较完整耀完整，岩体呈块状耀大块状，水平最大主应力滓max=13.4MPa，接近0.15滓c=0.15伊90=13.5MPa，此外，深埋围岩各向同性差形成的应力多变性、深切沟谷处可能存在应力集中，以及本隧道工程的开挖净空较大等因素，是花瓶山隧道可能发生岩爆的主要成因。2.2岩爆的物理特征（1）岩爆多发生在掌子面及1耀3倍洞径范围，距齐头20m左图2花瓶山隧道横断面一般布置图右最为强烈，

6、也有滞后200m的；爆裂的石块需经过一段时间后1.2地质、水文情况才从母岩弹射或自由下落，石块较大，形状呈中间厚、四周薄的花瓶山隧道区属低山丘陵地貌，山体走向大致呈南北向，地贝壳状，其长与宽的尺寸相差并不悬殊，周边厚度则参差不齐。表植被发育，地形起伏变化大，下缓上陡。根据地址调绘及钻探常见于导坑的顶部，也有在两侧壁发生的。拱部和两侧边墙部位结果，隧道洞身围岩主要由燕山晚期侵入花岗岩及其风化层，微相对居多，其次是拱肩，与岩体应力状况有关。风化花岗岩，属坚硬岩，岩体较完整，洞身整体围岩的级别以域耀（2）岩爆声响多发生

7、在掌子面上，也有发生在岩体内部，轻微芋级，部份为郁耀吁级，对隧道洞身围岩的稳定较有利。进出口端岩爆的声响较为清脆，可听“啪、啪”、“噶、噶”的声响，强烈岩爆节理裂隙密集处及构造破碎带围岩的级别以郁耀吁级，对围岩稳段所发生的声响较为沉闷，像“澎、澎”的声音并夹有“啪、啪”的定不利。隧道最大埋深约410m，深部围岩为微风化花岗岩，为坚声响。硬岩，岩体裂隙稍发育耀不发育，岩体较完整耀完整，岩体呈块状耀（3）断裂带两侧或软弱结构面附近往往形成局部应力集中区，大块状。故两侧硬岩中岩爆现象较为明显，而断层带部位一般不发生岩花

8、瓶山隧道位于当地侵蚀基准面之上，山坡坡体较陡，未见爆。在不同岩性软硬相间的岩层中，硬质岩容易发生岩爆。岩爆·307·交通建设建材与装饰2015年7月区段一般较为干燥，有地下水出露的地方不容易发生岩爆。喷水次数、钻地应力释放孔、增设锚杆、挂网、喷射混凝土等措（4）岩爆的剧烈程度与洞室埋深基本对应，花瓶山隧道右洞施，尽快稳定围岩。岩爆较严重地段桩号为YK22+016及YK22