秦岭终南山公路隧道岩爆特征及处理措施(原创) (2007-05-20 17:12:18)
秦岭终南山公路隧道岩爆特征及处理措施
张杰
中国天津市
摘要：介绍秦岭终南山公路隧道岩爆发生的条件、岩爆类型及特征，提出了钻爆法施工通过岩爆段的处理措施。
关键词：公路隧道岩爆施工措施
1、前言
秦岭终南山公路隧道为国家规划“四纵四横”西部大通道中的“银川—西安—武汉”和“二连浩特—包头—西安—北海”两条大通道公用线上的特大型控制工程，也是我国目前长度最长达18.02Km，最大埋深为1600m公路特长隧道。隧道位于陕西省西安市长安区石贬峪乡与柞水县营盘镇之间，设计为两座平行双车道隧道，分为东、西两线，两线间距为30m。该公路隧道东线通过洞口及现有的秦岭铁路隧道II线作为出渣通道施工，实现了长隧短打，可缩短工期，减少投资。在施工过程中，遇到了较强烈的岩爆，岩爆是此隧道施工主要的地质灾害。本文拟通过秦岭终南山公路隧道出口段柞水境内7.6Km地段围岩的岩爆分析、研究，提出钻爆法施工通过岩爆地段的施工处理措施。
2、工程地质情况
秦岭终南山公路隧道出口段地质按岩性主要分为两段，发生岩爆地质灾害的地段主要分布在第二段，具体地质、岩爆分布见图一（图一见附页）
第一段（K82+816—K79+580）：岩性以含绿色矿物混合花岗岩为主，间夹蚀变闪长岩、闪长玢岩、伟晶岩及长英岩等岩脉，除蚀变闪长岩外，其余岩石强度高、变形小（见表1），岩体受地质构造影响严重，断裂构造发育，有大小断层15层，皆为压性逆断层，岩体节理裂隙较发育—发育，地下水局部较发育，主要为渗水、滴水和小股流水。本段围岩主要为Ⅲ-Ⅳ类，断层带及蚀变闪长岩发育地段为Ⅱ—Ⅲ类，隧道埋深50—600m，具中等地应力（见表2），主要地质灾害是围岩坍方，局部有轻微的岩爆现象。
第二段（K79+580—K75+180）：岩性以混合片麻岩为主，间夹角闪片麻岩、黑云母片岩残留体、长英岩及伟晶岩岩脉等，岩石强度高、变形小（见表1），岩体受地质构造影响轻微-较严重，节理裂隙不发育或较发育，断层局部发育，地下水不发育，仅少数地段有渗水、滴水或小股流水。本段围岩主要为Ⅳ-Ⅴ类，局部断层带为Ⅱ-Ⅲ类，隧道埋深500-1350m，本段全属高应力区（见表2），主要地质灾害是岩爆，局部地段有围岩破碎所引起的围岩坍方。
3、岩爆发生条件
经勘测及秦岭铁路隧道岩爆的研究表明：岩爆的发生主要由地应力和岩性两个因素决定，岩性条件要求岩石具有良好储能性能的弹脆性岩体，隧道初始应力条件要求达到高应力水平。秦岭终南山隧道的岩爆主要发生在第二段
（K79+580—K76+180）的混合片麻岩段，混合片麻岩属极硬岩，其弹性能量指数（Wet）和脆性指数（Kr）都高。第二段围岩埋深大，岩体完整性好，受构造影响轻微，围岩的初始地应力及隧道开挖后形成的最大切向应力都较高，最大主应力σ
1
=34.05Mpa，属于高地应力水平，满足发生岩爆的条件。根据秦岭铁路隧道施工实际调查和岩爆课题组的研究成果，得出秦岭终南山公路隧道岩爆发生的临界条件为：
Rc≥15Rt（1）
Wet≥2.0（2）
σ
θ
≥0.3 Rc（3）
Kv≥0.55（4）
其中：Rc—岩石的单轴抗压强度，在实验室实测。
Rt—岩石的单轴抗拉强度，在实验室实测。
σ
θ—隧道洞壁最大切向应力，σ
θ
=(3σ1-σ3)。
Kv—岩体的完整性系数，由岩体和岩块的纵波速计算得到。
表1 岩石强度及变形参数测试结果
取样位置 岩 性 抗压强度Rc （M Pa ） 抗拉强度Rt （M Pa ） 弹性模量Et （M Pa ）
泊松比 μ 弹性能量指
数
Wet 脆
性
指
数
Kr=（R c/R
t ）
K78+980 混合花岗
岩
140.11 10.24 7.8×10
0.19 6.25 13.
68
K77+176 混合片麻岩
131.99 (12
7.12) 9.44 5.1×10
(4.8×
10)
0.17 7.44 (7.12) 13.
98
K76+906 混合片麻
岩
177.88 13.27 5.8×10
0.17 6.53 13.
