秦岭终南山隧道岩爆施工方法_pdf
隧道岩爆区施工方案
隧道岩爆区施工方案一、前言隧道施工中遇到岩爆是一种常见现象，给工程建设带来一定的影响。
岩爆区施工方案的制定和执行对于保障施工安全和工程质量具有重要意义。
本文将探讨隧道岩爆区的施工方案。
二、岩爆区分析岩爆是指由岩石中的应力引起的破裂和碎裂现象，通常发生在地下岩石较硬和应力较大的区域。
岩爆会导致岩石飞形状成碎片，给隧道施工带来极大的危害。
三、施工方案制定3.1 前期调查在隧道岩爆区施工之前，需要进行充分的前期调查，包括地质勘探、岩石力学性质等方面的调查，以了解岩层的情况，为后续施工提供参考。
3.2 防护措施针对岩爆区域，需要采取有效的防护措施，包括加固措施、隔离带设置等，以减少岩爆造成的危害。
同时，要做好现场监测，一旦发生岩爆，能及时采取应急措施。
四、施工实践4.1 钻孔爆破在岩爆区施工过程中，常常采用钻孔爆破的方式来处理较硬的岩石。
在进行钻孔爆破前，需要根据不同岩石的特性设计合适的爆破方案，以确保爆破效果。
4.2 工艺改进在施工过程中，可以通过工艺改进来减少对岩石的损伤，减少岩爆的发生。
比如，采用先进的爆破技术、控制爆破参数等。
五、总结与展望隧道岩爆区施工方案的制定和实施是一个复杂的工程问题，需要综合考虑地质、力学等多方面因素。
通过合理的防护措施和施工工艺，可以减少岩爆造成的危害，保障施工安全和工程质量。
未来，随着科技的发展，相信在这方面会有更多的创新和突破。
希望通过本文对隧道岩爆区施工方案的讨论能够引起更多从业者的关注和思考，共同努力提升施工质量，保障工程安全。
以上是本文的全部内容，谢谢阅读！。
岩爆施工方案第二组
5.在开挖过程中采用"短进尺、多循环"，同时利用光面爆破技术，严格控制用药量，以
尽可能减少爆破对围岩的影响并使开挖断面尽可能规则，减小局部应力集中发生的可能
性。在岩爆地段的开挖进尺严格控制在2.5m以内。
6.加强施工支护工作支护的方法是在爆破后立即向拱部及侧壁喷射钢纤维或塑料纤维混
向应垂直岩面，间距数十厘米，深度1~3m不等。必要时，若预测到的地应力较高，可
在超前探孔中进行松动爆破或将完整岩体用小炮震裂，或向孔内压水，以避免应力集中
现象的出现。
4.在施工中应加强监测工作，通过对围岩和支护结构的现场观察、通过对辅助洞拱顶下
沉、两维收敛以及锚杆测力计、多点位移计读数的变化，可以定量化地预测滞后发生的
广、京九、京哈之后，中国第5条南北大通道。铁路正线
长度267.49km。西康铁路是当时中国桥隧比例最高的铁
路，其中着名的秦岭隧道全长18.46km，最大埋深
1600m，隧道长度为当时国内第一位、世界第六位。该
隧道位于陕西省长安县和柞水县交界处，在青岔车站与
营盘车站之间，由两座基本平行的单线隧道组成，两线
高变异应力区。图1清楚地说明了这个问题。它是云南冬瓜林金矿山一条运输坑道内发生岩爆的实际
情况:一条侵位于石炭系灰岩内的喜山期煌斑岩脉在其接触面附近形成局部高变异应力区,当该运输坑
道掘进过程中,在紧邻煌斑岩脉的洞壁上就发生了岩爆活动。
(4)综合应力型: 综合应力型系自重应力、构造应力和残余应力等联合作用的结果,彼此难以分清主次。
构造活动区埋深较大的地下工程中,破坏性大。 -3:岩爆主要发生在距断裂构造(带)一定距离范围
的局部构造应力增高区;它是由于断裂构造活动导致局部岩体发生松弛现象,造成局部应力降低带,其
秦岭公路隧道通风竖井岩爆预测和防治措施
第30卷第6期 岩 土 力 学 V ol.30 No. 6 2009年6月 Rock and Soil Mechanics Jun. 2009收稿日期：2008-08-05第一作者简介：徐士良，男，1972年生，博士研究生，讲师，主要从事岩土工程方面的教学和研究工作。
