浅析软岩隧道施工
摘要：文章主要先介绍软岩的分类与一些基本特点。在此基础上，列举了软岩隧道在施工过程中常见的问题与影响这些问题出现的因素。然后对于这些问题的解决原则与办法进行介绍，最后通过工程实例验证处理措施的效果。结果表明：在了解软岩及软岩隧道的特点后，采用及时适当的措施就可以有效防止各类软岩隧道中的变形和塌方事故。
关键词：软岩隧道大变形施工控制
引言：
近年来，随着国家的建设发展，作为交通工程中的重要组成部分，出现了越来越多的隧道，其中不少隧道不可避免的穿越了软弱围岩地区。由于软岩的性质，软岩隧道的施工出现了各种各样的问题，下面就这些问题进行简单讨论。
1.软岩分类与特征
1.1软岩的分类
由于研究者的不同目的，给软岩赋予了不同的意义和标准，但总的可分为两种基本类型，一是关于岩体内在特性的分类，一是关于应用方面的分类。软岩，“软”体现了岩体内在特性，即岩石的硬度欠缺：“弱”体现了软岩在应用方面的能力，即对于承受外载荷，它的承载能力和抗变形能力都较差。对此，可将软岩分为地质软岩和工程软岩。
1.1.1地质软岩
按地质学的岩性划分，地质软岩是指单轴抗压强度小于25MPa的松散、破碎、软弱及风化膨胀性一类岩体的总称。该类岩石多为泥岩、页岩、粉砂岩和泥质粘土岩等强度较低的岩石，是天然形成的复杂的地质介质。国际岩石力学协会将软岩定义为单轴抗压强度0.5—25MPa之间的一类岩石，其分类依据基本上是按强度指标。
1.1.2 工程软岩
工程软岩是指在工程力作用下能产生显著塑性变形的工程岩体。如果说目前流行的软岩定义强调了软岩的软、弱、松、散等低强度的特点，而工程软岩是不仅重视软岩的强度特性，而且强调软岩所承受的工程力荷载的大小。工程力是指作用在工程岩体上力的总和，它可以是重力，构造地应力，水的作用力，工程扰动力以及岩体膨胀应力等：显著塑性变形是包含显著的弹塑性变形，粘弹塑性变形，连续性变形和非连续性变形等。工程软岩的变形特性的实质是相对性的，其变形性质取决于工程力与岩体强度的相互关系。当工程力一定时，不同岩体强度高于工程力水平的大多表现为硬岩的力学特性，强
度低于工程力水平的则可能表现为软岩的力学特性：而对同种岩石，在较低工程力的作用下，则表现为硬岩的变形特性：在较高工程力的作用下，则可能表现为软岩的变形特性。
1.1.3 地质软岩和工程软岩的联系
当工程荷载相对于地质软岩(如泥质岩等)的强度足够小时，地质软岩不产生软岩显著塑性变形力学特征，即不作为工程软岩，只有在工程力作用下发生了显著变形的地质软岩，才作为工程软岩：在大深度、高应力作用下，部分地质硬岩也呈现了显著变形特征，则应视为工程软岩。
1.2 软岩的性质
1.2.1 工程性质
软岩中泥质矿物成分和结构面决定了软岩的工程力学特性。显示出可塑性、膨胀性、崩解性、流变性、触变性和易扰动性的特点。
(1)可塑性
软岩在工程力的作用下，往往产生不可逆变形，这种性质称为可塑性。膨胀性软岩的可塑性是由于软岩受力后片架状结构的泥质矿物发生滑移或泥质矿物亲水性引起的。节理化软岩是由于结构面滑动和扩容引起的，高应力软岩大多是上述两种原因共同引起的。
(2)膨胀性
软岩的膨胀性质是在物理、化学、力学等因素的作用下，产生体积变化的现象，其膨胀机理有：内部膨胀、外部膨胀和应力扩容膨胀三种。工程中的软岩膨胀为复合膨胀形式。
(3)崩解性
软岩的崩解性是指软岩在物理、化学、力学等因素作用下，产生片状解体。膨胀性软岩崩解主要是粘土矿物集合体在水作用下，膨胀应力不均匀造成的崩裂。节理化软岩的崩解则是在工程力的作用下，由于裂隙发育不均匀造成局部张力引起的崩裂。高应力软岩则有可能多种崩解机制同时存在。
(4)流变性
软岩的流变性是指软岩受力变形过程中与时间有关，包括塑性流动，粘性流动，结构面闭合和滑移变形。膨胀性软岩主要是泥质矿物发生粘性流动在工程力作用下，达到一定极限后，开始塑性变形：节理化软岩流变性主要指结构面的扩容和滑移：高应力软岩
流变性多为诸形式的不同组合。岩石变形在应力状态不变的情况下不断增长，处于蠕变状态：或在约束变形条件下，软岩的强度随时间变化而降低。除了弹性变形外，岩石变形不是瞬时完成的它与时间有密切关系。当应力不变时，岩石应变随时间延续而增长，当应变保持不变时，应力随时间延续而减少。前一现象称为蠕变，后一现象称为松驰。岩石的蠕变和松驰现象称为岩石的流变。由于岩石具有明显的流变特性所以在围岩的稳定性分析中，必须涉及到围岩应力、变形、破坏失稳及围岩压力形成的时间过程。
(5)易扰动性
软岩的易扰动性指由于软岩软弱裂隙发育、吸水膨胀等特性，导致软岩抗外部环境扰动的能力极差。对卸荷松动、施工震动等极为敏感，而且具有吸湿膨胀软化、暴露风化的特点。
1.3.1 力学指标
软岩有两个基本力学指标：软化临界荷载和软化临界深度，它揭示了软岩的相对性实质。
(1)软化临界荷载
随着应力水平的提高，特别是围压的增大，岩石产生的塑性变形明显增加，使得在低应力水平下表现为硬岩特性的岩石，在高应力水平下显示出显著的塑性变形。对于给定的工程围岩，均由弹性变形为主的工程状态向以塑性变形为主的工程状态转化的临界点，我们称之为软化突变点，而与之相对应的应力水平称为软化临界荷载。
当岩石种类一定，其软化临界荷载也是客观存在的。围岩所处的地应力场的应力水平是否超过软化临界荷载是判断围岩是否为软岩的标准，一旦岩石所受荷载水平低于软化临界荷载时，则该岩石属于硬岩范畴：而只有当荷载水平高于软化临界荷载时，该岩石表现出了软岩的大变形特性，此时该岩石称之为软岩。
(2)软化临界深度
与软化临界荷载相对应，岩石亦存在着一个软化临界深度。对给定隧道，软化临界深度也是一个客观量。当隧道埋深大于软化临界深度时，围岩出现大变形，大地压和难支护现象：当隧道埋深小于该临界深度时，则围岩的大变形，大地压现象消失，隧道支护容易，这一临界深度被称之为岩石软化临界深度。
2.软岩隧道面临的问题及原因分析
2.1 软岩隧道面临的问题
软弱围岩强度低、自稳能力差,隧道开挖后地应力重新分布,使隧道周边产生较大的松动圈，软弱围岩隧道施工受地质条件影响较为明显, 还会因断面大、埋深浅、穿越既有道路或建筑物等情况,增大施工难度。
软弱围岩隧道施工所面对最主要问题就是在地应力下的大变形甚至导致结构破坏的现象，特别是在在穿越高地应力、较大残余构造应力、浅埋偏压区域及软弱破碎围岩体时，问题会更加明显。隧道工程围岩大变形不仅是一种常见的而且还是危害程度大且处治费用高的施工问题。
2.2 此类问题的原因
各类安全质量事故, 究其原因,主要有两个方面:一是现场地质和环境条件复杂多变不易掌握,二是技术方案、施工方法及施工工艺、现场管理存在缺陷。
2.2.1 地质条件
（1）围岩岩性及结构
隧道的开挖，由于工程力的作用破坏了岩体原先的初始状态，使隧道周围一定范围内的原有岩体受到影响。受到影响范围内的那部分岩体，即称之为围岩。也就是说，围岩是指与隧道稳定性有关的那部分岩体，这个范围视隧道开挖情况、岩体本身性质、结构面性质及岩快形状等许多因素而异。隧道在开挖之前，岩体处于一定的应力平衡状态，开挖使隧道围岩发生卸荷回弹和应力重分布。如果围岩足够强固，不会因卸荷回弹和应力状态的变化而发生显著的变形和破坏，那么开挖出的隧道就不需要采取任何加固措施而能保持稳定。但是有时或因隧道围岩应力状态的变化大，或因岩体强度低，以致围岩适应不了回弹应力和重分布的应力的作用而丧失其稳定性。此时，如果不加固或者虽然加固但未保证其质量，都会引起隧道围岩的破坏，对隧道的施工和营运造成危害。
（2）地下水的作用
地下水是隧道围岩丧失稳定性、产生围岩大变形的重要原因之一。
隧道工程的大量实践证明，水是影响隧道围岩稳定性的一个重要原因。地下水既能影响应力状态，又能影响围岩的强度。结构面中空隙水压力的增大能减小结构面上的有效正应力；在有软弱结构面的围岩中，水会冲走充填物或使夹层液化，因而降低岩体沿结构面的抗滑稳定性；而地下水的物理化学作用则常能降低岩体的强度，对软岩尤为明显，对土体则可促使其液化或流动；在某些围岩中，如石头膏、岩盐和蒙脱石为主的粘土岩中，遇水后产生膨胀，在未胶结或弱胶结的砂岩中可产生流砂和潜蚀。
水对围岩稳定的影响主要表现为：
○1软化围岩的作用，许多软质岩石受水饱和后，其强度均有不同程度的降低。对某些围岩(泥质岩层)，水能使岩质软化；对盐岩，水能起水溶作用：对如无水石膏及以蒙脱石为主要成份的粘土等，则遇水膨胀，造成极大的膨胀压力。
○2软化结构面的作用，泥质充填和具有软弱夹层的软弱结构面，遇水后液化变软或使填充物冲走，降低了结构面的抗剪强度，使岩体易于滑动。
○3承压水的水压作用，围岩受到水压作用后，更易失去稳定。
2.2 外部因素的影响
外部因素的影响，主要包括隧道形状和埋深和支护方法、支护时间等施工方法的影响。
2.2.1 隧道形状和埋深
理论与实验表明，隧道围岩应力重分布的特点主要取决于隧道的形状(横断面形状)