40
表2 铁路隧道II 线平导三维地应力测试结果
K81+095
15.07 1057 8.32 1.4 14 76 331 241 62 37.4
270
K76+156
34.05 27.75 14.99 74 7 15 30 143 235 87.16
970
4、岩爆类型及特征
4.1 岩爆类型。
通过对出口段施工过程围岩岩爆的观察、分析研究，将围岩岩爆的类型按破裂程度大小特征分为以下4种：
4.4.1弹射型岩爆
此种类型岩爆发生在极坚硬、极完整的围岩的岩壁上，呈零星断续出现，一般是在开挖后6-12小时发生，发生时有清脆的“啪、啪”声响，随即有约5~10cm 大小的中间厚边缘薄的岩片弹出（弹射距离2-7m ）或烟雾状的岩粉喷射出（即所谓“冒烟”）。此种类型岩爆无明显预兆，持续时间短（一般几个小时），对隧道破坏和机械损坏影响不大，但对施工人员的安全威胁较大。
4.4.2爆炸抛射型岩爆
此种类型岩爆也是零星断续出现，一般也是在开挖后6-12小时内发生，发生时首先有“啪、啪”声响，紧接着像放大炮一样“砰”的一声巨响，随着响声可见到大小不一的片状、块状岩块（最大20—30cm ）和岩粉被抛掷出来，抛掷距离5-7m ，沿爆坑深度一般20-50cm 。此种类型岩爆持续时间一般也只有几个小时，但有一定规模，也具备一定的偶然性和突然性，对机械和施工人员的安全有较大影响，对隧道的破坏也有一定影响。
4.4.3破裂剥落型岩爆
此种岩爆在围岩开挖30分钟即发生，局部地段开挖后一年后还能发生，岩爆发生时有时能听到“啪”或“嘎”，或“啪、啪、啪”或“嘎、嘎、嘎”声响，随即出现岩面开裂，然后发生剥落。岩爆坑规模较大，最大为长×宽×深达10×7×2.5（m ）,剥落的岩块为片状、板状，大小不一，最大为3.0×3.5×0.8(m)。此种类型岩爆从出现响声→开裂→剥落有一个持续过程，但因其规模大、历程长，对隧道的破坏、对机械和施工人员的安全等都有很大的影响。
4.4.4冲击地压型岩爆
此种类型岩爆出现在条带状混合片麻岩中含黑云母片岩地段，黑云母片岩厚度为5-10cm 的薄层状、条带状，与缓倾斜的片麻节理产状基本一致。隧道
开挖后，线路左侧拱部、边墙出现与开挖面基本一致的塌落边帮，并伴有沉闷的爆落响声。
在实际施工中，为了方便施工将岩爆按规模和烈度分为：轻微岩爆、中等岩爆、强烈岩爆三种类型。轻微岩爆规模小，一般多为弹射型、冲击地压型岩爆。岩爆坑较浅，厚度一般小于10 cm，岩爆坑沿隧道轴向长度小于10m，呈零星分布。中等岩爆多为爆炸抛射型和破裂剥落型岩爆，岩爆坑呈三角形、弧形及梯形，连续分布，规模较大，岩爆坑一般几十厘米深，最大达150 cm，沿隧道轴线长10~20m，成片分布。强烈岩爆多为破裂剥落性岩爆，岩爆坑连续分布，最深可达4.3 m，沿隧道轴线长大于20 m。剥落的岩块尺寸大，数量多，生成大量超挖现象，洞形不规则，对正常施工及洞室稳定影响大。
4.2 岩爆特征
4.2.1终南山特长公路隧道出口开挖段围岩中发生的岩爆，主要分布在靠近秦岭岭脊。隧道埋深较大（500-1350m）及地应力最高处（K76+156主地应力值σ1、σ2、σ3分别为34.05Mpa、27.75 Mpa、14.99 Mpa）的地段。
4.2.2强烈岩爆多发生在掌子面后方1—2倍洞径范围内。此范围正是开挖后地应力场调整最强烈、地应力高度集中的区域。强烈岩爆发生时间一般在响炮后30分钟—8小时左右出现，24小时后烈度及频率开始不同程度降低。
4.2.3终南山特长公路隧道出口开挖段，岩爆主要发生在岩性为条带状混合片麻岩夹角闪长英岩、花岗伟晶岩、黑云母片麻岩的第二岩性段中，并且主要集中在隧道中连续分布长度较长、坚硬完整的Ⅴ类围岩中，这可能与这些地段的岩体对地应力的积蓄、贮藏有利有关。条带状混合片麻岩中的角闪片麻岩、长英岩、花岗伟晶岩等岩脉的尖端往往是岩爆起爆点，这是因为这些地方既是应力集中地带又是围岩中的高地应力容易释放的地带。
4.2.4在隧道中岩爆主要发生在线路左侧拱脚及右侧墙脚附近，左侧拱脚附近围岩剥落较严重，岩爆坑规模较大，而右侧墙脚围岩只出现片状开裂。这可能与该段最大主地应力的方向为N30°E，倾角为74°有关，同时也可能受到重力的影响。
4.2.5终南山特长公路隧道出口开挖段发生的岩爆，主要是破裂剥落型岩爆。其特点是爆落的岩块多，岩爆坑深、规模大，持续的时间长。因此，这种类型的岩爆在隧道的正常掘进、底部清渣、围岩支护及出渣等作业都有很大的影响。
5、岩爆段施工处理措施
5.1岩爆地段的防护措施
5.1.1在岩爆段开挖前，注意收集秦岭铁路隧道II线在开挖过程中的岩爆地质资料，包括岩爆类型、规模、分布里程与岩爆具体位置，作到事先预报，提前做好岩爆防治的技术准备和施工准备工作。
5.1.2给施工人员配戴钢盔、穿防弹背心，主要防止弹射型岩爆伤人。在支护区设专职安全员，随时观察围岩状态。如发现险情，及时向带班干部汇报，作到及时支护或组织人、机暂时躲避。
5.1.3在岩爆地段，开挖后及时向掌子面及洞壁进行喷洒高压水，降温除尘，润湿岩面，提高围岩的塑性，这在一定程度可以减轻岩爆的强烈程度。
5.1.4对施工打眼台车进行改造，在台车上方及侧面设立钢筋防护网。在进行钻眼施工时必要在掌子面处也设立钢筋防护网，以确保施工人员的安全。
5.2开挖措施
5.2.1加强光面爆破，保证开挖洞室轮廓圆顺，避免造成局部应力集中而加剧岩爆。
5.2.2在中等岩爆、强烈岩爆地段采取短进尺（2m/循环）、多循环、弱爆破措施。
5.2.3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。超前摩擦锚杆采用Φ40钢管，长度3 m，用三臂液压台车施工，安设的位置主要在拱顶及左右边墙的上部，间距1—1.5 m。在岩爆地段的洞壁上打应力释放孔，孔径?5，孔深2—3m，间距1—1.5m ，以达到减弱岩爆的强度。
