岩爆监测及预防
岩爆的预防及处理
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。
煤矿开采的岩爆灾害控制与防治
制定应急预案和演练
根据矿区实际情况制定针对性 的岩爆灾害应急预案，明确应 急组织、救援流程和资源调配 方案。
定期组织应急演练，模拟岩爆 灾害发生后的救援过程，检验 应急预案的可行性和有效性。
对演练过程中发现的问题进行 总结和改进，不断完善应急预 案。
建立灾害防治技术体系
引进先进的岩爆灾害监测技术， 实时监测矿区岩石应力变化和岩 体稳定性，及时发现潜在的灾害
实施应力解除和卸压爆破
应力解除
通过在采掘工作面前方的围岩中钻孔 、切割等方式，释放应力，降低岩爆 发生的可能性。
卸压爆破
在采掘工作面附近进行爆破，使围岩 产生裂隙，降低岩体内部的应力水平 ，预防岩爆的发生。
采用注浆和加固技术
注浆技术
通过将浆液注入围岩中，使岩体得到加固和填充，提高围岩的整体性和稳定性， 防止岩爆的发生。
02 岩爆灾害的监测与预警
CHAPTER
岩爆灾害的监测技术
声学监测
通过安装声学传感器监测岩爆产 生的声音，判断岩爆发生的可能
性。
应力监测
利用应力传感器监测煤岩体的应力 变化，预测岩爆发生的可能性。
微震监测
利用微震监测技术监测煤岩体的微 震活动，分析岩爆发生的规律。
岩爆灾害的预警系统
数据分析
对监测数据进行分析，识 别岩爆发生的特征和规律 ，建立预警模型。
特征
岩爆灾害具有突发性、破坏性强 的特点，常常造成严重的人员伤 亡和财产损失。
岩爆灾害的危害性
01
02
03
人员安全威胁
岩爆灾害发生时，岩石崩 塌会对现场作业人员造成 严重伤害，甚至威胁生命 。
生产中断
岩爆灾害发生后，煤矿生 产往往需要中断，以进行 灾后救援和清理工作，导 致生产效率降低。
四川某水电站隧洞岩爆预防专项方案
四川某水电站隧洞岩爆预防专项方案一、背景介绍随着水电站建设的进一步推进和发展，隧洞工程的建设也日益增多。
然而，隧洞工程建设过程中，岩爆事故频发，对施工人员的生命安全和财产安全造成了严重威胁。
因此，为了有效预防隧洞岩爆事故的发生，制定一套科学合理的预防专项方案势在必行。
二、隧洞岩爆的原因分析1.地质原因：岩石本身的物理力学性能、结构、节理、岩性及地应力等因素。
2.施工因素：露头掌子面太大、孔网和支护结构设计不合理、起爆和装载等施工操作不当等。
三、预防措施基于对隧洞岩爆原因的分析，制定以下预防专项方案：1.地质勘探和分析在隧洞工程前期，进行详细的地质勘探工作，了解地层地质构造和岩石力学性质，确定岩体的强度和稳定性，以便在设计隧洞时采取相应的防护措施。
2.振动监测系统安装振动监测系统，对隧洞周边的露头进行实时监测，一旦发现异常振动，及时停工进行调查和处理，避免岩爆事故的发生。
3.施工控制措施合理控制露头掌子面积，降低爆破振动影响范围和强度；合理设计孔网参数，降低起爆能量，减少爆炸压力，防止岩爆的扩展；加强支护结构设计，采用合适的锚杆、网架和防护板等增强隧洞的稳定性。
4.人员培训和防护装备对隧洞施工人员进行专业的培训，提高其岩爆事故的预防意识和应急处置能力，以及岩爆事故的自我保护能力；为施工人员配备个人防护装备，包括头盔、防护眼镜、安全绳等，确保其安全。
5.管理与监督建立健全的隧洞建设管理制度，明确各相关部门的职责和权限；加强对施工现场的监督，随时检查施工措施是否符合要求；及时总结和反馈隧洞建设中的经验和问题，及时调整和改进预防措施。