和尺寸，尤其是跨度的影响较为显著。实践证明，在同类围岩中，跨度愈大，隧道围岩的稳定性就愈差。因为岩体的破碎程度，相对的说是增大了。例如，一般大块状岩体是指裂隙间距在O.4～1.0m左右的岩体。这是对于中等跨度隧道(B—5m～15m)而言的，若跨度较大(大15m)或较小(小于5m)，岩体的相对破碎程度就不同，或者变为碎块状，或者变成巨块状，围岩的稳定性就不同。
方形矩形隧洞洞室周边上最大压应力集中均产生于角点上，而且这些角点上的最大压应力集中系数随洞室宽高比(B／H)的不同而变化，在不同的应力场中(A值不同时)，大体上都是方形或近似于方形的洞室上的最大压应力集中系数为最低：随着宽高比的增大或减小，洞室角点上的最大压应力集中系数值则线性或近似于线性的变化。这类洞室周边上拉应力产生的条件，与圆～椭圆形洞室十分相似。
隧道的埋深与隧道围岩的初始应力场及多种因素有关。如前所述，初始应力场和埋深有很大关系，埋深越大，初始应力水平往往越高，对隧道围岩的稳定越不利。在高应力水平下，隧道围岩中储存着大量的应变能，这种能量由于隧道开挖而释放出来，往往会形成岩爆或导致大变形的发生。
2.2.2 施工方法的影响
公路隧道的常规施工方法又称为矿山法，因最早应用于采矿坑道而得名。在矿山法中，多数情况下都需要钻眼爆破进行开挖，故又称为钻爆法。从隧道工程的发展趋势来看，钻爆法仍将是今后公路隧道最常用的开挖方法。在矿山法中，可分为以钢木构件支撑的
施工方法和采用钻爆开挖加锚喷支护的施工方法。前者称为“传统的矿山法”，后者称为“新奥法”。“传统的矿山法”的理论基础是前述的“松弛荷载理论”，而“新奥法”的理论基础是“岩承理论”。
不同的施工方法往往会带来不同的结果，一旦技术方案和施工方法不当,现场控制不到位,将极易发生初期支护变形侵限和隧道塌方等事故。根据对近几年已发生的软弱围岩隧道塌方事故的不完全统计,其中按事故概率从大到小排列依次为掌子面后方塌方(即“关门”)、掌子面塌方和洞口塌方,人身伤亡和财产损失巨大,
3.部分问题施工时的解决方法
3.1 软岩隧道支护的一般规律
根据软弱围岩工程的特点和压力显现规律，为充分利用围岩的承载能力，使地下工程受力均匀、变形量小，对易发生大变形的软弱围岩地下工程支护应遵循以下基本原则：（1）搞清拟开挖的隧道工程所处软岩的物理化学性质，岩石力学特性及参数，制定支护对策。
(2)采用“先让后抗”、“先柔后刚”、“以支为主，以让为辅，支让结合”，用既有足够支撑力，又可缩的支架形式。
(3)及时支护，用有较大的初撑力和增阻速度快的支架，来抑制围岩变形。
(4)采用卸压、让压、加固与支护相结合，即对高地应力段要卸压充分，对变形量大的地段要让得适度，对软弱部分进行加固调整，及时支护以保持围岩的自承强度。
(5)优化软岩隧道工程的断面尺寸及几何形状，对底鼓严重、侧压较大的应采用受力好近似圆形的封闭式支护。
(6)对不含膨胀性矿物成分的软岩可采用放水疏干，以提高围岩强度：对含膨胀性物质成分的软岩，可采用封闭保原或其它有效措施以减少膨胀力。
(7)根据实际情况进行二次或多次支护，合理确定两次支护之间的时间间隔。
(8)软岩地下工程断面尺寸一般不大，空间有限，大规模的机械设备难以展开，这就要求支护结构的尺寸、质量必须适当，方便施工，以降低工人的劳动强度、提高施工速度、降低造价。
(9)有些支护结构，在技术上能够维持软岩地下工程的稳定，但造价太高，如可缩性钢支架。因此，在设计软岩地下工程支护结构时，不但要考虑技术上可行，而且要考虑经济上合理，只有把两者紧密结合起来的支护结构才具有推广应用价值。
3.2 软岩隧道对支护工程的要求
软岩隧道工程的变形破坏具有自身特点，支护结构只有符合软岩隧道工程变形破坏特征，才能维护软岩隧道工程的稳定。不顾软岩隧道工程变形破坏特征的支护结构不是难以维护地下工程稳定，就是造价过高，都不是经济合理的支护结构。许多支护结构在维护软岩隧道工程中失败并不是因为他们的强度低，而往往是因为他们的柔性太低或不够，在支护过程中不能作到边支边让，即支护结构不适合软岩的变形破坏特征。要维护软岩隧道工程的稳定，支护结构必须具备以下特点：
(1)强柔性：理论分析表明，在软岩隧道工程变形破坏初期，围岩压力随软岩隧道工程变形收敛的增加而减小。因此，支护结构应当具有强烈的柔性。这样，在支护过程中，支护结构能允许围岩大幅度收敛以降低支护结构所受的围岩压力。提高支护结构的刚度和强度思路是行不通的，这是因为软岩隧道工程的初期围岩压力太大，在这一阶段要阻止围岩进一步变形收敛必须要求支护结构具有大刚度和高强度，这样导致支护结构的造价太高。因此，这种支护设计思想正在被工程技术人员所摒弃。
(2)高可缩性：软岩隧道工程变形收敛量大，只有软岩隧道工程变形收敛量达到一个较大值时，围岩压力才会有明显的降低，降至支护结构能够承受的范围，这就要求支护结构有很高的可缩性。只有支护结构的可缩性很大时，才能保证以较低强度的支护结构即能维护软岩地下工程的稳定，进而达到降低支护成本的目的。
(3)边支边让：软岩的力学试验表明，在无围压的压缩状态下，软岩表现出较强的弹脆性，软岩破坏以后，强度有很大降低，而当围压比较大时，软岩的塑性变形就明显增强，软岩屈服后，强度降低不明显。这说明，一定的围压能够显著改善变形破坏过程，使软岩在变形破坏过程中强度不致有太大的降低，体现在支护结构设计上，就要求支护结构在支护过程中自始至终都能给围岩以支撑，提供一定的支撑力，使围岩在变形破坏过程中强度不至于有太大的降低，减小作用于支护结构上的围岩压力。
(4)增阻性：支护结构必须具有增阻性，即具有支护抗力随变形增大而增大的性质，特别是在软岩地下工程破坏后期，支护结构的增阻性应更强，支护结构的刚度能够迅速提高，以达到最终完全阻止围岩变形破坏的目的。
(5)有限的可缩性：软岩隧道工程在变形破坏过程中，围岩的破坏区不断扩大，当围岩破坏区扩展到一定范围时，围岩压力不再随软岩隧道工程变形破坏而减小，而是增大。因此，此时支护结构的可缩性也应达到极限，这样，支护结构能够及时阻止围岩进一步
变形破坏。从保护隧道工程断面满足工程使用上的要求角度出发，支护结构也必须具有有限的可缩性。
(6)由于地应力和软岩的力学性质具有各向异性，软岩隧道工程的变形破坏强度也就因方向而异，这往往导致支护结构承受不均匀的围岩压力，不均匀的围岩压力在常规支护结构中会产生很大的弯矩，很多构件特别是混凝土构件的抗弯能力很低，在弯矩作用下极易破坏，但他们的抗压性能却很好。因此，在设计软岩隧道工程支护结构时，必须考虑软岩隧道工程的这一变形破坏特征和支护构件的力学性能，使支护结构在不均匀的围岩压力作用下不会产生很大的弯矩，以充分利用构件抗压性能大大优于抗拉性能的特性。‘
(7)施工方便性：软岩隧道工程断面尺寸一般不大，空间有限，大规模的机械设备难以展开，这就要求支护结构的尺寸、质量必须适当，施工方便，以降低工人的劳动强度，提高施工速度，降低造价。
(8)经济性：有些支护结构，在技术上能够维持软岩地下工程的稳定，但造价太高，如可缩性钢支架。在设计软岩地下工程支护结构时，不但要考虑技术上可行，而且要考虑经济上合理，只有把两者紧密结合起来的支护结构才具有推广应用价值。
3.3 施工方法的选择
隧道洞身开挖支护方式选择不当或开挖后支护不及时,以及支护质量达不到要求,都会直接影响隧道围岩的整体稳定,极易造成塌方。因此,合理的施工方法对确保支护结构安全、保持围岩稳定、保证施工顺利进行以及缩短工期和降低成本等都有着重要意义。隧道施工安全质量控制的核心就是要选择合理的施工方法,软弱围岩隧道施工需要综合考虑围岩条件、施工条件、隧道断面积、隧道埋深、工期、环境条件等因素。不同条件下,各种因素所起的主导作用不同,施工方法的选择也不同。
软弱围岩隧道常用的开挖工法有台阶法、环形导坑(预留核心土)法、CD法、CRD法、双侧壁导坑法等。开挖工法应根据地质情况和地层加固情况确定。实施中根据地质情况和量测成果及时调整工法。开挖工法选择时,原则上在确保安全条件下,应从简单到复杂,尽量减少开挖步骤。现场施工应严格执行设计工法,不得擅自更改。
隧道洞口施工应坚持“早进晚出”的原则,对洞口不良地质可采取加长明洞、管棚法进洞等措施。洞口边仰坡应一次刷坡到位,不允许上半断面刷坡后进洞,防止进洞后再刷下半断面时引起洞口滑塌。
3.4 软弱围岩隧道变形和塌方事故预防控制措施
软弱围岩隧道施工必须严格执行审批后的施工方案,认真落实各项安全质量控制措施,坚持标准化施工管理,有效防止变形和塌方事故的发生。
现场施工除了必须选择合适的施工工法外,还要从超前地质预报、超前加固、超前支护、初期支护、爆破控制、监控量测、二次衬砌等七个方面进行针对性的控制。
3.4.1 超前地质预报
现场时常会遇到实际开挖揭示的地质与设计提供的地质存在较大差异,引起技术措施
和施工方法的变化。因此,软弱围岩隧道施工阶段必须进行超前地质预报工作,并及时与
设计单位沟通和反馈信息。
当前软弱围岩超前预报的主要手段是地质素描、物探、超前钻探方法。在破碎带和断层地段,要加强超前长、短钻孔,及时探明隧道前方地质情况,特别是地下水的发育情况,
严禁在未探明情况下盲目开挖。
根据工程实践,目前常用的超前地质预报方法主要有TSP超前预报(地震勘探法)、超前水平钻孔、远红外线探水等。
3.4.2 超前加固