E-mail: slxubest@文章编号：1000－7598 (2009) 06－1759－05秦岭公路隧道通风竖井岩爆预测和防治措施徐士良1, 2，朱合华1，丁文其1，刘宝许3（1. 同济大学 岩土及地下工程教育部重点实验室，地下建筑与工程系，上海 200092； 2. 安徽建筑工业学院 岩土工程系，合肥 230022；3. 中交隧道工程局有限公司，北京 100011）摘 要：秦岭公路隧道2号通风竖井，为国内乃至世界公路隧道规模最大的竖井工程。
根据工程地质资料分析，岩爆是该竖井施工过程中的主要难题。
为了从岩性角度评价竖井围岩的岩爆倾向性，开展了室内岩石单轴压缩变形试验和物理模型试验，根据改进脆性指数指标和模型试验的结果，表明竖井围岩有岩爆倾向性，必须加强岩爆预测和防治。
根据水压致裂法的地应力测试结果和地应力分布特点，采用三维有限元回归分析反演了竖井工程区域的初始应力场。
根据竖井围岩地应力场和Kirsch 解得到的围岩二次应力场，结合Russenes 和陶振宇岩爆判据，进行了竖井岩爆综合预测和分析，得出竖井有轻微和中等岩爆发生的结论，并提出岩爆防治措施。
关 键 词：隧道工程；通风竖井；岩爆预测；地应力；有限元 中图分类号：U 459.2 文献标识码：ARock burst prediction for ventilation shaft of Qinling highwaytunnel and its countermeasuresXU Shi-liang 1, 2，ZHU He-hua 1，DING Wen-qi 1，LIU Bao-xu 3(1. Key Laboratory of Geotechnical and Underground Engineering of Ministry of Education, Department of Geotechnical Engineering, Tongji University,Shanghai 200092，China ；2. Department of Geotechnical Engineering ，Anhui Institute of Architecture and Industry ，Hefei 230022, China;3. CCCC Tunnel Construction Engineering Co., Ltd., Beijing 100011, China)Abstract: No.2 ventilation shaft of Qinling highway tunnel is one of the largest ventilation shafts in the highway tunnel field at home and abroad. Rock burst is a serious problem during the shaft excavation according to the analysis of in-situ engineering geological data. For evaluating rock burst tendency from the perspective of lithological character, the uniaxial compression deformation test and physical model test are carried out. There is a high tendency of rock burst in surrounding rock by analyzing the modified brittleness index and model test result, so it is essential to strengthen rock burst prediction and control. The initial stress field of surrounding rocks of shaft is regressively analyzed by 3D finite element