四、应急预案1.事故报告和紧急撤离：在发生岩爆事故时，施工人员应立即报告，并进行紧急撤离，确保人员的安全。
2.现场控制：在已经发生岩爆事故的现场，应禁止其他人员进入，以防止次生事故的发生。
相关人员应及时组织抢险人员进入现场进行清理和修复。
3.事故调查和处理：岩爆事故发生后，应成立事故调查组，进行详细的调查和分析，查明事故原因，从而改进和完善预防措施，防止类似事故再次发生。
岩爆的预防及处理
岩爆的预防及处理岩爆（rockburst）是岩石工程中常见的一种灾害，指在开采过程中岩石突然破裂、碎裂、甚至爆炸的现象。
岩爆既威胁着矿工的生命安全，也对矿山设备和工程结构造成严重的损坏。
为了预防和处理岩爆，需要采取一系列措施，本文将从目前的研究成果和实际应用出发，从预防、诊断到处理进行分析和论述。
一、岩爆的预防1. 了解岩石状况岩石的力学性质和变形特征是岩爆的直接因素，此外还受到地质构造、地应力、介质性质等多种因素的影响。
通过对矿山的地质、地球物理、地应力、地震活动等数据的调查和分析，可以给出矿山岩石的性质及变形响应规律，进而预测和评估矿山出现岩爆的可能性。
2. 选择合适的开采工艺开采工艺的选择直接影响开采面的形成和稳定性。
传统的采矿技术一般采用爆破矿石的方法，这种方法会导致岩层破碎、应力集中，从而对矿山产生威胁。
现代开采技术中提倡非爆破技术，如钻孔拱形控制、梁片法、裂缝注浆等技术，能够保持岩体的完整性，使地质应力不易集中，降低岩爆的发生概率。
3. 建立预警监测系统组建岩爆预警监测系统有助于及早了解岩爆危险程度，防范和减轻岩爆事故的损失。
监测系统应包括固定监测点和移动监测仪器，如震动仪、位移仪、应变计、温度计等，采取实时监测、在线数据处理并及时报警和预测预警方式。
这样可以使采矿员及时采取相应措施，降低岩爆事故的风险。
二、岩爆的诊断1. 进行边坡观察边坡岩体坍落常常是岩爆的开始，早期通过观察岩体表面变形和颜色的变化，发现陡峭的岩壁和混沌不清的草地、烟雾等特征，能够提早发现岩爆的可能性，进行防范和治理措施。
2. 实施地震勘测地震勘测是一种较为常见的岩爆诊断方法，可以通过岩层测震、岩石波速测试等手段，对矿山的地震活动情况进行评估和判断，并根据实时数据调整矿场挖掘方案。
3. 进行地应力测试地应力测量能够测定矿山中的地应力分布特征，为评估矿山开采面和仓面稳定性提供数据支持，提供决策依据，对预防岩爆、保障矿工生命和财产安全具有重要作用。
岩爆的预防及处理范本
岩爆的预防及处理范本岩爆是一种地质灾害，发生于地下的岩石层断裂、破碎和迅速释放能量的过程。
岩爆不仅对人类生命和财产造成威胁，还对地下工程的安全建设和矿山生产造成严重影响。
为了预防和处理岩爆，我们需要采取一系列的预防措施和处理方法。
预防岩爆的措施主要包括以下几个方面：1.地质勘察：在地下工程和矿山开采之前，必须进行详细的地质勘察工作，了解地下岩石的结构、性质和力学特性，特别是对可能存在岩爆危险的区域进行认真评估。
2.合理设计：根据地质勘察的结果，合理设计地下工程或矿山开采方案，避免或降低岩爆的发生概率。
例如，采取分段施工的方法，减少一次性爆破的规模，降低对岩石的破坏程度。
3.支护措施：对于可能存在岩爆危险的地层，采取有效的支护措施，增强岩体的稳定性。
常用的支护方法包括锚杆锚索支护、喷射混凝土支护、钢架支护等。
4.监测系统：在地下工程和矿山开采过程中，建立完善的监测系统，及时监测地下岩体的变形和应力变化，预警可能发生的岩爆。
常用的监测手段包括应变计、振动监测仪、声波监测仪等。
