下载文档原格式
隧道施工中的岩爆与地震灾害防控技术引言：随着城市化进程的加速，隧道工程在城市交通建设中扮演着至关重要的角色。
然而，隧道施工中常常会遭遇到岩爆与地震这两类灾害，给工程施工和施工人员的安全带来严峻的挑战。
因此，如何有效地预防和控制这些灾害，成为了隧道工程建设中亟待解决的问题。
本文将就隧道施工中的岩爆与地震灾害防控技术进行探讨。
一、岩爆灾害的发生机理岩爆是指在岩石开挖或加载受力过程中，岩体内部的压力超过了其极限承载力，导致岩石突然破裂并释放能量的现象。
岩爆灾害常常发生在岩石质量较差、构造活跃的地区，特别是在高压水源附近。
岩体的应力集中、物理力学性质差异等因素都会成为岩爆发生的催化剂。
此外，隧道工程施工中的震动和冲击也可能导致岩爆的发生。
二、岩爆灾害的预防与控制技术为了预防和控制岩爆灾害的发生，隧道工程中可以采用多种技术手段。
首先是合理的隧道设计。
隧道设计应该充分考虑地质条件、岩体力学性质等因素，对高风险区域进行合理的定位和设计，减少岩爆的潜在风险。
其次是采用先进的检测技术。
通过在施工现场进行岩体光弹性监测、应力监测等手段，及时了解岩体的力学状态，可以提前预警和控制岩爆的发生。
此外，在施工中采取安全措施也是关键。
例如，使用喷射混凝土和锚杆支护等的加固方式，增强隧道的稳定性和抵抗岩爆的能力。
三、地震灾害的发生机理地震是地球地壳发生快速释放能量的自然现象，其能够引起严重的破坏和损失。
在隧道施工中，地震灾害也是一个必须要面临的挑战。
地震灾害的发生机理与岩爆类似，均与地质构造和应力状态有关。
当地质构造发生变动时，形成断裂带，地震会在断裂带上由一个地点传播到另一个地点，并以波动的形式向外传播。
四、地震灾害的预防与控制技术为了预防和控制地震灾害对隧道施工的影响，科学的设计和施工是非常重要的。
首先是选址与设计。
在选址过程中，应避免选择地震活跃区域或构造复杂的地质条件。
在设计过程中，要考虑地震荷载的影响，并采取相应的抗震设计措施，如增加隧道的抗震能力和合理布置支护结构。
重庆陆家岭隧道岩爆工程地质特征分析与防治措施研究摘要：根据在重庆陆家岭隧道施工中发生的岩爆，通过现场地质观测资料，具体地分析了其形成的规模、位置、诱发因素以及地质条件，从地质工程的角度，对岩爆发生地段隧道的岩石组成、地质构造、地应力特征以及地下水情况进行了探讨，发现在陆家岭隧道施工中发生岩爆的岩石具有岩体结构面发育适中、弹性模量大、P波波速高、地质构造简单、现代水平构造应力强且主压应力轴σ1大角度相交于隧道中轴线和地下水不发育的特征，并在此基础上，提出了掌子面喷水、布设释放地应力锚杆、减少隧道壁聚能结构等有效的岩爆防治措施。
关键词：隧道工程；岩爆；工程地质特征；防治措施；陆家岭隧道引言岩爆是在高地应力条件下进行隧道施工的过程中，围岩因开挖卸荷导致洞壁应力分异，岩体内部原先储存的弹性应变能突发性地急剧释放出来，使隧道围岩产生爆裂松脱、剥落、弹射甚至抛掷的一种动力失稳的地质现象，是一种高地应力区常见的工程地质灾害，对于隧道施工的人员和设备均造成了直接威胁。
因此，详细研究发生在陆家岭隧道施工中的岩爆，总结其发生发展的规律并提出相应的防治措施，对于保证隧道施工的安全，进一步探索岩爆地区工作方法都有一定的理论参考价值[1～5]。
2陆家岭隧道岩爆发生的工程地质特征陆家岭隧道位于重庆东南部地区，是重庆—宜昌高速公路西段重要工程，起止桩号：ZK113+485～ZK119+865，中心桩号ZK116+175，全长6 380 m，隧道进口标高1 063.63 m，出口标高1 020.12 m，成洞洞径15 m，隧道埋深120～600 m。