5.2.4改变开挖方式，预留岩爆层。在K76+345— K76+392发生过强烈岩爆，整个拱顶及右边墙上部处围岩被爆下来的岩层厚达0.5m —3m，造成了大量超挖，处理困难。施工中采用短进尺2m/循环，预留2m厚的岩爆处理层，岩爆过后再进行二次扩挖爆破、支护，较好地通过强烈了岩爆段。
5.3支护措施
5.3.1发生轻微岩爆时，仔细对洞壁及掌子面进行危岩清撬后，及时喷3cm厚混凝土进行封闭围岩。初喷完后进行锚杆挂网支护，锚杆为Φ22，长度2.5m，间距0.8—1.5m。在拱部挂钢筋网（Φ8钢筋，间距25 cm），后进行二次喷射混凝土，厚度9cm。
5.3.2发生中等岩爆时，支护与发生轻微岩爆时处理措施类似，不同点是挂网后在锚杆外露端头进行横焊Φ22的钢筋加固后再进行二次喷射混凝土施工。
5.3.3强烈岩爆对施工人员及施工设备的威胁最大，必要时进行避让，等岩爆强度基本平静下来再进行支护。对强烈岩爆区域必须进行钢拱架支撑、锚喷挂钢筋网进行支护，钢拱架1榀/m，与喷锚网形成联合支护体系。
6、结束语
通过对秦岭终南山公路隧道出口段7600m长度范围内的岩爆研究、分析及处理，较好地通过了岩爆段，没有发生人员伤亡事故。经施工过后对岩爆段进行的观察，洞壁未再产生各种类型的岩爆，所喷的混凝土未发生开裂、剥落，钢拱架也未产生明显的变形，围岩收敛变形基本稳定，对岩爆段的处理是比较成功的。但由于人们对岩爆发生的机理认识不是很深，如何更好地通过岩爆这种地质灾害，国内外隧道可借鉴的资料不多，因此，还将作进一步的我们对岩爆作进一步研究，以不断探索，使岩爆灾害的治理更加科学和完善。
参考文献：
[1] 张可诚张杰等，秦岭隧道掘机通过岩爆地段的对策，世界隧道，2000（4）
[2] 张国云编著，地下工程岩爆资料汇编，铁道部隧道工程局科研所情报室
[3] 秦岭终南山特长隧道设计说明铁道部第一勘察设计院
仅供参考[整理] 安全管理文书 岩爆的预防及处理 日期：__________________ 单位：__________________ 第1 页共7 页
岩爆的预防及处理 （1）岩爆产生条件 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； ②围岩新鲜完整，裂隙极少或仅有隐裂隙，属坚硬脆性介质，能够储存能量，而其变形特性属于脆性破坏类型，应力解除后，回弹变形很小； ③具有足够的上覆岩体厚度，一般均远离沟谷切割的卸荷裂隙带，埋藏深度多大于200m； ④无地下水，岩体干燥； ⑤开挖断面形状不规则，造成局部应力集中。 ⑥在溶孔较多的岩层里，则一般不会发生岩爆。 （2）岩爆的特点 隧洞内的岩爆一般具有以下特点： ①在未发生前，并无明显的征兆，虽经过仔细寻找，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。 ②岩爆发生的地点多在新开挖的工作面附近，个别的也有距新开挖工作面较远，常见的岩爆部位以拱部或拱腰部位为多；岩爆在开挖后陆续出现，多在爆破后的2～3小时，24小时内最为明显，延续时间一般1～2个月，有的延长1年以上，事前一般无明显预兆。 ③岩爆时围岩破坏的规模，小者几厘米厚，大者可多达几十吨重。石块由母岩弹出，小者形状常呈中间厚、周边薄、不规则的片状脱落，脱落面多与岩壁平行。 ④岩爆围岩的破坏过程，一般新鲜坚硬岩体均先产生声响，伴随片 第 2 页共 7 页
状剥落的裂隙出现，裂隙一旦贯通就产生剥落或弹出，属于表部岩爆；在强度较低的岩体，则在离隧洞掌子面以里一定距离产生，造成向洞内临空面冲击力量最大，这种岩爆属于深部冲击型。 （3）岩爆的现场预测预报 ①地形地貌分析法及地质分析法 认真查看其地形地貌，对该区的地形情况有一个总体的认识，在高山峡谷地区，谷地为应力高度集中区，另外根据地质报告资料初步确定辅助洞施工期间可能遇到的地应力集中和地应力偏大的地段。 依据地质理论，在地壳运动的活动区有较高的地应力，在地区上升剧烈，河谷深切，剥蚀作用很强的地区，自重应力也较大。 ②AE法（声发射法） AE法主要利用岩石临近破坏前有声发射现象这一结果，通过声波探测器对岩石内部的情况进行检测，该方法的基本参量是能率E和大事件数频度N，它们在一定程度上反映出岩体内部的破裂程度和应力增长速度。这种预报方法是最直接的，也是最有效的。 ③钻屑法（岩芯饼化法） 这种方法是通过对岩石钻孔进行，可在进行超前预报钻孔的同时，对钻出的岩屑和取出的岩芯进行分析；对强度较低的岩石，根据钻出岩屑体积大小与理论钻孔体积大小的比值来判断岩爆趋势。在钻孔过程中有时还可以获得如爆裂声、磨察声和卡钻现象等辅助信息来判断岩爆发生的可能性。 ④地温法 采用红外线测温仪，若地温接近正常埋深地温，说明地下水渗流弱，围岩干燥无水，则产生岩爆的可能性较大。 第 3 页共 7 页
罗克韦尔自动化产品秦岭终南山隧道工程解决方案 一、概述 秦岭终南山公路隧道是目前世界上第一座采用双洞单向行驶的特长山岭公路隧道，单洞全长１８．０２公里，双洞总长３６．０４公里，建设规模居世界第一。 秦岭终南山隧道采用了大量新理念、新技术，建设有国际领先的监控管理系统、防灾救援系统、运营服务系统，整个工程创下６项“隧道之最”。其中一个隧道之最就是世界高速公路隧道最完备的监控系统。只有具备了完备的监控系统，才能保证隧道的安全可靠运行。 秦岭终南山隧道的交通监控、环境监控、通风控制、照明控制、火灾报警、横通道门监控、中央监控等系统的各类监控点超过１万个。这些监控点数据的采集和控制都是通过区域控制器（PLC可编程逻辑控制器）来实现的。区域控制器是隧道监控系统乃至整个隧道建设中最为核心的设备。 罗克韦尔自动化公司为秦岭终南山隧道监控系统提供高性能、高可靠性的区域控制器：AB品牌ControlLogix系列PLC。该PLC有着极高的稳定性和可靠性，及时采集隧道内各设备的信息，分析各项数据，并控制隧道内交通、环境、通风和照明设备，确保隧道的安全可靠运行。 秦岭终南山隧道于2006年11月20日建成通车，监控系统一直运行良好，AB的PLC为监控系统的稳定运行提供了良好的保障。 二、罗克韦尔自动化公司简介 罗克韦尔自动化公司是一家全球领先、北美第一的自动化控制领域供货商，旗下有AB品牌的PLC（可编程逻辑控制器），变频器和软启动器，拥有种类齐全的各类隧道控制解决方案。罗克韦尔自动化公司拥有百年的自动控制经验，提供专业的产品和完备的服务，以此来满足用户的各类需求。 通过查看https://www.doczj.com/doc/cd2174106.html,公司主页，了解更多信息。