处理岩爆的方法主要有以下几点：1.撤离人员：一旦发生岩爆，首要任务是迅速撤离人员，确保人员的安全。
在地下工程和矿山中应建立完善的疏散通道和应急预案，以便在发生岩爆时能够迅速有序地撤离。
2.修复和补救：在岩爆发生后，及时对地下工程和矿山设施进行修复和补救，恢复其正常运行。
这需要对受损的设施进行评估和修理，并进行必要的加固和支护措施。
3.事故调查和分析：对岩爆事故进行调查和分析，寻找事故的原因，总结教训，制定相应的改进措施，以避免类似事故再次发生。
4.法律法规和标准：加强对地下工程和矿山安全生产的法律法规和标准的制定和落实，建立和完善相关的管理机制和监督体系，加强安全意识，提高管理水平，减少岩爆事故的发生。
防范岩爆是一项复杂而艰巨的任务，需要多方面的合作和努力。
只有在科学合理的预防措施和应急处理措施的支持下，才能最大限度地预防和减少岩爆事故的发生，保障地下工程和矿山的安全运行。
岩爆的预防及处理
岩爆的预防及处理
岩爆是指在岩体中发生的爆炸现象，通常是由于岩石中的内部或外部应力超出其承受能力而引起的。
岩爆现象的出现可能导致山体滑坡、岩溃、切割和崩塌等灾害，严重威胁着人们的生命财产安全。
因此，预防和处理岩爆问题至关重要。
预防岩爆主要包括以下几个方面：
1. 坚持勘察：对于需要建设或者开采的山体，必须先做好细致的勘察工作，及时发现存在岩爆隐患的地方。
2. 分析参数：在勘察的基础上，应进行岩石力学和参数分析，评估岩体稳定性，找出岩爆发生的可能性及危害。
3. 加固处理：对于已经发现有岩爆隐患的地方，可以采用加固措施，如爆破、注浆、锚杆等方式，提高岩体整体的承载能力。
4. 冲洗排水：在岩体中存在水体，将会极大地加剧岩体稳定性的问题，因此要加强冲洗排水，防止水坑、泉眼等地方集水。
处理岩爆主要包括以下几个方面：
1. 调查：对发生岩爆的地方进行详细勘查，列出事故发生的原因和造成的伤害，并采取相应的措施进行处理。
2. 隔离：在岩爆发生的地方进行隔离，禁止人员靠近，以免再次发生意外。
3. 处理：根据情况采取措施，如加固、疏堵浚通等方式进行处理，以确保安全。
4. 报告：对于一起岩爆事故，必须及时向相关部门汇报，并对事故进行现场检查，查看是否存在其他隐患。
总之，预防岩爆是关键，而处理岩爆后的救援和恢复也是非常重要的。
在日常的工作、生产中要时刻关注岩石结构的变化，减少岩爆的发生，确保人们的生命财产安全。
隧道岩爆防治、处理措施
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。
最新岩爆地质施工预防措施
岩爆地质施工预防措施九岭山隧道岩爆地质施工预防措施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小时内，但也有的是在较长时间后发生。
隧道中常遇到的岩爆以顶部或拱腰部位为多。
根据对本隧道地应力测量报告，在隧道埋深超过460～590m 的洞段存在岩爆的可能，故施工中应注意采用合适的施工方法和辅助措施，以尽量降低岩爆的可能。
隧道内岩爆的特点1）岩爆在未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。
在没有支撑的情况下，对施工安全威胁甚大。
它与隧道施工中的一般掉块落石，在现象上有明显的不同。
2）岩爆时，石块由母岩弹出，常呈中间厚，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，岩爆发生的时间多在爆破后2-3h。