围岩结构松软破碎的浅埋隧道洞口段,洞身两侧存在偏压,部分工点围岩地层地下水
位高,围岩裂隙水压大,围岩松软和破碎段洞身开挖后的自身稳定性受地下及围岩裂隙水
压的影响比较明显。在洞口段边仰坡开挖中,极易发生边仰坡滑塌,边坡推移等险情,导致无法正常进洞。经过大量的工程实践确定,通过对隧道拱部和洞身两侧围岩进行超前加固,既可保证安全进洞,也节约了土地资源,实现了环保要求,是目前常用的围岩加固方式。
目前,常用的围岩加固方法是注浆法。注浆法主要分全断面注浆和局部注浆两种。在
富水断层地带,常采取全断面注浆。
注浆纵向加固长度应根据钻机能力和地层特点确定,一般为20m～30m。特殊地层条件下,应及时调整纵向注浆加固长度,
否则既影响进度,又影响质量。环向加固厚度一般为3m～5m,局部可增加到5m～8m。
3.4.3 超前支护
常用的超前支护方式有超前大管棚和超前小导管两种,此外还有高压旋喷桩和预切槽
两种方式的支护。
超前大管棚:超前大管棚一般是在对沉降有严格要求时使用,适宜于浅埋洞口、堆积体、
砂土质地层、断层破碎带地层,以及下穿公路、铁路、地面建筑物时采用。大管棚一般采用φ70mm～φ159mm的钢管,纵向长度10m～100m根据工程需要设置。
超前小导管:超前小导管是在对施工安全要求较高的条件下使用。在破碎围岩、堆积体、砂土质地层、断层破碎带中普遍采用。当地层卡钻严重时,可采用自进式锚杆。小导管一般采用φ32mm～φ60mm的钢管,纵向长度2.5m～6m根据工程需要设置。小导管布设后根据地层稳定情况,如需要可进行注浆,加固周边地层。
高压旋喷桩:对围岩较为破碎的洞口浅埋段原有地层的加固,通常采用高压旋喷桩的方式,桩径直径一般0.5m～0.6m,纵
横向间距1.0m,桩长4m～7m,施工参数应根据试桩结果确定,成桩试验中,要求取芯,其无侧限抗压强度2.0MPa～3.0MPa。
旋喷加固后的复合地基承载力一般应不小于250kPa。
软塑土体、含水砂层等可采用水平旋喷进行超前加固与支护。
预切槽支护:用特制的链式机械切刀沿断面周边连续切割出一条厚约数十厘米,深数米的窄槽,同时应用与切刀一体化的混凝土灌注设备注入混凝土,形成一个连续的,起预先支护作用的混凝土拱壳。然后在“拱壳”支护下进行工作面的全断面机械挖掘。
3.4.4 初期支护
初期支护方式主要有锚网喷和锚网喷加钢拱架两种,钢架形式有格栅钢架、工字钢、H 型钢。特殊地质条件下使用喷钢纤维混凝土。
隧道开挖后短时间或变形量小时,初期支护与地层共同承受形变压力。支护不及时或支护后变形量过大,岩体松动后荷载加大,由初期支护完全被动地承受松动压力。因此,必须保证初期支护的强度和刚度,及时支护,控制变形。初期支护仰拱(临时仰拱)及时闭合极其重要,闭合成环后,提高了结构的承载能力,从而有效地控制变形、避免塌方。
3.4.5 监控量测
在隧道施工期间实施监测,提供及时、可靠的信息用以评定隧道工程在施工期间的安全性,并对可能发生危及安全的隐患或事故及时、准确地预报,以便及时采取有效措施,避免事故发生的同时指导设计和施工,实现“动态设计、动态施工”的根本目的。
监控量测是判断隧道围岩及结构稳定性、指导软弱围岩隧道安全施工最重要的信息化手段。很多隧道的变形与塌方是因为没有及时进行量测、或没有使用量测成果才产生的,教训深刻。
监控量测主要包括拱顶下沉和水平收敛,浅埋段应进行地表沉降量测。目前采用有尺量测的较多。对于大断面隧道,可采用全站仪利用贴片反射进行量测。
3.4.6 二次衬砌
由于目前初支加二衬共同承载的设计方法,适时进行二次衬砌对安全施工十分重要。根据铁道部《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知》(铁建设〔2010〕120号)要求,必须做到隧道开挖步距符合要求,及时支护,快速封闭成环。Ⅳ～Ⅵ级围岩施工要严格执行相关要求,开挖距初支封闭成环不超过35m,仰拱一次施作长度不超过3m,并在规定的时间内施作完成。Ⅳ级围岩二衬距掌子面距离不大于90m,Ⅴ级、Ⅵ级不大于70m,这些经验数据是十分重要的,现场必须严格执行。
软弱围岩地质条件复杂,施工工序繁多,工艺要求严格,技术含量高。通过认真掌握软弱围岩变形与塌方的发展过程和变化规律,严格执行“三超前、四到位、一强化”的施工方针,在风化岩层裂隙水发育区段,同时采取堵、排结合的方法先行治水,在存在涌水突泥区段,综合采取“堵、支、固”“( 堵”:即超前帷幕注浆技术“; 支”:即超前大管棚补强技术“; 固”:即通过段支护背后的径向注浆加固技术)的治理措施,确保工程的正常进展,完全能够避免软弱围岩隧道事故的发生,确保工程安全和施工人员的人身安全。
3.4.7 地表处理。
当浅埋隧道因雨水的影响而出现初期支护大变形时，应在地表增设截水沟、排水沟等，做好地表排水措施。严重时应将隧道上方地表进行水泥硬化处理，以防止雨水下渗，保证围岩的物理力学性质，阻止渗水带来的大变形危害。
4.工程实例
参考中铁隧道集团有限公司在宜万线堡镇隧道施工中遇到高地应力软岩大变形（参考文献【2】）时的处理方案。
4.1 工程概况
堡镇隧道位于湖北省长阳县贺家坪镇至榔坪镇之间, 隧道采用左、右2单线方案。左线全长11 563m,右线全长11 595m, 为宜万铁路第二长隧道, 属重点控制工程。右线隧道初期设计为1座平行导坑, 辅助左线施工, 待左线隧道贯通后, 再将平导扩挖形成右线
隧道。
堡镇隧道右线大部分穿越志留系碎屑岩, 其余穿越奥陶系泥灰岩、页岩, 本标段Ⅲ级围岩长度占全隧道长度的62. 2% , 长3 720m; Ⅳ级围岩长度占全隧道长度的36. 1%; 长
2 157m, Ⅴ级占1. 7%, 计长100m。
隧道左线DK72 + 834 ~ DK79 + 887 段及右线YDK72+ 248~ YDK79+ 995 段隧道埋深
较大, 局部地段达到630m 左右, 根据测试及分析隧道洞身最大水平主应力为16MPa, 隧
道横截面内的最大初始应力约14. 75MPa。对应岩体(炭质页岩、砂质页岩、粉砂页岩)的单轴抗压强度( R c )为3.9 ~ 9.1MPa, R c /σmax =0. 26~0.6<4, 根据国标《工程岩
体分级标准》( GB50218) 94), 属高应力区, 隧道极易产生大的位移和变形。堡镇隧道
存在高应力、软弱大变形、顺层偏帮等地质灾害, 为宜万铁路Ⅰ级风险隧道。
4.2 施工出现的问题
4.2.1原来的设计
正洞高地应力一般段初期支护参数: 局部地段架设Ⅰ16型钢钢架, 网喷C20混凝土厚15 cm, 锚杆长3m, 间距1. 2m × 1. 0m (环×纵) , 预留变形量15 cm; 衬砌采用拱部
及仰拱厚35 cm的素C25混凝土椭圆型断面。
高地应力变形严重段: 采用Ⅰ18型钢钢架, 间距0. 75~ 1. 0m, 全环C25喷钢纤维混
凝土厚20 cm, 锚杆长4m, 间距1. 0m × 1. 0m (环×纵), 预留变形量20cm; 衬砌采用
拱部及仰拱厚40 cm 的C30钢筋混凝土椭圆型断面。
4.2.2 施工中遇到的问题
（1）施工地质情况与设计不符
YDK78+ 000~ YDK79+ 276段地质结构复杂, 岩层整体湿润, 局部突泥涌水, 岩体呈流动性, 掌子面岩层不能自稳。经现场监测涌水量约为600m3/d。该段岩层主要为泥质结构, 容易在浸水饱和过程中发生崩解破坏, 实际揭示围岩地质和水文情况较设计差, 与设计
不符。
（2）支护变形严重
支护施作后, 钢架扭曲变形及喷射混凝土开裂、掉块现象仍然严重, 隧底有隆起现象, 钢架变形最厉害处出现在仰拱部位, 临时仰拱钢架受力变形后呈S 状。喷射混凝土施作
后约24 h开裂, 1~ 2 d钢架开始扭曲变形, 2 d后钢架变形更严重, 大多呈麻花状, 同时施作的钢架锁脚锚杆基本从焊接部位断裂或脱离。支护变形最严重部位基本出现在线路
右侧。经量测数据分析: 开挖后10 d内围岩收敛速率较大, 最大水平收敛速率223.24mm/d。最大拱顶下沉速率128.67mm /d; 最大水平累计收敛值为992.90mm,最大拱顶累计下沉值510.90mm。
4.3 补救措施
此工程实例在施工时对于软岩隧道的大变形问题的补救措施总体上照应了第3部分所描述的处理原则与办法。
（1）改善隧道形状, 直墙变曲墙
平导原设计开挖断面为直边墙, 施工过程中由于高地应力的出现, 从现场支护变形
情况分析, 直边墙断面变形主要出现在墙腰部位, 支护钢架多为鼓出且扭曲。因此, 从结构受力分析, 平导开挖断面应采用圆曲形, 这样应力分布较为均匀, 尽量减少应力集中现象,支护后形成封闭的圆曲形断面有利于地应力的缓慢释放。由于平导断面较小, 在高地应力条件下首先要保证支护变形后能满足运输净空要求, 因此开挖时应预留足够的变形量。
（2）先柔后刚, 先放后抗
“先柔后刚”是指支护结构, 即钢筋网喷混凝土”可缩钢架及锚杆构成；而二次支护应是刚性的（模注混凝土）以承受残余的地层荷载。“先放后抗”是要求初期支护施作完成后允许发生一定程度的变形，达到设计预留的变形量后再施作二次模注混凝土衬砌。