method according to in-situ measured data by hydro-fracturing and distribution properties of in-situ stress. Then the comprehensive rock burst prediction and analysis based on Russenes and Tao criteria are made according to the induced stress field obtained by Kirsch solutions and in-situ stress distribution of surrounding rock of shaft respectively. The result shows that the weak and moderate rock burst will occur during shaft excavation. Finally, some countermeasures to rock burst are proposed. It provides valuable references for other projects.Key words: tunnel engineering; ventilation shaft; rock burst prediction; in-situ stress; finite element method1 前 言岩爆是高地应力区的地下工程在开挖过程中或开挖完毕后，围岩因开挖卸荷发生脆性破坏而导致储存于岩体中的弹性应变能突然释放，且产生爆裂松脱、剥落、弹射甚至抛掷现象的一种动力失稳地质灾害。
秦岭终南山特长公路隧道实施性施工方案
目录第一章安全保证体系及措施 (2)第二章主要施工机械设备配备 (21)第三章主要材料供应计划 (29)第四章编制依据 (42)第五章编制原则 (42)第六章编制范围 (43)第七章工程概况 (43)第八章总体施工组织布置及规划 (46)第九章施工进度安排及保证工期措施 (52)第十章施工方案、施工方法、施工工艺和施工技术措施 (61)第十一章质量保证体系及质量保证措施 1、质量保证体系及管理组织 (133)1第一章安全保证体系及措施2、安全保证体系2.1、安全方针安全第一，预防为主。
2.2、安全管理体系2.2.1、安全管理组织机构1）建立健全安全生产管理机构，在指挥部成立以指挥长为组长的安全生产领导小组，全面负责并领导本项目的安全生产工作，主管安全生产的副指挥长为安全生产的直接责任人，项目总工程师为安全生产的技术负责人。
2）机构配置指挥部设安全质量监察部，安全质量监察部下设安全组，下设专职安全员。
施工作业队设安全室，配置专职安全员。
2.2.2、落实安全生产责任制1）本项目实行安全生产三级管理，即：一级管理由指挥长负责，二级管理由专职安全员负责，三级管理由班组长负责，各作业点设共青团安全监督岗。
2）完善各项安全生产管理制度，针对各工序及各工种的特点制定相应的安全管理制度，并由各级安2全组织检查落实。
3）建立安全生产责任制，落实各级管理人员和操作人员的安全职责，做到纵向到底，横向到边，各自作好本岗位的安全工作。
4）项目开工前，由指挥部编制实施性安全技术措施，对隧道开挖、爆破、初期支护、二次衬砌、运输及通风防尘等作业要编制专项安全技术措施，领导小组同意后实施。
5）严格执行逐级安全技术交底制度，施工前由项目经理部组织有关人员进行详细的技术安全交底。
项目施工队对施工班组及具体操作人员进行安全技术交底。
各级专职安全员对安全措施的执行情况进行检查、督促并作好记录。
6）加强施工现场安全教育（1）针对工程特点，定期进行安全生产教育，重点对专职安全员、安全监督岗岗员、班组长及从事特种作业的起重工、爆破工、电工、焊接工、机械工、机动车辆驾驶员进行培训和考核，学习安全生产必备的基本知识和技能，提高安全意识。