岩爆施工预防措施因目前对岩爆尚无准确的预测方法和特效防治措施，某种单一的方法也可能难以奏效。
因此，选用各种方法，采取综合防治是十分必要的。
针对九岭山隧道的特点，特制定如下预防措施，望施工人员遵照执行。
1) 随隧道掘进设专人及时对围岩的高压喷水，保持围岩表面湿润，利于应力的释放和调整。
2) 按设计施作初期支护和补强系统锚杆。
锚杆孔位、规格、型号和锚杆长度应符合设计要求。
3) 随时观察和注意围岩表面的变形情况，加强围岩收敛与应力量测。
4)对主要施工设备安装防护棚架或防护网；掌子面架设移动防护网，防止岩块飞出，有效保护人员及设备安全。
5)加强现场岩爆监测、警戒及巡回找顶，必要时及时躲避。
组织专门人员全天侯巡视警戒及监测。
听到围岩内部有闷雷似的声响时，应尽快撤离人员及设备，特别严重岩爆地段，每次爆破循环之后，作业人员及设备均应及时躲避一段时间，待岩爆平静为止。
6）岩爆地段要反复经常找顶。
设置专人负责找顶，找顶工作要经常化制度化，防患于未然。
6)隧道开挖后必须及时按设计和规范要求对开挖围岩进行初期支护。
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条件（导致围岩局部应力过高的条件） • • • 埋深：几百米至2000m 岩体质量：I 类和II 类围岩 地质构造：褶皱、断层附近
3.
描述
•
•
围岩破坏和微震是原因，岩爆是后果
决定控制策略 – 降低能量水平和提高抗震能力
隧洞侧壁岩石剥落
Байду номын сангаас
岩爆预警方法
工程意义
微震位置
微震的表现、监测和描述
1. 表现
•
• • 2.
围岩破裂：爆破后完整数小时后破裂
声响：围岩破裂能量释放的表现方式之一 震动：相对较强的微震可以导致有感震动现象
监测与描述 • • 描述方式：里氏震级 微震监测系统提供商 多用途综合系统： ASC 矿山行业： ESG、ISS
微震的原因、条件与描述
岩爆的几种模式
岩石弹射
岩石冒落
岩石鼓胀
岩爆烈度分级
岩爆判别
岩爆分级
主要现象
临界埋深 (m)
围岩强度应力比Rb/σm
支护类型
不支护或局部锚杆或喷 混凝土。大跨度 时，喷混凝土、 系统锚杆加钢筋 网。 喷混凝土、加密锚杆加 钢筋网，局部格 栅钢架支撑。跨 度大于20m时， 并浇混凝土衬砌。
轻微岩爆 (Ⅰ级)
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。
岩爆的定义
发生岩爆的过程中往往伴随着开挖空间的 大应变、大位移以及岩层碎块从母岩中的
高速脱离，向开采空间抛出，抛出的岩体
质量从数吨到数千吨不等。
岩爆是如何产生的
破裂声和震动现象
断裂滑动的冲击破坏
战术性方法
结论与建议
• 岩爆多发生在整体结构、块状结构的围岩中，围岩较稳定、坚硬、干燥、裂隙不发育；
岩爆的运动特征以松脱、剥离为主，少量弹射。预测在尚未揭露的辅助洞洞段仍将发
生强烈~极强岩爆。 • 岩爆活动可分为活跃期和持续期。岩爆活跃期：岩爆多发生在掌子面掘进后几小时内，
以5～20小时内最为活跃，岩爆较多。大多数岩爆均发生在该段时间内，距掌子面约
炮眼布置（直眼掏槽和斜眼掏槽）周边眼的控制爆破（光面爆破、预裂爆破）
周边眼
辅助眼
掏槽眼
改变爆破方式
• • 采用断进尺小爆破减小爆破扰动 采用合理的开挖程序、炮孔布局和联网方式
上游侧厂纵0-6.3
MS13 MS13 MS13 MS11 MS9 MS13 MS7 MS13