（3）多重支护法控制变形
通过前期平导施工经验, 考虑到变形快的特点, 初期支护采用双层钢架网喷混凝土
加强, 第一层支护采用刚性较大的工字钢架, 及时抵抗岩层变形的发展, 为施工安全及各工序的顺利展开提供保障; 二层支护限制变形的扩大, 能较大限度地限制和控制变形的发展而整体支护体系不会发生破坏或破坏程度不会影响支护效果。
（4）超短台阶有效抑制围岩大变形
采用台阶法施工、仰拱及时封闭成环、衬砌紧跟是控制变形的有效措施。通过对平导施工方法、工艺的优化研究, 用台阶法施工上台阶长度5~ 7m, 仰拱距下台阶不超过15m, 以利初期支护早日封闭成环。
（5）加强支护, 控制变形
初期支护在设计体系中为主要受力体系, 控制变形须从加强初期支护开始。
（6）加大预留变形量, 防侵净空
（7）底部加强, 抑制隆起
（8）提高模注混凝土衬砌刚度
（9）小断面平行导坑快速通过
（10）监控量测
从效果分析, 调整后的参数完全满足本隧道施工的要求。
5.结语
由于软岩的特点，软弱围岩隧道有着种种不确定性，所以在软弱围岩隧道的施工中注意“早支护、控变形、防塌方”；必须严格坚持“先预报、早治水、管超前、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则组织施工；注重技术领先,真正提升施工管理水平；做到超前地质预报、超前支护、超前加固；工法选择到位、支护措施到位、快速封闭到位、衬砌跟进到位同时强化量测,就可以有效防止各类变形和塌方事故。
参考文献：
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浅析高速公路隧道施工技术及控制要点 相较于其他类型的工程项目而言，高速公路隧道工程有很大的不同，其工程具有危险性大、隐蔽性强的特点，而且隧道的施工经常受地质环境和施工环境的影响，因此，完善施工技术以及提升质量控制就显得尤为重要。基于此，本文主要对高速公路隧道施工技术及控制要点进行分析。 标签：高速公路；隧道工程；施工技术；控制要点 1、前言 现阶段，由于高速公路具有比较长的路线，在实际施工过程当中遇到山体障碍等因素的制约，这就需要开通隧道，从而保障工程的顺利进行。在现阶段我国在隧道施工技术方面依然有着许多的不足，从而造成隧道开通的难度比较大，一旦发生了安全上的问题就会造成非常严重的损失，所以要做好高速公路隧道施工控制工作是非常重要。 2、高速公路隧道施工技术 2.1钻爆破施工技术 在高速公路隧道工程的施工过程中，要根据施工实际情况合理选择爆破材料，通常情况下会选用硝铵炸药。高速公路隧道的爆破具有较强的危险性，所以需要对钻爆施工技术进行严格控制，在施工之前需要对隧道内岩石的性质进行充分调查，依据其性质决定爆破的强度。在爆破实施过程中，需要安排专业技能过硬的人员来负责爆破设备的操作与安装，同时安排管理人员对爆破工作进行全程实时监控，以确保爆破作业的严谨性与规范性。 2.2混凝土喷射技术 在隧道施工中，混凝土喷射技术通常分为湿喷与潮喷两类。湿喷施工技术能够在一定程度上提高混凝土的粘结性，它每次喷射厚度可以达到10cm，回弹力较低，能够提高支护质量。潮喷施工技术可以有效改善高速公路隧道施工的工作环境，减少混凝土对于速凝剂的依赖，在一定程度上能够降低施工成本。在该技术的具体实施过程中，需要注意以下三方面内容：第一，根据施工现场的实际情况，选择合适的喷射机，保证混凝土喷射的连续性、均匀性和密封性；第二，根据实际施工的需求，选择合适的喷射方法，并根据实际环境的变化，及时调整；第三，适当增加混合料配比，尽量减少速凝剂的使用，以便提升混凝土的綜合性能。 2.3锚杆施工技术 在高速公路隧道锚杆施工过程中，首先要使用凿岩机在预定点上进行钻孔操
一、应急预案的方针与原则 坚持“安全第一，预防为主”、“保护人员安全优先，保护环境优先”的方针，贯彻“常备不懈、统一指挥、高效协调、持续改进”的原则。更好地适应法律和经济活动的要求；给参建职工的工作提供更好更安全的环境；保证各种应急资源处于良好的备战状态；指导应急行动按计划有序地进行；防止因应急行动组织不力或现场救援工作的无序和混乱而延误事故救援；有效地避免或降低人员伤亡和财产损失；帮助实现应急行动的快速、有序、高效；充分体现应急救援的“应急精神”，坚持“早预防、早发现、早报告、早救治”原则。 二、编制目的 对潜在的隧道岩爆事故做出应急准备，并对已发生的隧道岩爆进行控制，最大限度降低事故的损害程度。 三、编制依据 1、《实施性施工组织设计》 2、《铁路隧道施工规范》（TB10204-2002） 3、《新建铁路黔江至张家界至常德线大坡隧道施工设计图》 4、依据沪昆公司标准化管理体系的要求，结合本工区的工程特点特制定本预案。 5、依据张家界建设指挥部的有关应急处理的规定要求；本工程实施性施组及本单位在相关工程中的经验。 6、国家相关法律、法规，国家有关部门、铁道行业及中国铁路总司相关技术标准、规范、指南、中国铁路总公司相关规章制度。 7、中国铁路总公司《铁路工程设计措施优化指导意见》（铁总建设【2013】103号）。 8、原铁道部《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道
设计施工有关技术规定的通知》（铁建设【2010】120号）。 9、中国铁路总公司《中国铁路总公司办公厅关于2014年铁路建设质量安全重点工作安排的通知》（铁总办【2014】10号）。 10、勘察设计合同以及合同的有效组成文件、设计施工图。 11、当前铁路建设的技术水平、管理水平和施工装备水平。 12、地质勘查报告。 四、工程概况 大坡隧道位于湖南省龙山县兴隆街乡三塘村及茅坪乡水沙坪村之间。隧道起讫里程为DK92+550～DK99+228，全长6678m，双线隧道，洞身最大埋深727m，最小埋深44m。隧道进口端位于兴隆街乡三塘村东侧山坡上，出口端位于茅坪乡水沙坪村西侧一山坡脚下，隧道通过处地势陡峻、沟谷深切，谷深坡陡，仅进出口有乡村公路通达，交通较不便利。 隧道采用进、出口各1座平导辅助施工。隧道进口：平导起讫里程PK92+570～PK95+870，长度3300m，位于线路左侧 25m，与线路平行，设计坡度与正洞一致。平导与正洞间每隔500m左右设一处横通道作为疏散横通道，共设7处，后期作为疏散隧道及运营排水通道。隧道出口：平导起讫里程 PK97+225～PK99+192长度1967m，位于线路左侧25m，与线路平行，设计坡度与正洞一致。共设4处横通道，后期作运营排水通道。 隧道进口段DK92+550～DK95+600(3050m)及出口段DK98+810～DK99+228（418m）为可溶岩段落，DK95+600～DK98+810（3210m）为非可溶岩段落，非可溶岩及可溶岩形成不同的地形地貌。隧道 DK92+550～DK93+671.710、DK97+315.661～DK98+540.480段位于 R=4500的曲线上，其余均位于直线段上；洞身纵坡依次为17.4‰ /1300、17.5‰/2750、8‰/600、-3.5‰/2028。
目录 1 编制说明 (3) 1.1编制依据 (3) 1.2编制原则 (3) 1.3编制范围 (4) 2 工程概况 (4) 2.1线路概况 (4) 2.2隧道主要工程量 (4) 3 岩爆的特点及辨识 (4) 3.1岩爆的基本特征 (4) 3.2岩爆产生的条件 (5) 3.3判断岩爆发生的应力条件 (6) 3.4地应力计算与隧道岩爆预测 (6) 3.4.1XX (6) 3.4.2XX (6) 3.4.3XX (7) 3.4.4XX (8) 4、岩爆的预防及处理方案 (10) 4.1总体施工方案 (10) 4.2超前地质预报 (10) 4.2.1超前探孔 (11)
4.2.2地质素描 (11) 4.3加强光面爆破控制，提高爆破效果 (11) 4.4加强初期支护 (12) 4.4.1轻微岩爆区 (12) 4.4.2中等岩爆区 (12) 4.5超前应力释放 (12) 4.6加强高压水冲洗 (13) 4.7加强效果检测 (13) 4.8岩爆发生时的处理措施 (13) 4.9、岩爆防护开挖台架 (14) 5、安全防护措施 (15) 5.1成立岩爆预防及救援小组 (15) 5.2安全防护措施 (16) 5.3洞内作业安全技术措施 (16) 5.3.1钻爆作业安全措施 (16) 5.3.2人员及机械防护措施 (18) 5.3.3洞内作业救援逃生措施 (18)