新建铁路 长沙至昆明铁路客运专线长昆湖南段岩爆地段施工方案 编制： 审核： 批准：
中铁隧道集团沪昆客专长昆湖南段 一、编制依据 1、隧道施工图纸； 2、高速铁路隧道工程施工技术指南（铁建设2010-241号）； 3、批准的《***隧道实施性施工组织设计》。 二、工程概况 ***隧道315m设计为板岩、砂质板岩、炭质板岩、弱风化，裂隙较发育，岩体较完整。洞身深埋，有可能产生岩爆。设计围岩级别为IIIc围岩，支护参数为H150的格栅钢架间距1.0m/榀，C25喷砼23cm，拱部设Φ22中空组合注浆锚杆、边墙设22砂浆锚杆，锚杆纵向间距1.5m，环向间距1.2m，呈梅花形布置。 三、岩爆的形成原因 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。 四、岩爆的特点 1、在未发生前，并无明显的征兆，虽经过仔细寻找，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。 2、岩爆发生的地点多在新开挖的工作面附近，个别的也有距新开挖工作面较远，常见的岩爆部位以拱部或拱腰部位为多；岩爆在开挖后陆续出现，多在爆破后的2～3小时，24小时内最为明
显，延续时间一般1～2个月，有的延长1年以上，事前一般无明显预兆。 3、岩爆时围岩破坏的规模，小者几厘米厚，大者可多达几十吨重。石块由母岩弹出，小者形状常呈中间厚、周边薄、不规则的片状脱落，脱落面多与岩壁平行。 4、岩爆围岩的破坏过程，一般新鲜坚硬岩体均先产生声响，伴随片状剥落的裂隙出现，裂隙一旦贯通就产生剥落或弹出，属于表部岩爆；在强度较低的岩体，则在离隧洞掌子面以里一定距离产生，造成向洞内临空面冲击力量最大，这种岩爆属于深部冲击型。 五、岩爆的分类 岩爆按规模和烈度分为：轻微岩爆、中等岩爆、强烈岩爆三种类型。轻微岩爆规模小，一般多为弹射型、冲击地压型岩爆。岩爆坑较浅，厚度一般小于10cm，岩爆坑沿隧道轴向长度小于10m，呈零星分布。中等岩爆多为爆炸抛射型和破裂剥落型岩爆，岩爆坑呈三角形、弧形及梯形，连续分布，规模较大，岩爆坑一般几十厘米深，最大达150cm，沿隧道轴线长10～20m，成片分布。强烈岩爆多为破裂剥落性岩爆，岩爆坑连续分布，最深可达4.3m，沿隧道轴线长大于20m。剥落的岩块尺寸大，数量多，生成大量超挖现象，洞形不规则，对正常施工影响大。 六、防治岩爆的施工方案及措施 1、岩爆地段的防护措施 1.1结合超前地质预报技术，对掌子面及掌子面前方15～20m的地段进行监测，推算岩石强度，并根据岩石强度及有关经验公式判定存在岩爆的可能性。 1.2在岩爆段开挖前，注意收集开挖过程中的岩爆地质资料，包
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
2014/?/？ 秦岭终南山公路隧道调查报告西南交通大学高速公路隧道课 指导教师：?？ XXXXX 2011？？？土木？班
XXXXX 2011？？？土木？班 目录 基础情况介绍 (2) 隧道概况 (2) 工程水文地质条件 (3) 隧道整体设计构造 (4) 洞门及洞身结构形式 (5) 施工通风技术 (6) 营运通风照明技术 (7) 防灾报警系统 (10) 营运监控技术 (11)
XXXXX 2011？？？ 土木？班 基础情况介绍 秦岭终南山公路隧道是世界最长的双洞高速公路隧道。该隧道是国家 交通规划网内蒙古包头至广东茂名高速公路在陕西境内的重要路段，也是 陕西省“三纵四横五辐 射”公路骨架网中西安 至安康高速公路沟通秦 岭南北地区交通的控制 性工程。 秦岭终南山 公路隧道北起西安市长 安区五台乡，南抵商洛 市柞水县营盘镇，隧道 单洞全长18.02公里，双洞长36.04公里。隧道按双向车道高速公路标准建设；隧道净宽10.5米，限高5米；设计车速80公里/小时，总投资 31.93亿元。007年1月20日，秦岭终南山公路隧道举行通车仪式，至此，制约陕南经济发展的秦岭天堑变为通途，西安至柞水的通行里程缩短约60公里，行车时间由原来的3小时缩短为40分钟。 隧道概况 秦岭是黄河与长江两大水系的分水岭，是西安至安康高速公路必须克 服的天然屏障。秦岭终南山特长隧道位于西康公路西安至柞水段，隧道全长18.020km ，为东线、西线双洞四车道，中线间距30m 。该隧道由石砭峪
XXXXX 2011？？？土木？班 垭口翻越秦岭地区的终南山，在隧道东侧与西康铁路秦岭特长隧道相邻。进口位于长安县石砭峪乡青岔村石砭峪河右岸。出口位于柞水县营盘镇小峪街村太峪河右岸。洞内为人字坡，最大纵坡为 1.1%。隧道最大埋深 1600m。行车速度为60~80km/h，隧道内路面为水泥混凝土路面 工程水文地质条件 秦岭终南山隧道洞身岩性主要以混合片麻岩和混合花岗岩为主，岩石坚硬，岩体完整，受构造影响轻微，节理不发育，围岩类别多为Ⅳ、Ⅴ类，最大埋深1640m。经预测在该段可能发生轻微至中等程度岩爆,局部岩爆 强烈。 隧道通过地段岩性主要为混合片麻岩夹斜长角片岩及片麻岩残留体，岩体强度为600-800Kpa。隧道通过12条秦岭小断层及1条秦岭隧道地区断层，围岩类别以Ⅳ、Ⅴ类围岩为主，共长2056米。在洞口段设计有56米的Ⅱ类围岩衬砌，断层通过地段大多为Ⅲ围岩，共长438米。 隧道施工中的裂隙水分两种情况，一是位于节理裂隙贫水段，地下水 呈网状分布，主要储存于构造裂隙残留体接触带裂隙及风化裂隙中，单位
岩爆防治措施 本施工管段毛坡良隧道及平导、李贵街隧道，主要岩质为花岗岩，且埋深较厚，形成岩爆发生条件。现平导已有发生岩爆的现象。为确保施工安全，现对岩爆的防治措施交底如下。 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。