秦岭公路隧道2号竖井地应力与岩爆分析
பைடு நூலகம்
根据竖井工程区 1: 5000 平面地形地 质图, 取 650m ( 850m 的一块 长方形 区域 作为 主要计 算范 围 , 真实模拟了竖井周围高山、 峡谷等地形。计算模 型底面离竖井地表 800m。 。根据竖井区域的地表等 高线, 建立地应力三维有限元计算模型 (图 2) 。 本研究将岩体参数本构关系简化为线弹性材料 模型, 根据工程地质条件和岩石力学试验结果 , 岩体 物理力学参数如表 1 所示。
[ 11]
Cou lomb 准 则 提 出 黏 聚 力 弱 化 摩 擦 强 化 模 型 [ 7] ( CW FS)进行 弹脆塑性分 析 , 江 权等基于 CW FS 模型提出 岩体 劣化 模型 ( RMD ) 进 行弹 脆塑 性分 析
[ 8]
, 都取得较好研究成果。
秦岭公路隧道 2 号竖井垂直向下 , 工作面施工 人员和机械设备多, 一旦发生岩爆, 危害性比一般隧
道大 , 有必要进行岩爆分析和研究。本文根据竖井
1
引
言
的工程地质资料, 利用三维有限元回归分析反演了 工程区内的初始地应力场, 采用陶振宇岩爆判别准 则 , 对竖井岩爆发生进行预测 分析, 并采 用脆性 岩体常偏应力准则 , 确定岩爆区的深度 , 为施工和设 计提供参考。
[ 9]
随着我国公路交通基础设施建设规模的逐步扩 大 , 特大、 长大公路隧道工程将大量出现, 并且大多 修建在高山峻岭之中。特长公路隧道建设中面临的 首要问题是隧道通风, 竖井是长大公路隧道的重要 配套工程之一, 对隧道的通风、 防灾减灾、 正常运营 等起着重要作用。秦岭终南山特长公路隧道位于新 建西安 ∀ 安康高速公路西安 ∀ 柞水段的青岔乡与营 盘镇之间, 全长 18020 m。在目前山区公路隧道中 居世界第 一, 长度列世 界第二 , 被誉为 # 世界级工 程 ∃和 # 中国第一长隧 ∃。该隧道采用 3 竖井通风方 案 , 其中 2 号竖 井井深为 661. 1m, 净直径 为 11 . 20 m, 掘进荒径为 12 . 12~ 16 . 20m, 是目前公路系统中 世界第一大竖井。 2 号竖井表层是 30m 厚的第四系 全新统坡洪积层 , 为 % 级围岩。其中表层为崩积块 石土, 坡洪积层岩性为粉质黏土 , 块石土的岩性为混 合片麻岩。下部为混合片麻岩 , 部分地段夹黑云母 斜长角闪片岩残留体 , 岩体受构造影响轻微, 岩体完 整 , 以大块状砌体结构为主 , 属于 &级围岩。 根据秦岭铁路和公路隧道的施工经验, 岩爆是 该竖井的主要工程地质灾害 , 严重影响施工速度和 安全。岩爆是岩体具有高地应力的一种重要地质标 志 , 在地下工程掘进造成的围岩应力重分布, 而引起 硬脆性岩体在短时间内产生的储备 弹性应变能突 然、 快速释放 , 并发生岩块剥落、 弹射甚至抛掷、 突发 性的破裂
秦岭终南山特长公路隧道安全快速施工技术探析
秦岭终南山特长公路隧道安全快速施工技术探析一、工程概况秦岭终南山特长公路隧道位于陕西省长安市县与柞水县之间的秦岭山区，秦岭铁路二号线隧道的右侧。
全长为18.02公里，隧道内路面设人字坡，变坡点为K79+370，隧道的最大埋深为1.64公里。
秦岭终南山特长公路隧道的东线出口段，全长3公里，除了洞口具有缓和曲线以外，其余都是呈直线。
隧道穿越了8条大小断层，围岩类型变化频繁。
地下水的结构为裂隙水，呈现出网状分布结构。
其中地下水基本没有侵蚀性，只有极少部分含硫酸钙的地下水呈现出弱酸性。
隧道工期为13个月。
二、施工技术要点在进行秦岭终南山特长公路隧道施工时，针对其隧道长度长，且地质条件较为复杂这一特点，主要采用了光面爆破技术，以确保在进行隧道的开挖施工时不会对岩体造成过大的损害，从而导致隧道岩体坍塌事故。
开挖施工时主要采用了滑轮式移动作业平台，先对横通道以及正洞进行施工，施工完毕后对其进行了初期的支护。