200
MS13
150 150 150
6～12m的范围内。岩爆持续期：掌子面推进数天乃至数月后发生强烈岩爆部位仍有可 能再次剥落和发生岩爆。 • 辅助洞岩爆防治，需根据不同的岩爆烈度级别，采取防、治结合的支护，包括改善围 岩的物理力学性质、应力解除、调整作业、待避预防措施和喷、锚、格栅钢架等加固 措施，必要时，考虑改变爆破方式和断面形式。 • 加强岩爆的预测预报工作。
2.6
2.5
1.7 1.3
1.0
0.6
双江口岩爆控制策略
岩爆控制是一揽子方案，不是解决某个环节的问题即可，没有灵丹妙药
战略性方法：改变结构布置、开挖顺序、端面形态等方法 • • • 先导洞开挖、台阶开挖、掌子面形态等 注意双江口施工过程中人为创造的岩柱 钻爆法 应力解除爆破 支护：注意体现支护及时性、系统性、有效性的具体措施 • TBM 支护：大部分情况下岩爆处理，注意对滞后岩爆的控制
岩爆次数与开挖时间关系图
岩爆次数与距掌子面距离关系图
隧洞施工过程中的短期经验预测法
1. 岩石越新鲜，完整和干燥，岩性越脆弱，岩爆发生的可能性越大，虽即岩体为整体结果，类整 理结构，块状结构，干燥无水地段的洞室易发生岩爆 2. 断层，节理发育附近的完整岩体部位，易发生岩爆。复杂的地址构造带容易发生岩爆，如向斜、 背斜、褶曲、岩脉、断层以及岩层的突变、岩相发生变化附近等等 3. 钻孔过程中，岩体有隆隆爆裂声，摩擦声和卡钻现象，易发生岩爆。超前钻孔出现饼化现象的 地段，岩爆的危险性很大 4. 5. 6. 抗压强度越大，发生岩爆的可能性越大 听到岩石劈裂的响声，随后看到岩块掉块现象，可能即将发生岩爆 岩壁发现有明显的挤压、外鼓现象部位，可能即将发生岩爆
330
MS15
机组中心线
MS9 MS11 MS13
200
瀑布沟电站实例
MS15
MS15
MS15
MS15 MS15
下游侧 厂纵0+5.7
解除应力爆破设计方法
去应力爆破孔布置设计（与应力场方位有关）
去应力爆破孔装药量设计：围岩质量、应力水平、需解除的体积 需要核实的问题：炸药类型与采购渠道
辅助洞的解除应力爆破孔设计
1. 经验方法 • • 中长期预警：根据岩爆发生条件的认识和研究成果 短期预警： 根据岩爆发生条件和前兆的经验总结 具有一般规律， 同时存在特殊性 2. 监测方法（微震监测系统） • • 工程布置合理性， 支护合理性、支护强度、支护质量
•
•
开挖洞泾、端面形态和顺序
掘金方法：TBM掘进的多次岩爆和滞后岩爆问题
高地应力岩爆监测与预防
内容
1. 岩爆的定义 2. 深埋隧洞围岩破坏方式与发生条件 3. 微震与岩爆 4. 岩爆预警方法 5. 岩爆控制与处理方法
岩爆的定义
岩爆 (rockburst) 是地下工程开挖过程中在高 地应力条件下，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
MS9 MS9 MS11
200
MS13 MS13
MS15 MS7 MS11 MS9 MS3 100 MS3 MS15 MS15 MS1 MS9 MS11 MS13 2发火雷管 MS1 MS13 MS11 MS9 MS15 MS5 MS5 MS9 MS11 MS13
150
150
MS15
300
100
MS13 MS11 MS9
围岩表层有爆裂脱落、剥离现象，内部有噼 啪、撕裂声；岩爆零星间断发生，影 响深度小于0.5m；对施工影响较小。
4～7
中等岩爆 (Ⅱ级)