施工地区为中低山和丘陵地区，最大海拔1 876 m，地形自然坡度35°～65°，局部山体陡峭，植被发育。
隧道围岩主要是上侏罗统熔结凝灰岩，岩石致密坚硬，完整性好，呈块状镶嵌～大块砌体结构，局部有少量结构面或贯通性微张节理，风化程度低，地下水贫乏，不发育。
自2003年11月开始施工以来，先后在隧道7个区段的拱顶和边墙发生了93次岩爆，具体发生岩爆位置及次数见图1。
深埋长隧洞岩爆微震监测、预警与防控技术探讨摘要：岩爆是高地应力条件下地下工程开挖过程中，硬脆性围岩因开挖卸荷导致洞壁应力变化，原先储存的弹性应变能突发性急骤释放，因而产生爆裂松脱、剥落、弹射甚至抛掷现象的一种动力失稳地质灾害。
也是深埋隧洞开挖过程中典型高应力硬岩挤压破裂局部集中化诱致的次生地质灾害，岩爆具有很强的突发性、随机性和危害性。
随着埋深的增加和地应力水平的增高，岩体所赋存的地质环境更为复杂，开挖诱发的岩爆灾害更加突出、严重，给深埋隧洞工程设计、施工与运行等带来极大的安全隐患。
关键词：深埋；预警与防控1前言当高地应力硬岩区地下洞室开挖后，围岩往往呈现变形小而破裂多的现象。
轻微岩爆特征是围岩表层呈零星爆裂脱落、剥落状，爆坑深度小于0.3m，对施工影响较小；中等岩爆特征是围岩呈较严重的爆裂脱落、剥落状，具少量弹射，有一定持续时间，影响深度0.3～1.0m，对施工有一定影响；强烈岩爆特征是围岩大片爆裂脱落、具强烈弹射，破坏范围和块度大，影响深度1.0～3.0m，对施工影响大；极强岩爆特征是围岩大片严重爆裂，大块岩片出现剧烈弹射，震动强烈，破坏范围和块度大，影响深度大于3.0m，严重影响工程施工。
为此，开展岩爆微震监测、预警与防控技术可实时监测隧道开挖过程中岩体破裂的时空分布及演化特征，是目前深部硬岩工程岩爆监测与预警的主要有效的技术手段。
通过岩爆微震监测预警可以提前预警岩爆等级，根据预警结果，采取工程措施，降低岩爆风险，进而保障施工安全与施工进度。
2 岩爆微震监测预警的目的（1）岩爆是深埋隧洞开挖过程中典型高应力硬岩挤压破裂局部集中化诱导的次生地质灾害，它具有很强的突发性、滞后性、延续性、衰减性、位置性。
随着隧洞埋深的增加和地应力水平的增高，岩体所赋存的地质环境更为复杂，开挖诱发的岩爆灾害更加突出，给深埋隧洞工程设计、施工与运行等带来了极大的挑战。
①岩爆突发性：岩爆现象是一种高应力能量的突然释放，在发生前没有明显的预兆。
地下洞室施工中岩爆的预测及防治方法（锦屏建设管理局工程一部周洪波）【题记】锦屏工程中有大量的地下工程，包括公路隧道、辅助洞、一二级地下厂房、二级引水隧洞等，岩爆是地下洞室开挖施工过程中应特别注意的问题。
本文总结了岩爆的特征、类型及分级，对引发岩爆的因素进行分析和归纳，并总结了岩爆可能发生的判据，由此可对岩爆的发生进行预测；通过对岩爆发生因素的分析及判据的总结，本文还总结了一些岩爆的防治措施，可在地下洞室施工中借鉴和应用。
岩爆是一种极为复杂的动力失稳现象，迄今为止，人们对其形成机理还无统一认识。
一般认为，岩爆是高地应力条件下地下洞室开挖过程中，因开挖卸荷引起洞室周边围岩产生应力分异作用，储存于硬脆性围岩中的弹性应变能突然释放且产生爆裂脱落、剥离、弹射甚至抛掷性等破坏现象的一种常见动力失稳施工地质灾害。
它直接威胁施工人员、设备的安全，影响工程进度，已成为世界性的地下工程难题之一。
为此，对在地下洞室开挖过程中是否发生岩爆和可能在哪些部位发生岩爆作出预测和判断，并制定必要的防治措施，以维持围岩稳定和施工安全十分重要。
一、岩爆的特征、类型及分级岩爆是岩体中聚积的高弹性应变能的一种具有代表性的释放现象。