在对隧道进行爆破开挖以及正洞施工以后，对隧道内的通风方案进行了试验，以确保其可行性。
隧道内试验通风布置如下图所示。
同时在进行施工时，该工程使用了大量的先进设备和仪器，比如激光断面仪、地质雷达、铰接自卸车等。
三、爆破技术施工本工程在进行隧道的开挖时主要应用了光面爆破技术，其技术特征和预裂爆破技术相似，在进行爆破开挖以后对岩体内部的损害较小，且爆破后边坡比较平整、好看，主要是进行周边眼的爆破工作。
其他还应用了炸药和雷管进行爆破。
（一）爆破参数确定炮眼的直径大小在38～42毫米范围内，采用人工手风钻进行打眼。
炮眼装药系数为：（二）爆破技术的改进工程使用光面爆破技术进行开挖爆破具有许多的好处。
因为光爆药卷的不耦合系数比较大，所以在进行填装是相对容易，能提高施工效率。
同时它对岩体内壁面的冲击系数很小，能有效的保护岩体结构，防止岩体的坍塌。
并且光面爆破的可操作性很强，在针对不同地质岩体爆破需求时可以及时对炸药量进行更改。
秦岭终南山公路隧道施工方法
秦岭终南山公路隧道施工方法秦岭终南山公路隧道的施工方法可不是一般的工程，听起来有点“高大上”，但其实一切都跟我们的生活息息相关。
这条公路隧道横跨了山脉，直接在地下挖了个大洞，能让大家不再绕山走，节省了时间，也让我们更容易通行。
不过，光是想想就知道，这项工程可得费劲了。
毕竟，秦岭的山可是挺高挺险的，你想想，在那样的山里打隧道，得有多少难度？不过，施工的方式很特别，我们一起来看看。
最关键的一步就是要确保“地基稳”。
说白了，就是要搞清楚这个隧道能不能在山里开挖而不塌方。
要是山里面一不小心出了点儿问题，那可就麻烦大了。
施工前，得进行大量的勘探工作，像个“侦探”一样，了解山体的情况。
别小看这个，山体的土质、岩层的分布，甚至是地下水的情况，都得一一搞明白。
你想想，要是在山里打个洞，土层没稳住，一不小心发生塌方，后果可就不堪设想了。
得先把这些“潜在危机”都排除在外，才能放心开工。
开挖隧道的方式也很讲究。
一般来说，隧道施工有几种方法，比如“分段爆破法”和“盾构法”这些。
说到爆破法，大家应该不陌生吧。
就像在电影里，炸药一爆，山就“开花”了。
但现实中的爆破可没那么简单。
每一颗炸药都得精确到位，确保既能炸出想要的岩洞，又不会引发山体的不稳定。
换句话说，打隧道就像是跟山脉玩“捉迷藏”，每一步都得小心翼翼。
不过，有时候爆破不适用，怎么办？没关系，咱们还可以用“盾构机”。
这种机器厉害了，就像是给隧道装上了个超级大“钻头”，在地下慢慢转动，把岩石都搅碎，自己一边转一边把碎石清理掉。
这个方法可以说是稳妥得很，适合那些土质较软、岩层比较松散的地方。
用盾构机开挖，隧道的壁面还特别平整，后期施工也更省力。
在隧道打好后，还得进行支护。
没有支护，山体的压力一大，隧道可能就会变形，甚至垮塌。
所以，隧道壁上得加装一些支撑结构。
常见的支护方法有喷射混凝土、钢拱架等等。
喷射混凝土就像是给隧道披上一层坚硬的“外衣”，让隧道更加牢固。
至于钢拱架，则是通过钢材的支撑力，让隧道在施工过程中更加稳定，减少变形的风险。
3、世界上最长高速公路隧道—秦岭终南山公路隧道
秦岭终南山公路隧道专家技术委员会
成立由孙钧、王梦恕、郑颖人、钱七虎等4位院士领衔的13位专家组成秦 岭终南山公路隧道专家技术委员会。
孙钧
王梦恕
郑颖人
钱七虎
运营通风技术、防灾救援技术、监控技术已有 多项成果通过专家鉴定，达到了世界领先水平
通风、防灾救援、监控、定额、环保、运营管理、信息
邀请了香港柏成公司、瑞士瓦特公司、挪威辛泰夫公司和 北京交通科研院等4家知名公司对运用安全等技术方面进行 了多次交流和咨询。
234.96m
QDSZ-3 420.20m
(m) 2500
2000 1500
1000
AK65
图
M
l
i
例
M
Gn i
N30 W
石
南
砭
木
峪
沟
仙
人 岔
一 号
井
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Mi
M
Gn i
fq4