隧道岩爆防治专项施工方案 1 编制说明 1.1 编制依据 ⑴、《XXXXX标招标图》；《XXXXX两阶段施工图》； ⑵、国家和交通部现行有关工程的设计规范、施工指南、工程质量检验评定标准及安全技术规程； ⑶、国家和四川省政府的有关法律、法规和条例、规定； ⑷、现场详细的施工技术调查资料； ⑸、施工单位资源状况、施工技术水平及管理水平； 1.2 编制原则 ⑴、贯彻执行国家、交通部、当地政府制定的有关政策。 ⑵、按照公路工程施工程序，合理安排施工进度，保证质量，确保按期完工，节约资源，保护环境，取得社会和建设单位信誉。 ⑶、坚持科学性、先进性、经济性与合理性、实用性相结合的原则，采用先进的施工技术、科学的组织方法，合理安排施工。 ⑷、坚持高起点规划、高标准要求、高质量落实，全面实现质量目标的原则。积极推广应用新技术、新工艺、新设备、新材料、新测试方法，采用国内外先进、成熟、可靠的方法和工艺，优化施工方案，实现安全、质量目标。 ⑸、坚持以人为本，安全生产的原则。施工生产活动始终把人的健康安全放在首位，严格执行GB/T28001-2001职业健康安全管理体系，认真编制施工安全技术方案，加强过程控制，落实保证措施，保证安全生产投入，实现安全生产。
公路隧道施工技术规范总体要求 1.0.1为给公路山岭隧道工程的施工和施工管理提供 技术依据和行为准则，特制订本规范。 1.0.2 本规范适用于各级公路山岭隧道。 1.0.3隧道施工应在公路修建总体施工规划下，制订相 应的施工组织设计。编制施工组织设计时，应考虑隧道长度 和断面、工期要求、地质条件和当地自然条件等，确定合理 的施工方法和施工进度。 1.0.4必须执行质量检查制度，严格遵守操作规程，做 好材料试验工作。施工中应做好技术交底工作，进行技术、 质量、安全教育，确保工程质量，并坚持文明施工。 1.0.5应制订安全制度和措施，加强通风、照明、防尘、降温及防水和防止有害气体的工作。并预防塌方事故，保护 施工人员身体健康和安全。 1.0.6施工中应贯彻国家的技术经济政策，积极而慎重 地采用新技术、新材料、新设备、新工艺，使隧道施工符合 技术先进、经济合理、质量可靠、安全实用的要求。 1.0.7应合理安排施工机具设备周转时间，提高机械利 用率。施工中应加强技术管理，并合理安排工序进度和关键 工序的作业循环，组织均衡生产，提高劳动生产效率。 1.0.8隧道施工中必须密切注意围岩及地下水等的变
化情况，当施工方法或支护结构不适应于实际围岩状态时，必须采取应急措施，并经技术负责人批准后及时采用合适的施工方法或支护结构。 1.0.9附属设施安装应按电气、机械、化工等专业有关规定要求办理。 1.0.10施工中应采取环境保护措施，并符合环境保护的有关规定。 1.0.11在施工过程中应随时积累资料、数据，做好各道工序的原始记录。 1.0.12隧道施工应编写全面和单项施工技术总结，隧道竣工后应及时提交竣工文件。 1.0.13公路隧道施工除应按规范执行外，尚应符合国家和交通部现行的有关标准、规范规定。
目录 1 编制说明 (2) 1.1编制依据 (2) 1.2编制原则 (2) 1.3编制范围 (3) 2 工程概况 (3) 2.1线路概况 (3) 2.2隧道主要工程量 (3) 3 岩爆的特点及辨识 (4) 3.1岩爆的基本特征 (4) ⑤岩爆主要发生在埋深较大，所处岩层性状较单一，弹性模量等物理力学性能较高，能储存一定的应变能量。 (4) 3.2岩爆产生的条件 (4) 3.3判断岩爆发生的应力条件 (5) 3.4地应力计算与隧道岩爆预测 (5) 3.4.1XX (5) 3.4.2XX (6) 3.4.3XX (6) 3.4.4XX (7) 4、岩爆的预防及处理方案 (9) 4.1总体施工方案 (9) 4.2超前地质预报 (9) 4.2.1超前探孔 (10) 4.2.2地质素描 (10) 4.3加强光面爆破控制，提高爆破效果 (10) 4.4加强初期支护 (11) 4.4.1轻微岩爆区 (11) 4.4.2中等岩爆区 (11) 4.5超前应力释放 (12) 4.6加强高压水冲洗 (12) 4.7加强效果检测 (12) 4.8岩爆发生时的处理措施 (12)
4.9、岩爆防护开挖台架 (13) 5、安全防护措施 (14) 5.1成立岩爆预防及救援小组 (14) 5.2安全防护措施 (15) 5.3洞内作业安全技术措施 (16) 5.3.1钻爆作业安全措施 (16) 5.3.2人员及机械防护措施 (17) 5.3.3洞内作业救援逃生措施 (17) 隧道岩爆防治专项施工方案 1 编制说明 1.1 编制依据 ⑴、《XXXXX标招标图》；《XXXXX两阶段施工图》； ⑵、国家和交通部现行有关工程的设计规范、施工指南、工程质量检验评定标准及安全技术规程； ⑶、国家和四川省政府的有关法律、法规和条例、规定； ⑷、现场详细的施工技术调查资料； ⑸、施工单位资源状况、施工技术水平及管理水平； 1.2 编制原则 ⑴、贯彻执行国家、交通部、当地政府制定的有关政策。
公路隧道施工技术规范试题 （单选40题，多选20题，判断20题） 、单选题（共40题） 1围岩含义是指（ ） A. 开挖前未扰动的山体 C.与稳定性有关部分岩体 B. 环绕隧道周边一定原度岩体 D.隧道顶部岩体 6、喷射砼中常加入外加剂为（ ） A. 早强剂 B.速凝剂 C.减水剂 D.缓凝剂 7、新奥法施工工序为（ ） A. 开挖—量测—初次支护—二次支护—防水层 B. 开挖一量测一防水层—初次支护一二次支护 C. 开挖—初次支护—量测—防水层—二次支护 D. 开挖—初次支护—防水层—量测—二次支护 8开挖时坍方现象（ ） A. 突然发生 B.可以计算 C.可以量测 D.有一定征兆 9、 二次衬砌中“刹尖”指（ ） A. 拱脚处浇砼 B.拱顶处浇砼 C.供圈合拢最后圭寸口 D.先拱后墙交接面处浇砼 10、 围岩量测部位与布点与下列因素有关（ ） A. 地质条件 B.施工进度 C.地下水位 D.仪器类型 2、隧道开挖后，围岩压力是（ ） A.垂直向下 B.水平作用 C. 底部向上 D.四周及纵向压力 3、下列地质条件下不宜用锚喷支护（ A 」、II 类围岩 B.破碎带 C. ） 大面积淋水地段 D.强风化围岩 4、初次支护和二次衬砌间应（ ） A.在喷射砼初凝后进行 B.在喷射砼达到强度后进行 C.紧跟衔接 D.监控量测后决定 5、公路隧道围岩按稳定状况分成六类，其中（ ） A.结构性能最好为I 类 C.挖进最容易的为I 类 B.最好的为六类 D.挖进最难的为六类
11 ?属于支护材料检测的是（）。 A. 排水管材检测 B.钢构件材质检测 C.支护受力量测 D.衬砌质量检测 12?穿越煤系地层的隧道其施工环境检测的主要任务是检测（）。 A.CO B.C02 C.S02 D.CH4 13. 一种理想的注浆材料应满足（）。 A.浆液粘度低，渗透力强，流动性好； B.浆液粘度咼，渗透力强，流动性好; C. 浆液粘度高，渗透力弱，流动性差； D.浆液粘度低，渗透力弱，流动性差; 14?高分子防水卷材要进行拉伸强度，断裂伸长率和（）定伸强度的试验。 A.200% B.300% C.400% D.500% 15. 用来检验合成高分子防水卷材耐寒性能的有（）。 A.热空气老化试验 B.脆性温度试验 C.柔度试验 D. 拉伸试验 16. 石油沥青油毡一般是地面建筑常用的防水材料，在隧道工程中，它主要用于（）的外防水。A.整个隧道 B.洞身段C.明洞段D. 断层破碎带 17. 土工织物是柔性材料，主要通过（）来承受荷载以发挥工程作用。 A.抗压强度 B.抗剪强度 C.顶破强度 D. 抗拉强度 18. 对于隧道超、欠挖的检测，关键是要正确地测出隧道开挖的（）。 A.实际轮廓线 B.设计轮廓线 C.超挖量 D. 欠挖量 19. 隧道施工规范中规定，应严格控制欠挖，当岩层完整，岩石抗压强度大于30MPc并确认不影响衬砌稳定时，允许岩石个别突出部分欠挖，但其隆起量不得大于（）。 A.5cm B.10cm C.15cm D.20cm 20. 用拉拔设备进行锚杆拉拔试验时，一般要求加载速率为（） A. 5kN/mi n B. 10 kN/min C.50 kN/min D.100 kN/min 21. 在检查锚杆安装尺寸时，孔径大于杆体直径（）时，可认为孔径符合要求。 A.10mm B.15mm C.20mm D.25mm 22 ?喷射混凝土的（）是表示基物理力学性能及耐久性的一个综合指标，工程上把它作为重要检测 内容。A.抗拉强度 B. 粘结强度 C.抗压强度 D. 疲劳强度