岩爆是突发性的，主要表现为岩体急剧破坏，岩块由岩体表面上突然飞出，而且大部分发生在掌子面及附近的边墙上，与塌方、坍顶有明显不同。
简单地说，岩爆就是地下洞室周边围岩的应力集中，不能承受这种应力集中的岩石发生突然地脆性破坏，而从自由面剥落、弹出或抛射的一种现象。
岩爆的类型可以从多个角度描述，根据岩爆特征，考虑岩爆危害方式、危害程度及其防治对策等因素，可分为：片状剥落型、爆裂弹射型，爆炸抛射型、洞壁垮塌型。
还可将岩爆分为：（1）应变型：指地下洞室周边坚硬岩体产生应力集中，在脆性岩石中发生激烈的破坏，是最一般的岩爆现象；（2）屈服型：指在有相互平行裂隙的地下洞室中，洞室壁的岩石屈服，发生突然破坏，常常是由爆破振动所诱发的；（3）岩块突出型：是因为被裂隙和节理等分离的岩块突然突出的现象，也是因爆破或地震等而诱发的。
公路隧道深竖井围岩岩爆机理及稳定性研究的开题报告一、选题背景和意义公路隧道深竖井是隧道施工中经常遇到的复杂地质结构，其围岩特征和稳定性对于隧道施工的安全和高效具有重要影响。
隧道围岩中岩爆现象是一种常见的地质灾害，可能导致施工工人及设备的安全隐患，同时也会增加施工成本和周期。
因此，对公路隧道深竖井围岩岩爆机理及稳定性进行研究具有重要的实际应用价值。
二、研究内容和方法1. 研究内容本文将通过对公路隧道深竖井围岩岩爆机理及稳定性的研究，主要从以下几个方面进行探讨：（1）深竖井开挖过程中的地应力变化规律，以及与岩爆的关系；（2）深竖井围岩力学特性参数的测试与分析；（3）基于数值模拟的深竖井围岩稳定性分析，同时考虑围岩岩性、结构、构造等因素对于稳定性的影响；（4）针对实际工程案例进行深竖井围岩岩爆机理及稳定性的实验研究。
2. 研究方法本文将主要基于实验和数值模拟方法进行深竖井围岩岩爆机理及稳定性的研究，具体方法包括：（1）基于室内模型试验和现场试验，对不同围岩条件下的岩爆危险性进行评估，并分析岩爆发生的主要原因；（2）采用有限元法对深竖井围岩的稳定性进行定量分析，并考虑围岩的岩性、构造、地质等因素对于稳定性的影响；（3）结合现场实际情况，分析围岩稳定性分析的数值模拟结果，并给出相关的安全预警及措施建议。
三、预期成果通过本文的研究，预期取得以下几个方面的成果：（1）深入理解公路隧道深竖井围岩岩爆机理及其影响因素，为以后类似隧道工程的施工提供科学依据；（2）对不同围岩条件下的岩爆危险性进行评估，为隧道施工中的安全预警提供依据；（3）提出一种基于数值模拟的深竖井围岩稳定性分析方法，并应用于实际工程案例中；（4）探索一种针对深竖井围岩岩爆等地质灾害的解决方案，减少隧道施工工人的伤亡和工程成本的浪费。
2024年岩爆的预防及处（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。
岩爆形成条件、预测预报与防治岩爆是高地应力条件下地下工程开挖过程中,硬脆性围岩因开挖卸荷导致洞壁应力分异, 储存于岩体中的弹性应变能突然释放, 因而产生爆裂松脱、剥落、弹射甚至抛掷现象的一种动力失稳地质灾害。
它直接威胁施工人员、设备的安全, 影响工程进度, 已成为世界性的地下工程难题之一。
一、岩爆形成机理分析综合分析岩爆形成机理，可从内因和外因两个方面解释岩爆。
在高地应力区开挖硐室、围岩岩体结构、水文地质条件、地质构造和地形地貌可以构成岩爆形成的内因。
从外因方面来说，硐室开挖施工和钻爆发施工、地震也可以诱发岩爆。
1、高地应力形成岩爆的必要要件是应变能储集, 其力学条件满足: 原岩处于高地应力环境和洞室开挖后形成二次应力高度集中。