围岩爆裂脱落、剥离现象较严重，有少量弹 射有似雷管爆破的清脆爆裂声；有一 定持续时间，影响深度0.5~1m；对施 工有一定影响。
围岩大片爆裂脱落，出现强烈弹射；有似爆 破的爆裂声；持续时间长，并向围岩 深度发展，影响深度1~3m；对施工影 响大。 围岩大片严重爆裂，大块岩片出现剧烈弹射， 震动强烈，有似炮弹、闷雷声；迅速 向围岩深部发展，影响深度大于3m； 严重影响甚至摧毁工程。
采用机械化施工 － 岩爆地段的安全要求的重要保证
改善围岩的物理力学性质
• 在边墙及拱部成放射状倾斜向岩体内部钻孔，并向孔内灌高压水，使岩体有一定程 度软化，加快围岩内部的应力释放后再施工。主要用于中等以上的岩爆地段。 • 通过向岩体注水，可以起到如下的效果： 可以提前释放弹性应变能并将最大切向应力向围岩深部转移 高压注水的楔劈作用可以软化、降低岩体的强度 高压注水可产生新的张裂隙并使原有裂隙继续扩展，从而降低岩体储存弹性应 变能的能力
岩爆在时空上的特征及规律-实例
16 12 8 4 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 第一次岩爆时间 T（小时）
18
岩爆次数 n （次）
15 12 9 6 3 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 距掌子面距离 （m）
岩爆次数 n（次）
2～4 H≥Hcr
强烈岩爆 (Ⅲ级)
1～2
极强岩爆(Ⅳ级)
<1
应力释放孔，喷混凝土、 加密锚杆加钢筋 网，并浇混凝土 衬砌或格栅钢架 支撑。
微震与岩爆-因果与时空关系
1. 学术定义 • 微震是岩石破裂时动力波在围岩中传播时引起的震动现象
•
2. • • •
岩爆是微震导致的围岩破坏
围岩破坏和微震是原因，岩爆是后果 决定了岩爆预警的依据 – 理解围岩破裂 决定了控制思想和策略： • • • 破坏源和破坏位置可以不同，标本兼治 降低能量水平（较深部位） 提供抗震能力（浅表围岩） 岩爆位置
•
科研队伍提供中短期预警、以现场人员为主体的短期预警、结合监测结果的现场
决策方式和工作流程
微震监测实例
某矿山1995-2005期间监测到的微震记录统计表
年份 1995 1996 1997 1998 1999 2000 最小震级 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 最大震级 3.7 2.7 3.1 3.9 3.2 3.2 次数 762 30 103 164 166 111
岩爆防治措施
• 改善围岩受力状态：
（1）短进尺、弱爆破； （2）优化爆破方式； （3）应力解除； • 改善围岩物理力学性质
（1）喷水软化围岩；
（2）加固围岩； • 调整施工作业——待避
开挖扰动与岩爆的关系
秦岭隧道岩爆频率与掌子面距离的关系
工程实践表明，采用“短进尺、弱爆破”可以有效控制岩爆
改变爆破方式
岩面→及时实施防岩爆锚固措施（包括快速锚杆、挂网、钢拱架等）→后
续实施系统锚杆支护
双江口岩爆预警系统构想
1. 思路 • 2. 经验判断、数值分析、监测三者结合，互相补充
微震监测 • • 联合供应商进行设备改造，适合双江口现场条件 借助专家力量，在监测基础上进行预警，即具备现场报警能力
3.
预警：施工承包商和科研机构联合 • 通过培训强化现场技术人员的经验判断能力
大理岩水理作用特征曲线
辅助洞施工可以改善的环节
近期 喷层不均匀、使用的钢筋网不标准 增大垫板尺寸并注意与喷层/网的结合 远期 锚固的机械化施工 工业化生产的锚杆