岩爆，也称冲击地压，它是一种岩体中聚积的弹性变形势能在一定条件下的突然猛烈释放，导致岩石爆裂并弹射出来的现象 轻微的岩爆仅有剥落岩片，无弹射现象，严重的可测到4.6级的震级，烈度达7一8度，使地面建筑遭受破坏，并伴有很大的声响。岩爆可瞬间突然发生，也可以持续几天到几个月。发生岩爆的条件是岩体中有较高的地应力，并且超过了岩石本身的强度，同时岩石具有较高的脆性度和弹性，在这种条件下，一旦由于地下工程活动破坏了岩体原有的平衡状态，岩体中积聚的能量导致岩石破坏，并将破碎岩石抛出。 发生原因 发生条件：在硬脆岩体高地应力地区，硐室开挖过程中发生岩爆。 发生原因：围岩强度适应不了集中的过高应力而突发的失稳破坏。 防治措施：应力解除、注水软化和使用锚栓-钢丝网-混凝土防爆支护等。[1] 基本解释 岩爆是岩石工程中围岩体的突然破坏，并伴随着岩体中应变能的突然释放，是一种岩石破裂过程失稳现象。 岩爆-简介 岩爆是深埋地下工程在施工过程中常见的动力破坏现象，当岩体中聚积的高弹性应变能大于岩石破坏所消耗的能量时，破坏了岩体结构的平衡，多余的能量导致岩石爆裂，使岩石碎片从岩体中剥离、崩出。 岩爆往往造成开挖工作面的严重破坏、设备损坏和人员伤亡，已成为岩石地下工程和岩石力学领域的世界性难题。轻微的岩爆仅剥落岩片，无弹射现象。严重的可测到4.6级的震级，一般持续几天或几个月。发生岩爆的原因是岩体中有较高的地应力，并且超过了岩石本身的强度，同时岩石具有较高的脆性度和弹性。这时一旦地下工程破坏了岩体的平衡，强大的能量把岩石破坏，并将破碎岩石抛出。预防岩爆的方法是应力解除法、注水软化法和使用锚栓-钢丝网-混凝土支护。岩爆-产生的条件 1．近代构造活动山体内地应力较高，岩体内储存着很大的应变能，当该部分能量超过了硬岩石自身的强度时； 2．围岩坚硬新鲜完整，裂隙极少或仅有隐裂隙，且具有较高的脆性和弹性，能够储存能量，而其变形特性属于脆性破坏类型，当应力解除后，回弹变形很小; 3．埋深较大(一般埋藏深度多大于200m)且远离沟谷切割的卸荷裂隙带； 4．地下水较少，岩体干燥; 5．开挖断面形状不规则，大型洞室群岔洞较多的地下工程，或断面变化造成局部应力集中的地带。 地质构造
公路隧道施工技术规范 洞口、明洞与浅埋段工程 一、洞口工程 1、洞口开挖土石方应遵守下列规定： 1.1、进洞前应尽早完成洞口排水系统。 1．2、安设计要求进行边、仰坡放线，自上而下逐段开挖，不得掏底开挖或上下重叠开挖。 1．3、清除洞口上方有可能滑塌的表土，灌木及山坡危石，不留后患1．4、石质地层拉槽爆破后，应及时清除松动石块；土质地层开挖后应及时夯实整平边（仰）坡。 1．5、洞门端墙处的土石方，应视地层稳定程度、洞口施工季节和隧道施工方法等选择施工时机和施工方法。 1．6、不得采用深眼大爆破开挖边（仰）坡。 1．7、开挖中应随时检查边坡和仰坡，如有滑动、开裂等现象，应适当放缓坡度，保证边（仰）坡稳定和施工安全。 1．8、开挖的土石方不得弃在危害边坡及其他建筑物稳定的地点，并不得影响运输安全。 1、9、洞口支挡工程应结合土石方开挖一并完成。 1、10、开挖进洞时，宜用钢支撑紧贴洞口开挖面进行支护，围岩差时可用管棚支护围岩，支撑作业应紧跟开挖作业，稳妥前进。 1、11、洞门衬砌施工应按《钢筋混凝土工程施工及验收规范》 （GBJ202）的有关规定办理，并符合下列要求：
（1）土质地基应平整夯实，土质松软时，应加碎石，人工夯实，将基础置于稳固的地基上。 （2）基础处的渣体杂物、风化软层和积水应清除干净。 （3）洞门衬砌拱墙应与洞内相联的拱墙同时施工，连成整体。如系接唱明洞，则应按设计要求采取加强连接措施，确保与已成的拱墙连接良好。 （4）端墙施工放样时，应保证位置准确和墙面坡度平顺。 （5）灌注砼时应保证模板不移动。 （6）洞门端墙的砌筑与墙背回填两侧同时进行，防止对衬砌边墙产生偏压。 （7）、洞门衬砌完成后，及时处治洞门上方仰坡脚受破坏处，当边（仰）坡地层松软、破碎时，应采取坡面防护措施。 （8）当端墙顶水沟砌筑在填土上时，填土必须夯实。 （9）洞门的排水、截水设施应与洞门工程配合施工，并应与路垫排水系统连通。 二、明洞工程 1、明洞衬砌施工可选用下列几种方法： （1）当边坡能稳定时，可采用先墙后拱法； （2）当边坡稳定性差，但拱顶承载力较好，能保证拱圈稳定时，可采用先拱后墙法； （3）半路堑式明洞施工时，可采用墙拱交替法，且宜先做外侧边墙，继做拱圈，再做内侧边墙；
浅析高速公路隧道工程施工技术方法与对策 发表时间：2019-07-12T11:00:04.930Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年5期作者：姚军 [导读] 高速公路隧道施工来说，其安全性被越来越多的人所关注，那么本文主要分析了高速公路隧道施工技术并探讨了施工技术的控制要点以及难点供参考。 广东鸿高建设集团有限公司 摘要：我国社会经济的快速发展，交通运输业的规模也在逐年增大，公路与铁路建设水平随着时代发展持续提升。高速公路隧道施工来说，其安全性被越来越多的人所关注，那么本文主要分析了高速公路隧道施工技术并探讨了施工技术的控制要点以及难点供参考。 关键词：高速公路，隧道，施工技术，对策 我国高速公路建设当中，隧道施工安全性备受关注，这与高速公路质量能否满足国家工程标准与车辆安全密不可分。对于高山以及丘陵等环境通过隧道工程能够利于项目建设工期的缩短，确保高速公路顺利通行。 1高速公路隧道施工特点 高速公路隧道施工特点通常有下面几点：其一，众多不可预见因素。由于隧道工程施工环境复杂，已有的设备难以实地勘测，且很难再详细勘探完施工现场之后再展开施工，所以在施工时常会发生一系列不可预见因素。例如溶洞或是泥石流等相对复杂的地质条件，由于地理情况复杂，容易影响到工程的整体进度。其二，较强的施工风险。由于隧道工程具有较强的复杂性以及技术性，很容易埋下安全隐患，那么就需要施工人员提高素质，若施工人员没有根据有关标准进行作业，很容易导致出现工程塌方等问题。其三，工程具有很强的时效性。由于工程现场人力资源有限，所以施工方面通常以大型设备操作为主，对于较为复杂的地质以及水文等施工环境，合适的机械设备能够确保施工质量，且时工程的时效性得以提升。其四，施工环境不佳。施工人员长期处在地质复杂等施工环境中展开工作，那么施工现场的卫生环境可想而知，另外隧道为系统性的工程，要有施工人员长时间处于地下，工作环境非常恶劣。 2高速公路隧道施工技术问题 2.1技术未能协调应用 在应用施工技术于高速公路隧道工程中需要确保技术应用的协调性，那么就要求各个技术的管理人员之间良好沟通协调，协调好锚杆钻孔、挂网喷浆、开挖以及钢拱架支护等方面技术的应用。然而在具体工程实践当中，对于大规模的隧道工程建设，一般会把建设分解成多个部分再分配到各个团队中共同施工建设，施工团队不同，其技术操作标准以及技术应用程序也不相同，那么施工操作水平也良莠不一，另外工程管理单位不一样，协调方面工作就更难开展。 2.2施工技术管理未落实到位 因施工技术管理工作未能落实到位，且质量管控力度不足，造成应用技术的过程中存在滥用以及误用的情况。体现在目前高速公路施工人员技术水平差异明显，施工人员大部分都是临时聘用及调动的，那么人员流动性很大，特别在隧道施工建设时，钢拱架支护和喷砼等工序的施工也对施工技术有着非常高的要求，但施工人员具体操作水平不同，难以在一道工序上达到相同水平的建设质量。另外在施工过程中，施工人员不仅要正常化施工同时还需要监管施工技术，而由于施工管理程序没有一套合理健全的施工制度，使得在实际执行中存在漏洞，施工技术监管工作难以顺利开展。 2.3设计的施工技术难以切实落实应用 施工技术的设计与具体应用方面存在脱节是目前隧道工程施工中最明显的问题。在施工过程当中，项目部门制定与选择施工技术方案，但在实际实行当中要去到隧道施工现场，两部门间的空间距离非常远，管理人员没能及时安排人员进入到施工现场当中来核对检验施工技术，所以难以技术发现施工技术中的不足之处。加上施工人员没有及时地做好技术交底工作，施工人员岗位培训的缺席，造成在具体应用施工技术时经常发生脱离施工规划以及方案的问题。部分施工人员仅在意应用施工经验，而未考虑到分析客观条件，使得在应用技术的过程中有非常大的误区存在，进而对隧道工程施工带来了不小的安全隐患。 3高速公路隧道施工常用技术 3.1施工技术常用方法 目前高速公路隧道施工技术应用时，通常采取双侧壁导坑法来施工建设隧道工程。实际应用时，需要施工人员先开挖半断面，通过无轨运输的方式出渣，对于施工里的小导坑，要减少对周边环境的影响程度，尽可能使用人工开挖的形式且使用小型机械辅助人工出渣。完成前期开挖工作以后，要将支护工作落实到位，利用混凝土使支护效果提升。 3.2超前支护施工 通过超前支护施工能够在很大程度上保障整个隧道工程的牢固性以及稳定性。在具体应用方面，应用无缝钢管，把钢管前端加工成为圆锥状，钢管桩管体的下班部分要加设溢流孔，从而展开注浆施工。在具体施工当中，需要清除好障碍物，对于隧道施工位置的水分要尽快将其排出来，防止发生积水的问题。施工人员还需要落实测量防线工作，对钻孔位置进行明确，通过细水泥单液浆灌注。在完成全部的注浆操作之后，施工人员要开展轻型触探试验，确保承载力能够满足工程建设的要求，在做加密处理。 3.3特殊地段施工技术应用 3.3.1施工塌方处理技术 在施工过程当中，因隧道施工的地质条件较为特殊，塌陷问题屡见不鲜。那么面对这一情况，可以利用预防以及处理两种形式来应对。施工人员在工程开展前期就要勘测好地质，按照施工设计规范施工，熟悉隧道施工技术各个工序以及应用的质量。另外施工人员还需要了解周围岩的实际状态，合理控制施工工序之间的时间，特别是要重点注意容易出现塌方的地段，采取边坡地段处理，对测量工程要严格把控，加强技术的应用效果以及做好监控和测量工作，对于发现的问题尽快采取科学合理的手段处理。 3.3.2渗水与喷水问题 施工过程当中，特别是对于地下隧道施工，施工人员如果破坏到地下水位，那么就会发生突发性喷水与地下水渗水情况。那么此问题在使用处理技术时，要结合排水与防水工作。施工人员先要将隧道洞中的水分尽快排出至洞外，防止出现积水，影响施工环境，并阻碍正