（1）原岩初始高地应力环境根据勘察资料显示, /值为2. 1～7. 0, 达到高应力和极高应力水平, 具备了岩爆形成的条件之一。
式中: -岩石饱和抗压强度(); -垂直于隧洞轴线方向的最大初始应力()。
（2）洞室开挖后形成二次应力高度集中在高及极高应力区开挖隧洞, 必将扰动原岩的初始应力状态,破坏隧洞周围岩体初始应力平衡, 从而导致应力重新分布。
当重新分布的围岩应力超过岩爆临界应力, 则产生岩爆。
（3）岩爆发生在洞室围岩内dσ3/ (σ1-σ3)正增长期增长很快的那一范围d σ3/ (σ1- σ3)越高,越易引起岩爆,因为高的dσ3/ (σ1-σ3)抑制了围岩静态破坏与位移，dσ3/ (σ1-σ3)亦可理解为高应力区中σ3的变化,它与岩爆的关系是:在一定应力环境中,围岩内高应力环境(高的σ1-σ3)中最高σ3部位(可直观判读)最容易引起岩爆。
2、围岩岩体结构（1）在深层岩浆岩或片理、片麻理不发育的变质岩中发生的岩爆往往强烈程度较大,使得岩片(块)常呈弹射状抛出。
而在片理、片麻理发育的变质岩中发生的岩爆则往往强烈程度较小,主要为劈裂或剥落形式。
这是由于片理、片麻理发育的变质岩,其岩石颗粒呈明显的定向排列现象。
隧洞工程岩爆的防治及处理要点浅析发布时间：2021-04-12T01:42:32.970Z 来源：《防护工程》2021年2期作者：张永明[导读] 在现代社会经济飞速发展的背景下，金属矿山、工程隧道等工程的挖掘深度以及规模数量也在不断上升。
云南省滇中引水工程有限公司云南昆明 650000摘要：在现代社会经济飞速发展的背景下，金属矿山、工程隧道等工程的挖掘深度以及规模数量也在不断上升。
但是深处岩体所处位置具备较高温度、高地应力以及高岩溶水压的特点，其周围环境极为恶劣，一旦受到挖掘操作的干扰，就很容易出现岩爆灾害，并会对巷道结构产生损害，对工作人员带来生命威胁，从而对工程的安全以及社会的稳定发展产生极大负面影响。
本文主要针对隧道施工岩爆的相关防治技术进行探究，希望能为隧道项目顺利稳定施工奠定坚实的基础。
关键词：隧洞工程；岩爆；危害；防治1导言岩爆是地下工程常见的一种地质灾害，常表现出围岩岩体突然崩落垮塌并伴随剧烈的冲击波且快速集中释放出巨大的能量，具有瞬时性、破坏力强等特点，对人员安全、设备构成极大威胁。
因此，岩爆的防控是一个需要重点深入研究解决的课题。
2工程简介大理Ⅱ段施工1标引水隧洞全长16.918km，设计流量135m3/s，断面型式为马蹄形洞型，断面尺寸9.46×9.46m（Ⅴ类围岩活动性断裂带净空增加0.4m），衬砌厚0.4m～0.8m，长育村隧洞尾段底坡1/4200，海东隧洞前段底坡1/4200。
海东隧洞前段设置4条施工支洞，其中2#施工支洞（永久检修洞）位于海东隧洞右侧，处于大理州挖色高兴村地界内，支洞全长756m，与海东隧洞主洞交叉点里程为DLⅡ7+010.542。
2#施工支洞与主洞夹角（小里程方向）64.868°，设计为6.72%单面下坡，全隧均为直线。
支洞断面采用城门洞型断面，衬砌后断面净空尺寸为7.5m×6m（宽×高），衬砌后底板高程1977.265m，与主洞底板等高。
《深部高应力硬岩隧道围岩岩爆模拟试验及机理研究》2023-10-26CATALOGUE目录•引言•深部高应力硬岩隧道围岩岩爆模拟试验•围岩岩爆机理研究•工程应用与实践•研究结论与展望01引言•深部高应力硬岩隧道是国家重大工程建设中的重要环节，而围岩岩爆是此类隧道建设的关键问题之一。
岩爆常常导致严重的安全事故和工程损失，因此对围岩岩爆的模拟试验及机理研究具有重要的理论和实践意义。