岩爆发生的规律： 岩爆发生在质地坚硬、强度高、干燥无水、高应力区的脆性岩体中。在隧道开挖形成的新临空面附近。初始应力由原来的三向状态转变为两向应力状态，并在开挖壁上局部应力集中，若壁面集中的最大切向应力达到某一临界应力时，岩爆灾害才会发生。因此，可以说工程施工是岩爆发生的诱发条件。不同的开挖方法，造成的壁面局部应力集中的程度和部位不同，所以不同的岩爆特征及危害程度也是不同的。 岩爆发生有以下几个规律： 1、岩爆最强部位是距掌子面1-3B（B为硐径）。发生岩爆要比开挖落后，岩爆发生时，就发出“啪-啪-”的或撕裂的声音，随后是片状岩块爆落下来，并有不同程度的弹射，弹射距离与岩爆等级有关，从1-2M甚至超过20M，岩爆岩块多呈片状、透镜状、棱块状，少数为板状，块体大小一般为0.15-0.3M，宽0.1-0.2M，厚0.05-0.1M，大的岩块可长达 1.0-1.5M，宽0.5-0.7M，厚0.1-0.2M。 2、岩爆发生一般分期发生，其特点分别为：岩爆严重期。暴裂后2-4小时，开始在掌子面岩爆发生频繁，经常有薄片状、透镜状、的岩块清脆的剥落声，若岩性致密时，会出现闷雷声，这种现象4小时至开挖后一周内出现。延缓期：一个星期至八个星期为延缓期。岩爆不定期发生，没有规律可循，这个时期对隧道的影响很大，防不胜防，经常发生掉块坍方向现象，所以把这段时间称为破坏期。 稳定期：八个月至一年之后为稳定期，但是在稳定期期间，一旦有扰动，仍有可能发生岩爆。
3、通过对岩爆坑的察看可知，岩爆爆裂面整体呈阶梯状V形断面，爆裂面以新鲜破裂面为主，少数迁就原生节理面，破裂面主要沿两个方向发生，一组破裂面与开挖洞壁面平行，破裂角0~5度，另一组破裂角与洞壁斜交，夹角为20~25度，在新鲜的破裂面上可见定向排列的破裂纹，他与隧道切向应力方向大致平行。 4、通过对有些隧道岩爆的岩体破坏特征与室内试件受压时的破坏特征对比分析表明，岩爆破坏特征与室内有端面约束的轴向变形或荷载控制下岩石试件受压破坏特征十分相似。因此，硬脆岩石中的岩爆属于劈裂（或涨裂）。其形成发生过程为逐渐破坏过程，其过程分为三个阶段。 （1）、劈裂成板阶段：储存有较高弹性应变能的脆性岩体，由于隧道开挖使初始应力场发生重分布，形成二次应力场。此时在开挖工作面附近由于原来的三向应力状态转变为二向应力状态。距开挖工作面后方约一倍洞径外的应力集中系数最大，理论分析认为，洞壁附近的最大应力可达3б1—б3，出现在洞壁与б1方向相切处，使洞壁附近的岩体受压，导致垂直洞壁方向上张应力作用，使岩体在平行最大切向应力方向产生劈裂，随应力增大，不断扩大，相互贯通，并在洞壁以里一定深度形成板状劈裂。板面平直，无明显擦痕，劈裂成板阶段，围岩消耗一部分弹性能，在初始应力相对较小，围岩中弹性应变能储备较小的情况下，这种劈裂破坏不再继续发展，仅在劈裂剥落。此时因无弹射现象，仅属静态下的破坏，一般不属于岩爆破坏，此时，则可将劈裂看作岩爆的初级破坏阶段。 （2）、剪断成块阶段：切向应力在平行破裂板面方向上继续对其作用，产生切向压缩变形的同时，径向变形愈加明显，越靠近洞壁变形越大，板内
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，
煤矿冲击地压预防措施 煤矿冲击地压预防措施 冲击地压是聚集在矿井巷道和采场周围岩体的能量突然释放。在井巷中发生的爆炸事故。动力将煤岩抛向巷道，同时发出强烈声响，造成煤岩体振动和煤岩体破坏、支架与设备、人员伤亡，部分巷道跨落破坏等。冲击地压具有突发性、发生条件复杂性的特点。 新城煤矿开采至今无冲击地压现象发生，但根据临矿(城山煤矿)以前25#煤层发生过冲击地压现象及我矿部分采区开采深度已经达到-580水平，矿井开采深度的增加，矿山压力显现日趋明显，为做好矿井冲击地压预测和预防工作，防止冲击地压危害，确保矿井安全生产，依据《煤矿安全规程》和有关规定及法律法规，特制定以下防范措施如下： 一、管理机构 组长：王连军 副组长：杨庆胜谢学文沈广东王杰黄万胜 金邵柱 成员：生产科机电科地测科安监处供应科 运输区通风区调度室 二、抢险准备工作 1、全矿各单位人员、工种，必须熟知矿井冲击地压灾害基本知识，掌握冲击地压发生的机理、预兆、影响因素及危害，以便及时采取相应
的救援措施。 2、根据矿井冲击地压事故的特点，必须提前准备好各类技术装备，以便抢险救灾工作的需要。(液压起重器、大绳、矿工斧、镐、刀锯、两用锹、担架、检测仪器、苏生器、生命探测仪等) 3、生产科负责编制并贯彻落实施工措施，确保抢险施工安全进行。 4、机电科负责抢险期间机电设备及供电系统的安装使用，并在事故发生第一时间，停止矿井生产电源。 5、地测科负责了解事故现场情况，分析判断事故严重程度、波及范围及存在的威胁。 6、安监处负责现场监督抢险过程的安全情况，杜绝二次事故的发生。 7、供应科负责准备抢险期间需要的所有工具并保证其安全质量。8、运输区负责各类材料、工具、空重车皮的运输，确保各类材 料、工具车皮及时达到作业地点。 9、通风区负责通风系统的巡查、调风、风机安设等工作，确保 井下无串联风、微风、无风等现象。 10、调度室负责联系组织各单位抢险工作，并在事故发生的第一时间，通知矿井所有人员进入新鲜风流中躲避。 三、技术管理 1、要对各开采煤层进行煤层冲击倾向性鉴定，并认真做好待采区段冲击地压危险性评价。 2、编制防治冲击地压专门设计。评价为有冲击地压危险性的区段，采