隧道岩爆防治、处理措施 隧道发生了中等岩爆，为确顺利施工，结合隧道开挖对岩爆的防治经验，现对岩爆的防治、处理措施交底如下，请现场领工员和施工人员参考。 一、岩爆基本特点： 1、岩爆在发生前，并无明显的预兆，虽然经过仔细找顶，并无空响声，一般认为不会掉落石块的地方，也会突然发生岩石爆裂声响，石块有时应声而下，有时暂不坠下。在没有支护的情况下，对施工安全威胁极大。 2、岩爆时，石块由母岩弹出，呈现中间厚、周边薄、不规则的片状。 3、岩爆发生的地点，多在新开挖工作面及其附近，个别距开挖工作面较远；岩爆发生的时间，多在爆破后2~3小时内，有的部位还可产生二次岩爆，一般在爆破后10~12小时内。 二、处理岩爆的基本原则：先防后治 一般情况下，对隧道岩爆应采用行之有效的预防措施，降低岩爆的发生机率，减小岩爆强度。对于岩爆较严重的部位，要先处理后施工，确保施工安全。 三、岩爆的防治措施 1、岩爆的预防措施 1）切实提高光面爆破效果，保证洞室轮廓规则圆顺，避免应力集中；并严格控制装药量，以尽可能减少爆破对围岩的影响。 2）爆破后立即对围岩喷洒高压水，软化岩石，减弱岩爆强度。 3）加强机械找顶和人工来回找顶。 4）选用预先释放部分能量的办法，如松动爆破法、超前钻孔预爆法、超前小导坑掘进法、打应力释放孔等方法，将岩石原始应力释放。
2、岩爆的处理措施 1）对岩爆部位加强找顶工作，只有当找顶彻底后，方能进行下一步的测量画弧和钻眼作业。 2）加强对岩爆部位的支护，必须先打安全锚杆（必要时再挂网），并根据实际情况进行喷浆封闭，再进行开挖作业，这样才能使锚杆在爆破前有充分的凝固时间和防止石块掉落。在锚杆安装好后再在锚杆之间钻适量的空眼，以减小岩爆二次发生的机率和强度。 3）岩爆严重时，台车上的人员要及时撤离到安全地点，然后由有经验的人在有人陪同下对岩爆部位进行找顶处理。找顶从上而下，上层找好铺完架子后再进行下层找顶。一定要等找顶工作彻底后，所有人员才能进入掌子面进行作业。同时各作业人员要注意做好自我防护，提高自我保护意识，切忌盲目作业。 4）对于岩爆特别严重的部位，在最短的时间内要对围岩进行锚喷网支护，防止作业时落石伤人，待二次岩爆过后，采用钢格栅支护，用Φ22mm螺纹钢与锚杆焊接成网状，然后及时进行二次喷浆支护；钻眼前并先打超前锚杆。
超深埋隧道高地应力岩爆地段施工技术 发表时间：2019-03-01T10:51:21.297Z 来源：《防护工程》2018年第35期作者：刘华礼[导读] 本文基于此探讨超深埋隧道高地应力岩爆地段施工技术。 中铁六局集团有限公司交通工程分公司北京 100000 摘要：随着地下资源的开发，交通隧道工程建设不断走向地下深部。已建地下工程中，锦屏二级水电站引水隧洞、新建二郎山隧道、国家油气能源地下储存库、拉林铁路桑珠岭隧道等诸多工程埋深超过千米，这些深埋地下工程围岩地应力均处于较高水平。金鸡岭隧道为高应力硬岩隧道段，该隧道为双线隧道，埋深深，施工时易产生变形、岩爆等施工风险。本文基于此探讨超深埋隧道高地应力岩爆地段施 工技术。 关键词：超深埋隧道；高地应力；岩爆；施工技术 1前言 在隧道建设过程中，隧道开挖稳定性会受到复杂地质的影响，例如高地下水压、岩溶、采空区、软岩大变形及岩爆等。在高地应力条件下，结构完整的脆性硬岩在开挖卸荷后，由于某些因素的诱发而发生动力失稳的现象，即岩爆。目前，如何控制岩爆是岩石力学与工程界共同面临的一个难题。为保证隧道开挖稳定性，加固围岩、弱化围岩、应力转移等防治理念被提出，进而形成了岩爆支护、区域防范和局部解危等岩爆控制措施。在地下洞室开挖后，围岩支护作为最直接有效的岩爆支护措施，引起了工程领域各界人士的关注，得到了越来越多的研究。 在实际岩爆隧道中，特别是工期较紧的隧道施工中，如何在防治岩爆的基础上达到快速施工的目的是交通隧道等地下工程施工所面临的长期性难题。 2岩爆隧道支护现状岩爆的发生取决于岩石的强度、完整性、所处的初始地应力条件和周围地下水情况。根据岩爆的特征和相关性质将岩爆分为3个等级弱岩爆,中等岩爆 ,强烈岩爆。3个等级中，弱岩爆对施工的影响极小，基本上不会对人员和机械造成威胁，实际施工时基本不用采取特殊措施进行处理；中等岩爆持续时间较长，对机械、施工人员的安全及心理造成严重影响，基于加固围岩的思想，目前常采用钢支撑和喷－锚－网(钢筋网)的整体支护方式对隧道中等岩爆区段进行支护，在施工过程中根据实际情况可能还要采用防护网等被动的临时支护措施；强烈岩爆极具危险性，在加强支护的同时还要采用多种辅助措施(如超前应力施工释放孔等)弱化围岩，降低岩爆发生的频率和能量。 3工程概况 金鸡岭隧道进口里程为DK196+353，出口里程为DK200+771.31，全长4418.31m，为双线隧道，隧道最大埋深291.3m。隧道工程量大，存在不良地质，施工技术复杂，金鸡岭隧道隧址区DK197+298~DK197+500为极高应力区，开挖时有岩爆发生；DK200+050~DK200+282段为高应力区，开挖过程中可能有岩爆发生，施工中根据岩爆等级采取相应措施，减小岩爆危害，施工难度大。 4超深埋隧道高地应力岩爆段施工技术针对高地应力硬岩易发生岩爆的特点，制定了“早预报、超前支护、短进尺、弱爆破、强支护、快封闭、勤量测，步步为营，稳步前进”的整治原则和总体方案，配合超前小导管等辅助方案。 4.1施工工艺流程 高地应力硬岩隧道施工工艺流程如图1所示。 图 1 施工工艺流程图超前应力钻孔打设超前应力钻孔，可以有效降低前方掌子面的高地应力，也可以采用注水的方式，降低周围岩体的表面张力，钻孔直径45mm～108mm，深度5m～20m。对轻度岩爆每循环掌子面打设1孔～3孔；中度岩爆每循环掌子面打设4孔～6孔；强烈岩爆每循环掌子面打设6孔～8孔，对掌子面拱顶及两侧起拱线位置要优先布孔，其余孔位可作为加密孔。必要时也可以打设部分径向应力释放孔，钻孔方向应垂直岩面，同时对于强烈岩爆地段可采取超前钻孔内部松动爆破的方法，或用小炮震裂完整岩石的方法，或孔内注水的方法，从而减少应力集中。 4.2超前支护措施 针对岩爆类型及大小，提前打应力释放孔或超前摩擦锚杆支护，以达到减弱岩爆的强度。必要时作超前30m～50m导洞，导洞直径不大于5m，可作为岩爆超前预报和释放地应力。 在岩爆地段，开挖后及时向掌子面及以后约15m范围内隧道周边进行喷射高压水，在某种程度上可以削弱围岩表面的强度，选取超前探孔向围岩岩体内均匀注高压水，从而提前减小围岩变形能力并将最大切向应力转移到围岩的内部，注高压水的劈裂作用也可以软化硬岩，从而降低硬岩的强度，并可以新产生裂缝或是使既有缝隙更加发展，继而释放围岩内部的弹性应变能量。也可以提前在掌子面有概率导致岩爆的位置有规律地钻少许空眼，不设置锚杆，而采取注水的方式，可以释放部分压力，可以避免硬岩达到极限强度而导致岩爆。 4.3开挖施工工艺
岩爆地段专项施工方案 一、编制依据 xx 铁路六xx 设计图纸 六xx 隧道施工组织设计 《铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南》(TZ231-2007) 《铁路隧道工程施工质量验 收标准》(TB10417-2003) 二、工程概况 六狼山隧道进口位于朔城区下团乡大白坡村东南侧，隧道出口位于平鲁区 白堂乡卧场村东南侧，隧道进口里程为改DK20+575出口里程为改DK35+750, 全长15175m，最大埋深达443m。隧道区位于管涔山脉中南段低中山区，区内山峰林立，延绵起伏，改DK24+100改DK32+600基岩初露。峡谷深切，多呈“V’ 字形，地形起伏较大，最大高差约500余米。由于隧道埋深达443m,隧道埋深较大，穿越II 级坚硬的围岩地段较多、地应力较大，有可能围岩的应力超过围岩的强度而使围岩突然发生破坏，出现微弱岩爆或中等岩爆现象。发生岩爆，会给工程的施工带来极大的困难，并威胁着施工作业人员和设备的安全，施工中应采取防范措施。 三、岩爆的特点 岩爆是岩体具有高应力的一种典型的表现形式。岩体内由于开挖洞室改变了岩体的初始应力状态，引起洞室周围应力场的重新分布。在洞室附近由于应力集中，其应力值可能达到初始应力的几倍，从而导致岩爆的发生。但是实际观测得知，高地应力并不是岩体发生岩爆的唯一条件，这还与围岩储存弹性应变能的能力以及围岩的变形速度等因素也有关系。岩爆多发生在埋藏很深、整体、干燥和质地坚硬的岩层中。产生岩爆的时间，一般在开挖后几个小时，但也有的是在较长时间后发生。隧道中常遇见的岩爆以顶部或拱腰部位为多。 隧道内岩爆有如下特点： 岩爆在未发生前并无明显的预兆，虽然经过仔细找项，并无空响声。一般认为不会掉落石块的地方，也会突然发生岩石爆裂声响，石块有时应声而下，有时暂不坠下。在没有