研究背景与意义•目前，国内外学者针对围岩岩爆开展了大量研究，但大多数研究集中在现场观测、数值模拟和理论分析方面，而对于围岩岩爆的模拟试验及机理研究仍存在不足。
因此，开展深部高应力硬岩隧道围岩岩爆模拟试验及机理研究具有重要的现实意义。
本研究旨在通过对深部高应力硬岩隧道围岩岩爆的模拟试验及机理研究，为解决围岩岩爆问题提供理论依据和实践指导2. 围岩岩爆影响因素的研究：分析围岩岩爆与地质构造、材料性质和工程因素之间的关系，确定影响围岩岩爆的主要因素。
3. 围岩岩爆控制方法的研究：根据围岩岩爆发生机理和影响因素的研究结果，提出相应的控制方法，并通过现场试验验证其有效性。
1. 围岩岩爆发生机理的研究：通过对围岩岩爆的能量平衡、应力和应变等参数进行分析，揭示围岩岩爆的发生机理。
研究内容与方法02深部高应力硬岩隧道围岩岩爆模拟试验1模拟试验方法23使用与实际工程地质条件相似的材料进行模拟试验，以再现围岩的力学行为和岩爆现象。
相似材料模拟利用计算机软件对围岩的应力分布、位移场、速度场等进行数值模拟，预测岩爆发生的可能性。
数值模拟在硬岩隧道施工过程中，对围岩进行实时监测，获取围岩的应力、应变等数据，为模拟试验提供参考。
现场监测在实验室或现场进行围岩试样的制备、加载和观测，记录围岩在受力过程中的变形、破裂、位移等变化情况。
试验过程通过模拟试验，获取了围岩在不同应力条件下的变形特征和破坏模式，发现了围岩的脆性、高应力状态下的能量释放等特征。
试验结果模拟试验过程与结果结论通过模拟试验，证实了深部高应力硬岩隧道围岩具有较高的强度和刚度，但在高应力状态下易发生脆性破裂。
2024年岩爆的预防及处理引言:岩爆是一种危险的地质灾害，常常会造成严重的人员伤亡和财产损失。
随着科技和人类社会的发展，对于岩爆的预防和处理方法也在不断改进和完善。
本文将介绍2024年岩爆的预防及处理方法。
一、岩爆的基本概念和形成机制1. 岩爆的定义岩爆是指在地下矿井或隧道中，由于地应力破坏岩体结构，导致岩体大规模剥落、坍塌和碎裂，从而产生极大能量和冲击波，引发爆炸性的地质灾害。
岩爆具有突发性、剧烈性和广泛性的特点，对井下人员和设备的安全造成严重威胁。
2. 岩爆的形成机制岩爆的形成机制主要与以下因素有关：(1) 地应力：地下岩体受到地质构造和覆岩荷载的作用产生内部应力，当这些应力超过岩石的抗拉强度时，岩体就会发生破坏；(2) 岩体结构：岩石的物理性质和结构决定了它的抗拉强度和稳定性，结构破碎和岩层滑动容易导致岩体剥离和坍塌；(3) 地质构造：地下岩层的构造断裂、层面滑动、岩层的交接等地质构造缺陷是岩爆的多发区域；(4) 采矿活动：采矿活动会改变地下地质应力分布和岩层稳定性，增加岩爆的风险。
二、岩爆的预测与监测方法1. 岩爆的预测方法岩爆的预测方法主要包括地质学调查、地应力测量、岩体声波监测、振动监测和岩体应力监测等。
通过对地下岩体的物理特性和地质构造的分析，以及对地下地应力和岩体应力的监测，可以预测出潜在的岩爆危险区域。
2. 岩爆的监测方法岩爆的监测方法包括地面监测和井下监测两种方式。
地面监测主要是通过对采矿工作面周边地表形变的监测，以及地震波的监测来判断岩爆的危险性。
井下监测主要是通过安装传感器和监测设备，在井下监测岩体的位移、应力和振动等参数的变化，从而及时发现岩爆的迹象。
三、岩爆的预防与控制措施1. 岩爆的预防措施(1) 合理规划和设计：在矿井或隧道的规划和设计中，要充分考虑岩体的力学性质和稳定性，合理选择采矿方法和支护措施，减少岩爆的风险。
(2) 加强地质勘探：在施工前对地下岩体进行详细勘探，了解地质构造和岩体性质，找出潜在的岩爆危险区域并采取相应的预防措施。