秦岭终南山公路隧道建设与管理六大创新亮点 国家高速公路包茂线穿越秦岭方案的确定及其隧道方案的通风、防灾救援、监控、建设与运营管理等关键技术均属世界性难题。秦岭终南山公路隧道主要从6个方面进行了科技创新，走出了一条自主创新与集成创新之路，形成了特长公路隧道建设与运营管理成套技术体系，奠定了我国公路隧道国际领先地位。 第一是创新了可靠、节能、环保的特长公路隧道运营通风技术。首次确定符合我国现用车辆的CO、烟雾（VI）浓度基准排放量及其修正系数，提出适合我国交通状况的隧道通风设计控制新指标；攻克了隧道复杂通风系统网络计算、送排风口距离和角度等多项关键技术难题，形成节能、高效的超大直径三竖井分段纵向通风成套技术，研究成果达国际领先水平（属公路运输管理技术领域）。 第二是创立了高效、安全的综合防灾救援体系。建立了能模拟多种复杂火灾工况下双洞隧道、三条横通道、两座竖井共同作用的火灾通风试验基地，揭示了火灾时不同工况的温度场、压力场、污染物浓度分布及其流动规律，提出公路隧道火灾模式下考虑火风压、节流效应、烟流阻力等的计算方法，充实了公路隧道防灾理论，构建了集监控、报警、通风、救援和灭火为一体的综合防灾救援技术体系。研究成果达国际领先水平。 第三是建立了完善的智能化隧道监控系统。基于特长公路隧道多因素监控系统规模设计法和安全预警体系与事故防范模式下的软件控制措施，采用数据分布式处理方法建立完善的特长公路隧道智能监控系统，解决了特长隧道设备种类多、数量多、采集和控制信息点数庞大、控制复杂的技术难题。研究成果达国际领先水平（属公路标志、信号、监控工程领域）。 第四是创新了特长公路隧道建设技术。选用18千米隧道将路线降低至雪线以下，极大地改善了路线线形和通车条件，保证全天候安全通行；建设期间“零死亡”创国内外安全施工先例；创新施工技术，自主研发施工装备，创造大断面隧道月掘进、大直径竖井全断面开挖月进尺等多项建设纪录，授权专利3项，国家级工法1项，省部级工法2项（属隧道工程领域）。 第五是创新了特长公路隧道运营管理体系。创立“编目体系、任务体系、管理体系”三个层次的公路隧道管理模式和工作联动机制，建成基于GIS、VR等信息技术的特长公路隧道管理系统软件，设立了多方协作配合的联勤联动救援机制，创新了我国特长公路隧道运营管理技术（属交通运输科学技术领域）。 第六是与国内外同类技术对比，秦岭终南山公路隧道为双洞高速公路隧道，其长度居世界第一；竖井的最大深度达661米，直径达12.4米；而目前国内外已建公路隧道竖井最大深度均不超过400米，最大直径仅为8.5米。国外特长公路隧道的等级较低、交通量小，本项目为高速公路隧道、交通量大、运营安全难度极大，本项目集成创新特长高速公路隧道建设管理体系，攻克了特长高速公路隧道建设管理世界性难题。 来源陕西省交通运输厅
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。
秦岭终南山公路隧道竖井施工技术探讨 胡 健1 雷 平2 王立新3 轩俊杰4 (1江苏现代路桥有限责任公司南京210049;2陕西省高速公路建设集团公司西安710054; 3中铁第一勘察设计院集团有限公司城建院西安710043;4甘肃省交通厅长达路业有限公司兰州730000) 摘 要 结合秦岭终南山公路隧道的竖井施工,介绍了竖井施工的技术难点,对秦岭终南山公路隧道竖井施工方案及相关问题进行探讨,阐述了可行的竖井施工方法,保证了竖井施工工期、安全、环保、经济等方面的要求。 关键词 秦岭终南山公路隧道 竖井 施工方法 随着我国基础建设的扩大,高速公路、尤其是公路隧道随着施工技术的发展,科学技术的进步,大型机械设备的应用得到了迅猛发展。长大隧道越来越多,秦岭终南山公路隧道长18.02km,位居亚洲第一,世界第二。长大隧道的施工技术往往制约着整条公路建设的工期。而长大隧道,尤其是特长公路隧道的施工工期往往又被竖井的施工技术所制约。因为,国内在长大隧道通风竖井施工方面的经验还比较欠缺,有时会因为缺少相匹配的施工技术而使设计工期被后延。所以,特长公路隧道竖井施工技术的探讨对公路建设的可持续发展具有重要意义。本文仅就竖井施工中的有关问题进行讨论,并以秦岭终南山特长公路隧道的竖井施工方案比较为例,对若干特殊的施工方案予以简要说明。 1 秦岭终南山公路隧道竖井工程概况1.1 通风概况 秦岭终南山公路隧道为了提高运营环境条件及安全,采用了3竖井的纵向式通风方案,两线共用竖井,竖井采用隔板将送、排风道隔离,竖井底部排风处设不同高度的导风隔板,以利于风流汇合。3座通风竖井分别将东、西线隧道合分成4个通风段,最长段为4948m,最短段为3781m,依据控制需风量及竖井内v=18m/s的控制风速,确定竖井直径。确定3个竖井分别为: 1号竖井:内径 =10.8m,最大开挖外径 = 12.92m,井深H=190m; 2号竖井:内径 =11.2m,最大开挖外径 = 13.32m,井深H=661m; 3号竖井:内径 =11.5m,最大开挖外径 = 13.62m,井深H=393m。 1.2 地质概况 竖井井位所处地区均属湿润寒冷山地气候,雨量充沛。地下水均为基岩裂隙水,节理裂隙贫水段,地下水类型:H CO3 Ca型水,无侵蚀性(图1) 。 图1 竖井地质纵断面图 1号竖井位于秦岭北坡石砭峪沟中游,竖井地 面高程1126m。出露的地层为:上部31m第四系全 新统崩积块石土,块石岩性为混合片麻岩, 级围 岩。下部为混合片麻岩,夹少量片麻岩残留体,岩体 受构造影响较重,岩体较破碎,以块状镶嵌结构为 主, 级围岩。 2号竖井位于秦岭北坡水洞子沟中上游,竖井 地面高程1703m。出露地层上部30m为第四系全 新统崩积块石土,块石岩性为混合片麻岩, 级围 岩;下部为混合片麻岩,部分地段夹黑云母斜长角闪 24
终南山为世人所瞩目还有一个重要的原因，那就是它的“隐士文化”，终南山自古就有隐逸的传统。中国历史上的不少名人都曾做过“终南隐士”,相传西周的开国元勋姜子牙，入朝前就曾在终南山的磻溪谷中隐居，他用一个无钩之钓，引起周文王的注意，后以八十高龄出山，结束隐逸生涯，辅佐武王伐纣，建功立业，成为一代名相；秦末汉初，有东园公、夏黄公、绮里季、角里四位先生，年皆八旬有余，须眉全白，时称“四皓”，先隐居商山，后隐居终南，终成大业；“汉初三杰”的张良功成身退后“辟谷”于终南山南麓的紫柏山，得以善终；晋时的王嘉、隋唐五代的新罗人金可记、药王孙思邈、仙家钟离权、吕洞宾、刘海蟾以及金元时全真道创始人王重阳、明清时江本实等都曾隐居终南山。终南山历史上高僧辈出，缁素云集，出现过智正、静渊、普安、静蔼、灵裕、虚云等多位高僧大德，然而终南山却始终不太被现代人所重视。特别是隋唐时期,终南山历史上的隐士主要有三种人，一种是不愿意跟新政权合作的士大夫；一种是躲避战乱的逸民。再有一种就是看开放下的人。”
