
11.4.1.岩爆的预测、预报
当隧洞施工中可能发生岩爆时,应遵循以防为主,防治结合的原则,对开挖面前方的围岩特性、地质状况,是否存在断层或断层破碎带以及水文地质情况等进行预测、预报,根据表一的内容,发现有较强烈的岩爆发生的可能性时,应及时研究施工对策,作好施工前的必要准备。以地质为先导,其主要的方法可归纳为以下三个方面:
(1)以超前探孔为主,辅以声发射法、电磁波、钻速测试等手段。
(2)开挖面及其附近的观察预报,通过地质的观察、素描,分析岩石的"动态"特性,主要包括岩体内部发出的各种声响和局部岩体表面的剥落等。
(3)以辅助路为先导,采用工程类比法进行宏观预报。
11.4.2.岩爆的施工对策
根据岩爆强度大小对其进行严格的分级。对不同的岩爆级别采用相应的技术对策措施,以尽量降低岩爆发生的强烈程度和减少岩爆造成的损失。
(1)增设临时防护设施,给主要的施工设备安装防护网和防护棚架,给人员配发钢盔、防弹背心等,掌子面加挂钢筋网。
(2)对于微弱岩爆地段,直接在开挖面喷洒高压水,以软化表面,促进应力释放和调整,对于中等和强烈岩爆地段,在隧洞设计断面轮廓线以外,包括边墙和拱部,以间距40-60cm,施打孔径∮=90-120mm,深L=3.5-5.0m的大孔,并向孔内喷灌高压水。
(3)选用合理的开挖方式,在岩爆较严重的地段采用短进尺,弱爆破的开挖方法,每循环进尺控制在1.0-1.5m,最大也不宜超过2.0m,这样有利于及时对开挖面进行支护,缩短开挖面的暴露时间,以减轻岩爆发生所带来的危害。
(4)开挖应尽可能的采用光面爆破,使岩石尽量平整,减少应力集中。爆破后应及时清楚浮石,在岩爆多发区爆破后应进行待避。
(5)采用钢纤维喷射砼,根据支护类型喷10~12cm厚的C20纤维砼,同时配合布置钢筋网,可以大大岩爆的发生。
(6)施作超前锚杆,对于岩爆强烈的开挖掌子面,可采用安设超前锚杆的方法,对开挖面前方的围岩进行"锁定",锚杆宜采用磨擦型锚杆(或早强锚杆),锚杆的环向间距0.5-1.0m锚杆的长度必须大于开挖循环长度的2.0-2.5倍。
(7)施作预防岩爆的锚杆,布置于拱部和两侧边墙,需要时,也可布置于开挖掌子面上。局部易发生岩爆地段,打φ25、长4.5m的随机预应力锚杆,锚杆间距一般为0.8-1.5m,与喷射砼联合使用,形成喷锚加固作用。
(8)针对大断面引水洞,当发生强烈岩爆时,可以在断面以内的适当位置,先掘进一个15-30m的小导坑,让地层中的高地应力得以部分释放后,再进行隧洞的开挖。
11.4.3.岩爆发生时的应急措施
岩爆有爆破后立即发生的,另一种是滞后的,滞后的岩爆是深层岩体的应力释放,同时在应力释放过程中,沿节理面岩石进一步松弛,有些岩块顺节理面掉落,后一种灾害更隐蔽,不易防范,所以必须做好支护,切勿以为围岩类别高,只要当时不发生岩爆即忽略了支护作用,因此将采用以下措施预防:
(1)岩爆发生后应彻底停机待避,同时进行工作面的观察记录,包括岩爆的位置、爆落的数量、弹射的速度和距离、岩爆前后的声响等,并尽快对岩爆强度进度分级。
(2)不论在掌子面、拱部、两侧边墙,都要进行2-3次找顶。
(3)尽快施作锚杆,一般应采用尽早受力的磨擦型锚杆(或早强锚杆),而不要采用普通砂浆锚杆。
(4)岩爆非常剧烈时,为了安全,应在危险距离范围以外躲避一段时间,直至岩爆平静先来为止。
(5)及时喷射砼,挂设钢筋网,或喷射钢纤维砼,厚度为5-8cm。
(6)采用台车钻眼时,对岩爆的强度在中等以下时,为了不间断施工,可以在台车及装渣机械、运输车辆上加装钢板,构成"防石棚",以避免岩爆弹射出来的块体伤及作业人员和砸坏施工设备。