七、岩爆段处理措施 中亚D线部分隧道的地应力都很高，岩体内存在很大的应变能，在施工过程中有发生岩爆的可能性。通过大量的工程实践，我公司积累了大量的施工经验，目前已有许多之有效的治理岩爆的方法，现结合中亚D线隧道的地质特性，拟采用如下措施： 1.加强临时支护 在完整、坚硬的岩层中一般可不加支护，但在岩爆地段，为了从开始就防止岩爆的发生，很重要的一条就是在爆破后尽可能快进行围岩支护。其作用：第一改善围岩的应力状态；第二起防护作用，防止岩石弹射与塌落等破坏性事故发生。所以我公司结合设计要求，拟采用如下措施： 1.1喷射纤维砼 为了保证更安全，采用喷射纤维砼，喷射厚度根据各岩层的情况而定。纤维砼可以提高喷层的抗拉和抗剪强度，具有比普通砼大得多的柔性，并且能承受较大的变形而不使表面开裂。 1.2锚杆加固围岩 这是一种加固围岩最有效方法，也是岩爆防治措施首先考虑选用方法之一，其主要作用是进行岩体加固，以防劈裂和剥落的岩块塌落弹射。根据设计要求，锚杆采用空中锚杆。 1.3锚喷支护 此隧道根据设计要求，除安装锚杆外，还应配合使用喷砼，它可
以起到防止岩块弹射和结构整体支护作用。 1.4锚喷金属网联合支护 这是一种较弱地层临时支护措施。由于锚喷网联合结构强度增长迅速，能很快形成支护能力，其弹性模量与天然岩石弹性模量相近，而且与围岩密贴，与围岩形成弹性共同体，可防止应力集中与深部扩散，起到了可靠的全面防护作用。 1.5在IV类岩围、进洞加强段严重地区，为提高结构整体支护能力，在岩爆地段采用格栅钢架密排支撑，与喷锚网形成联合支护体系，且在进洞加强段采用钢支架临时支撑，待开挖面、锚喷完成后拆除。 2.设临时防护网 主要是防止突然发生岩爆飞石伤人和砸坏机器设备,使用尼龙网和钢丝网等进行拦挡。 2.1在掌子面及其附近岩爆地带加挂铁丝帷幕,可增加作业场所安全感,保护凿岩人员和机具。 2.2在台车上装设钢丝网防护,保护打眼和装药工人的安全。 2.3使用挖掘机开挖时,在掘进机及后配装套上安装“铁甲”,构成一个“防石棚”,避免岩爆石块塌落伤人,砸坏设备。 3.待避及清除危石 待避也是一种有效的安全措施。一般在岩爆比较猛烈的时候，为防止飞石造成事故，可以在安全处躲避一段时间，待避到平静为止。产生在洞顶的岩爆松石必须清除，属破裂松驰型岩爆，弹射危害不大，
二郎山隧道岩爆特征与治理措施 1、岩爆特征 高地应力区的一个显著地质特征是岩芯饼裂现象，饼越薄地应力值越大。 （1）岩爆发生在石英砂岩、粉砂岩、砂岩、部分砂质泥岩及泥岩与灰岩、粉砂岩、砂岩夹层中的硬质岩层中，围岩类别属IV、V 类。 （2）岩爆多发生在掌子面及1~3倍洞径范围，距齐头20m左右最为强烈，也有滞后200m的；发生时间与距离是对应的，一般是在2~8小时内，也有滞后1~2天的，有些段落滞后1~2个月或几个月后发生。刚遇到岩爆时的表现是岩体内有声响，但无石块爆落，随着掘进深度的增加地应力值的加大则出现了明显的岩石撕裂声与岩片爆落，有的还有弹射，形成深 1~2m深的三角形爆坑。 （3）岩爆声响既发生在掌子面也发生在岩体内部，轻微岩爆的声响较为清脆，可听啪、啪""嘎、嘎"的声响，强烈岩爆段所发出的声响较为沉闷，像"澎、澎"的声音并夹有"啪、啪"的声响. （4）岩爆破坏形式为劈裂破坏与剪切破坏两种，破坏程度上总体属爆裂脱落型，即一级岩爆，仅为数不长的地段出现了弹射现象，属二级岩爆，并有随时间延续向深部发展的特征。隧道周边均有岩爆活动，但拱部和两侧边墙部位相对居多，其次为拱肩部位，这与岩体应力状况有关。
（5）岩爆爆坑大多数呈"锅底"形，坑边沿多为阶梯形。强烈岩爆段爆坑多为"V"形。破裂面以新鲜破裂为主，少数沿原有裂隙面。爆落岩块多呈不规则的棱块状，也有呈中厚边薄的椭圆状。 （6）断裂带两侧或软弱结构面附近往往形成局部应力集中区，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爆。在不同岩性软硬相间的岩层中，硬质岩易发生岩爆。 （7）岩爆区段一般较为干燥，有地下水出露的地方无岩爆产生。 （8）开挖洞室（正洞、平导）大小及相邻洞室（正洞与平导相距42.5m、平导滞后主洞）施工对岩爆的产生似无明显影响。 （9）岩爆的剧烈程度与洞室埋深基本对应，但也有非对应的，相对严重地段距洞口距离为1700m、1960m（东口）、1290m（西口），相对应埋深为710m、775m（最大埋深）、425m。 （10）较严重岩爆段在第一次开挖喷锚支护稳定后经过两年后处理大规模欠挖（测量误差造成）时仍有岩爆发生（爆破后岩石完整但不久就有裂缝形成、掉块），但其强度已大为减弱。在设计阶段曾预测软质岩类及断层破碎带在高地应力作用下可能发生大变形现象，但在施工中这些段落并未发生大变形现象，分析其原因一是地应力水平较勘测阶段降低，二是断层破碎带处岩层胶结紧密，强度较高，软质岩类象泥岩和砂质泥岩由于时代古老，成岩变质程度较高，岩石的物理力学性质远非一般泥质岩类可比。
新建蒙西至华中地区铁路MHSS-7标段九岭山隧道岩爆地段施工专项方案 中铁十九局集团蒙西华中铁路MHSS-7标段项目经理部 二O一六年四月
新建蒙西至华中地区铁路MHSS-7标段九岭山隧道岩爆地段施工专项方案 编制: 审核: 批准： 中铁十九局集团蒙西华中铁路MHSS-7标段项目经理部 二0一六年四月
目录 1.编制依据 (1) 2.编制原则 (1) 3.编制范围 (1) 4.工程概况 (1) 4.1设计概况 (1) 4.2工程地质条件 (2) 4.3水文地质条件 (3) 5.九岭山隧道岩爆地段施工原则 (3) 6.九岭山隧道岩爆地段专项施工方案 (4) 6.1岩爆地段总体施工方案 (4) 6.1.1监控量测 (4) 6.1.2超前地质预报 (5) 6.1.3超前锚杆施工 (6) 6.1.4钻爆施工 (9) 6.1.5锚喷初期支护 (9) 6.2高地应力围岩段施工预测及施工措施 (15) 6.2.1预测 (15) 6.2.2施工措施 (16) 6.3劳动力组织 (19) 6.4机械设备配置（每工作面） (19) 6.5质量控制要点 (19)
6.6安全措施 (20) 6.7其他安全保证措施 (20) 6.7.1重视劳动保护工作 (20) 6.7.2劳动保护用品配备 (20) 6.7.3完善劳动安全卫生设施 (21) 7成立九岭山隧道施工安全应急小组 (21) 7.1施工安全应急小组: (21) 7.2应急安全小组职责： (22) 8.施工风险管理组织机构及相应的职责 (22) 8.1施工风险管理组织机构 (22) 8.2施工风险管理职责 (22) 9. 安全应急预案 (23) 9.1应急预案的方针与原则 (23) 9.2危险源分析 (23) 9.3应急方案 (24) 9.3.1预防坍塌、掉块 (24) 9.3.2高处坠落 (25) 9.3.3机械伤害 (25) 9.4应急物资 (26) 9.5应急电话 (26)
目录 1 编制说明.................................... 错误!未定义书签。 编制依据.................................... 错误!未定义书签。 编制原则.................................... 错误!未定义书签。 编制范围.................................... 错误!未定义书签。 2 工程概况.................................... 错误!未定义书签。线路概况 .................................... 错误!未定义书签。隧道主要工程量............................... 错误!未定义书签。 3 岩爆的特点及辨识........................... 错误!未定义书签。岩爆的基本特征............................... 错误!未定义书签。 岩爆产生的条件.............................. 错误!未定义书签。 判断岩爆发生的应力条件..................... 错误!未定义书签。 地应力计算与隧道岩爆预测.................... 错误!未定义书签。 ........................................... 错误!未定义书签。 ........................................... 错误!未定义书签。 ........................................... 错误!未定义书签。 ........................................... 错误!未定义书签。 4、岩爆的预防及处理方案....................... 错误!未定义书签。总体施工方案 ................................ 错误!未定义书签。超前地质预报 ................................ 错误!未定义书签。 超前探孔................................... 错误!未定义书签。