“天下修道，终南为冠”。终南山最高峰有2600多米。无论山势多么陡峭，都有踩踏坚实的山路可寻，小径、石阶，抑或是悬挂在崖上的木板“天梯”和铁链，都表明常年有人在此行走,终南山自古以来就是著名的修道胜地，它既是佛教的策源地也是道教的发祥地。
说到隐居，都会想到是道家的修身之法，过着与世隔绝一般的生活。如果是真正的隐士则根本不在乎在什么地方，什么环境下隐居。那终南山有没有真正的隐士呢？答案是有！《千家诗》里有一则五言诗《答人》偶来松树下，高枕石头眠。山中无历日，寒尽不知年。这首诗的作者现今都已无考，只知道号“太上隐者”，是终南山上的一个隐士，词律简单的几乎可以用白话来形容。我说这才是真正的隐士，诗里所表达思想境界的高深绝非常人可比的，真是领悟到了老子所说“道生一，一生二，二生三，三生万物”的哲学！
xxxx特长隧道(东、西线)模筑衬砌 实施性施工组织设计 1 编制依据、编制原则及编制范围 1.1编制依据 1、铁道第一勘察设计院《xxxx特长公路隧道设计图》、《xxxx特长公路隧道预埋管线和洞室两阶段施工图》、《xxxx特长公路隧道预埋管线和洞室两阶段施工图（补充）》；重庆交通科研设计院《xxxx特长公路隧道预埋管线和洞室两阶段施工图》； 2、xxxx公路隧道工程指挥部《二次衬砌预埋管线及洞室技术交底会议纪要》；铁道第一勘察设计院《xxxx特长公路隧道衬砌断面变更设计图》； 3、有关公路隧道施工规范、质量验评标准等； 4、本单位工程现状、机械设备情况、管理水平、类似工程施工经验。 1.2编制原则 结合本工程具体情况和工期要求，本着“均衡生产、合理安排，统一协调、安全生产、文明施工”的原则精心组织，结合我单位所具备的生产实力进行施组编制，以指导现场施工。 1.3编制范围 本施工组织设计编制范围为：公路东线隧道K67+796～K71+320、K72+320～K74+280段长5484.25m,以及西线隧道YK64+825～YK69+335长4510m范围内的各类围岩衬砌、防排水、预埋管线、路面等分项工程的施工。 2 工程概况 2.1工程简介 xxxx特长公路隧道是xx高速公路上的控制性重点工程，隧道位于长安县、柞水县交界处，设计为两座平行的双车道隧道（上、下行）。下行线隧道进口中线距西康铁路Ⅱ线隧道中线间距30m，出口中线距西康铁路Ⅱ线隧
道中线间距120m，上行线在下行线的西侧，两隧道中线间距30m，呈平行线。东线K64+796～K82+816为下行线隧道，全长18020m，隧道进口高程为1026m，出口高程为896m。西线YK64+825～YK82+845为上行线隧道，全长18020m，隧道进口高程896.85m，出口高程为1025.29m，洞口内最大纵坡为+3%。隧道最大埋深1600 m，埋深超过1000m地段约4Km。 2.2 隧道衬砌设计 本段隧道洞身岩性为混合片麻岩，部分地段夹黑云母斜长角闪片麻岩、云母片岩残留体及花岗质伟晶岩脉。本隧道衬砌内轮廓净宽10.92m，净高7.6m。 本段设计紧急停车带，间距500米，全长40米，宽度较正常地段加宽3.0米。行车横通道，间距为750米，净高5.8米，净宽4.5米。行人横通道，间距250米，其中有1/3的行人横通道与行车横通道合用，净宽2米，净高2.5米。 正洞普通段Ⅱ类、Ⅳ类、Ⅴ类、Ⅵ类围岩采用复合式衬砌，二次模筑衬砌为C25防水混凝土；Ⅲ类围岩采用C30钢纤维混凝土模筑衬砌；其中西线隧道洞口段YK64+825～+881段为Ⅱ类C25钢筋混凝土模筑衬砌。隧道衬砌设计厚度：Ⅱ类模筑衬砌60cm、Ⅱ类复合式衬砌50cm、Ⅲ类衬砌32cm、Ⅳ类复合式衬砌30cm、Ⅴ类复合式衬砌27cm、Ⅵ类复合式衬砌27cm。 2.3 隧道防排水设计 本段隧道在初期支护与二次衬砌之间设1.2mm厚EVA防水板和300g/m2的无纺布，拱墙设φ100mm弹簧半圆管盲沟，间距10m布置一环。全隧道墙脚设φ100mmPVC硬塑料管盲沟，与环向盲沟、墙脚泄水孔三通连接。隧道内设双侧水沟，隧底排水在隧道路面下设15cm的水泥处理碎石排水基层。本隧道路面设计横坡2%，在低侧设φ200mm的圆形路缘排水沟。路缘排水沟除
安革连～琶布铁路隧道 岩爆判别准则及处理措施 安革连～琶布铁路隧道主隧道全长19200m，主隧道最大埋深约1260m，施工斜井总长6880m，斜井最大埋深约946m。隧道穿越主要岩层为石英斑岩、花岗斑岩、花岗正长岩等，岩石质地坚硬，隧道开挖存在岩爆可能。实际施工中2号斜井已发生岩爆现象，对现场施工造成一定的影响，为减小岩爆对施工及安全的影响，初步制定岩爆地段的指导性判别准则及处理措施，供项目部参考。 一、可能发生岩爆的区段及工程地质特征 根据《工程地质勘察报告》，主隧道及斜井可能发生岩爆的区段及工程地质性质见表1. 表1 可能发生岩爆区段及工程地质特征
表中可能发生岩爆的里程范围仅为勘察阶段理论推测，实际发生岩爆的里程范围会有所不同。 二、岩爆发生的判据 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。岩爆的发生与岩石强度、地应力、岩体的完整性、开挖方法有关，归纳起来，岩爆发生的基本条件如下：（1）岩石单轴抗压强度：σc＞80MPa（至少＞60MPa） （2）岩质和岩性：坚硬、脆性 （3）岩体结构：完整或基本完整 （4）地应力值 最大地应力可取围岩自重应力场中的垂直分量σmax=γ·H 式中：γ——围岩容重
H——埋深 σmax＞0.25σc；严重岩爆 σmax=0.15～0.25σc；中等岩爆 σmax＜0.15σc；轻微或不发生 （5）开挖轮廓。钻爆法施工应采用光面爆破，提高光爆效果，钻爆法在开挖轮廓上造成的超欠挖会造成应力局部集中，进而引发岩爆。 三、岩爆烈度划分标准 为便于岩爆地段的处理，根据岩爆发生的强度及烈度，将岩爆划分为无岩爆、轻微岩爆、中等岩爆、强烈岩爆。根据国内秦岭隧道的岩爆预报、防治技术研究成果，岩爆划分标准见表2，本划分标准仅供参考，在本隧道施工过程中，根据实际发生的岩爆特征进行修正。 表2 岩爆烈度划分标准
岩爆发生机理与治理措施 摘要：岩爆是深埋长大隧道的主要地质灾害之一，目前基于岩爆发生机理和治理方式国内外专家都提出了不少理论方法，但用于生产实践时都遇到或多或少的问题。内外相关文献资料的基础上，笔者通过两年多来在岩爆洞段的 施工经验，并查阅国对岩爆的发生机理和防治对策进行探讨。 关键词：深埋长隧道断裂型岩爆应力型岩爆水胀式锚杆爆破应力释放孔1、岩爆发生机理 岩爆是高地应力地区岩石地下工程中的一种常见灾害。它常常表现为声响、片状剥落、严重照片帮和岩爆性的坍塌，有的伴的声响及岩片弹射、能量猛烈释放、洞室豁然破坏，往往给人员、机械设备和建筑的安全带画巨大的损失。在地下洞室的修建过程中，由于开挖使地应力重新分布，围岩应力集中，在洞壁平行于最大初始应力σ1的部位，切向应力梯度显著增大，洞壁受压导致垂直洞壁方向产生张应力。这种应力的作用不断增强，首先产生环向的张裂或劈裂，进而发生剪切破坏。一旦岩块被剪断，且又具有较高的剩余能量时，致使岩块发生弹射，完成弹性势能到动能的转换，形成岩爆。岩爆的发生有外部和内部两方面的原因。其外因在于：岩体中蓄存有高地应力，特别是地下洞室的开挖改变了岩体内存的力学环境，其内因是岩石矿物结构密度、坚硬度较高，一般发生岩爆的岩石单轴搞压强度均在120Mpa以上，内因和外因同时成立是即发生岩爆。 2、岩爆的分类 根据对辅助洞1000多米的岩爆洞段的观察分析，可将岩爆划分为应力型岩爆和断裂型岩爆，应力型岩爆主要发生在围岩结构完整，无贯穿性结构面的岩层中，岩石的主应力达到40%岩石单轴抗压强度以上，岩爆表现形式以片状剥落为主，并伴有声响及岩片弹射，一般破坏性不大；断裂型岩爆主要发生在岩石结构完整，并伴有贯穿性结构面或断层的岩体中，岩体的应力主要集中在贯穿性结构面附近，往往岩体内的最大主应力大于或接近岩石单轴抗压强度，主要表现形式为突发性的震动，并伴有强烈的响声，在有相交结构面的围岩中往往还因岩爆震动引起大规模的坍塌，破坏性较大。对辅助洞施工安全造成严重威胁的极强岩爆多属于断裂型岩爆，从本质上讲，岩爆的发生并不是洞周高应力直接作用结果，而是开挖面附近某一范围内存在的断裂构造在高应力作用下发生破坏（如错动），
秦岭终南山公路隧道岩爆特征及处理措施(原创) (2007-05-20 17:12:18) 转载▼ 标签： 分类：桥隧专业 秦岭终南山公路隧道 岩爆特征 施工措施 秦岭终南山公路隧道岩爆特征及处理措施 张杰 中国天津市 摘要：介绍秦岭终南山公路隧道岩爆发生的条件、岩爆类型及特征，提出了钻爆法施工通过岩爆段的处理措施。 关键词：公路隧道岩爆施工措施 1、前言 秦岭终南山公路隧道为国家规划“四纵四横”西部大通道中的“银川—西安—武汉”和“二连浩特—包头—西安—北海”两条大通道公用线上的特大型控制工程，也是我国目前长度最长达18.02Km，最大埋深为1600m公路特长隧道。隧道位于陕西省西安市长安区石贬峪乡与柞水县营盘镇之间，设计为两座平行双车道隧道，分为东、西两线，两线间距为30m。该公路隧道东线通过洞口及现有的秦岭铁路隧道II线作为出渣通道施工，实现了长隧短打，可缩短工期，减少投资。在施工过程中，遇到了较强烈的岩爆，岩爆是此隧道施工主要的地质灾害。本文拟通过秦岭终南山公路隧道出口段柞水境内7.6Km地段围岩的岩爆分析、研究，提出钻爆法施工通过岩爆地段的施工处理措施。 2、工程地质情况 秦岭终南山公路隧道出口段地质按岩性主要分为两段，发生岩爆地质灾害的地段主要分布在第二段，具体地质、岩爆分布见图一（图一见附页）第一段（K82+816—K79+580）：岩性以含绿色矿物混合花岗岩为主，间夹蚀变闪长岩、闪长玢岩、伟晶岩及长英岩等岩脉，除蚀变闪长岩外，其余岩石强度
高、变形小（见表1），岩体受地质构造影响严重，断裂构造发育，有大小断层15层，皆为压性逆断层，岩体节理裂隙较发育—发育，地下水局部较发育，主要为渗水、滴水和小股流水。本段围岩主要为Ⅲ-Ⅳ类，断层带及蚀变闪长岩发育地段为Ⅱ—Ⅲ类，隧道埋深50—600m，具中等地应力（见表2），主要地质灾害是围岩坍方，局部有轻微的岩爆现象。 第二段（K79+580—K75+180）：岩性以混合片麻岩为主，间夹角闪片麻岩、黑云母片岩残留体、长英岩及伟晶岩岩脉等，岩石强度高、变形小（见表1），岩体受地质构造影响轻微-较严重，节理裂隙不发育或较发育，断层局部发育，地下水不发育，仅少数地段有渗水、滴水或小股流水。本段围岩主要为Ⅳ-Ⅴ类，局部断层带为Ⅱ-Ⅲ类，隧道埋深500-1350m，本段全属高应力区（见表2），主要地质灾害是岩爆，局部地段有围岩破碎所引起的围岩坍方。 3、岩爆发生条件 经勘测及秦岭铁路隧道岩爆的研究表明：岩爆的发生主要由地应力和岩性两个因素决定，岩性条件要求岩石具有良好储能性能的弹脆性岩体，隧道初始应力条件要求达到高应力水平。秦岭终南山隧道的岩爆主要发生在第二段 （K79+580—K76+180）的混合片麻岩段，混合片麻岩属极硬岩，其弹性能量指数（Wet）和脆性指数（Kr）都高。第二段围岩埋深大，岩体完整性好，受构造影响轻微，围岩的初始地应力及隧道开挖后形成的最大切向应力都较高，最大主应=34.05Mpa，属于高地应力水平，满足发生岩爆的条件。根据秦岭铁路隧道力σ 1 施工实际调查和岩爆课题组的研究成果，得出秦岭终南山公路隧道岩爆发生的临界条件为： Rc≥15Rt（1） Wet≥2.0（2） σ θ≥0.3 Rc（3） Kv≥0.55（4） 其中：Rc—岩石的单轴抗压强度，在实验室实测。 Rt—岩石的单轴抗拉强度，在实验室实测。 σ θ—隧道洞壁最大切向应力，σθ=(3σ1-σ3)。 Kv—岩体的完整性系数，由岩体和岩块的纵波速计算得到。 表1 岩石强度及变形参数测试结果