h=195m
F4
fq7 F5
AK70
含绿色矿物混合花岗岩 Mi
混合片麻岩
二 号 井
水 洞 子 沟
h=710m
M
Gn i
fq 9
8.行人横通道
主隧道设45道，隧道每250米设1处，在行车横通道位置公用。
宽度2.00米，拱角高度2.01米，拱顶高度2.51米。
9.路 面
采用水泥混凝土路面 设计交通量12855车次/日（单洞） 28天龄期设计弯拉强度5.0MPa 隧道路面横坡2％的单向坡 路面板厚度计算采用25cm（根据专家咨询意见改为28cm） 面层下设15cm（12cm）厚水泥稳定碎石排水层 排水层下设15cm厚C15水泥混凝土调平层
隧道岩爆的防治技术和施工措施
隧道岩爆的防治技术和施工措施定义：岩爆是高地应力区的地下工程在开挖过程中或开挖完毕后，围岩因开挖卸荷发生脆性破坏而导致储存于岩体中的弹性应变能突然释放且产生爆裂松脱、剥落、弹射甚至抛掷现象的一种动力失稳地质灾害。
现场岩爆照片岩爆引起的初喷砼脱落岩爆的防治技术主动方法1、改变围岩性质（1）向工作面及洞壁喷高压水；（2）超前钻孔高压注水使围岩软化。
2、改善围岩应力条件（1）短进尺、多步开挖，控制光面爆破减少应力集中；（2）钻爆法施工，释放岩体内应力；（3）纵向切槽法;（4）洞壁钻孔和超前钻孔应力解除法；（5）超前钻孔松动爆破应力解除法。
被动方法围岩加固措施，及时支护（1）及时支护，减少岩体暴露时间和面积；（2）喷锚＋钢筋网、必要时加钢支撑支护，喷钢纤维混凝土，可屈服膨胀锚杆（3）掌子面施设膨胀锚杆以防止坍塌。
利用可屈服型膨胀锚杆和喷钢纤维混泥土稳定掌子面左掌子面钻孔应力解除法右采用曲面掌子面改善围岩受力状态超前钻孔松动爆破应力解除法岩爆地段施工措施1、在可能发生岩爆的隧道中施工，应遵守“短进尺，多循环”的原则，具体应符合下列要求:（1）采用短进尺,一般情况下,每循环进尺宜控制在1.0～1.5m，最大不得大于2.0m；（2）采用光面爆破技术，使隧道周边圆顺，降低岩爆发强度；（3）采用网喷钢纤维混凝土；（4）施作超前锚杆，对于岩爆强烈的开挖面，可采用超前锚杆，对开挖面前方的围岩进行锁定；（5）在拱部及两侧边墙布置预防岩爆的短锚杆，该锚杆长度宜为2m左右，间距宜为0.5～1.0m,并宜与钢纤维喷射混凝土联合使用，形成喷锚加固作用。
2、隧道施工中，一旦发生岩爆，应立即采取下列处理措施：（1）彻底停机待避，同时进行工作面的观察记录，如岩爆的位置、强度、类型、数量以及山鸣等；（2）在工作面、边墙和拱部，每一循环内进行2～3次找顶；（3）采用能及时受力的摩擦型锚杆（水胀式锚杆）；（4）采用喷射钢纤维混凝土，厚度宜为5～8mm；（5）当用台车钻眼，岩爆的强度在中等以下时，可在台车及装碴机械、运输车辆上加装防护钢板,避免岩爆弹射出的块体伤及作业人员和砸坏施工设备。
秦岭终南山公路隧道光面爆破施工技术
项 目 有毒气体
Ｌ ｋ ／ｇ
图 ２ 周边眼装药结构 图
辅助眼和底板 眼采用连续装药结构。
３ ３ 爆 破 网络 ． Ⅳ类围岩全断面光 面爆破主要技术经济指标见表 ５ 。
表 ５ Ｎ类围岩光面爆破主要技术经济指标
序号 １
２
爆速
力、 高爆速 的炸药 ， 有水 地段及积水炮 眼选择抗水 性炸药 。在施
３８ ．
５ ０
６ ０
Ｏ８ ３
１１ ７
导爆索
周边眼装药采用 间隔装药 ， 图 ２ 见 。
乳化炸药 硝铵炸药 导爆索 炮 泥
三
导爆索—
管
工 中采用 ２号岩 石硝铵炸药和 Ａ Ｅ型乳化 炸药混装 。其主要性能 参数见表 １ 表 ２ ， 。
角度误差 、 测量放线误差等 。 ３炸药品种选择不 当及不耦合系数不当 ， ） 不耦合 系数在 １２ ．～
２ ０ 间较合适。 ．之 ４ 装药 结构 和堵塞质量的影响。 ）
３ ２ 周 边 眼 ． 周边眼间距 ４ ｍ～５ ｍ， ０ｃ ０ ｃ 沿开 挖 轮廓 线 环 向布 置 ， 深 孔
１０ ５
５９８ ７ ．
２ ２ 起爆 系统 ．
起爆系统采用 非电起爆 系统 ， 由塑料 导爆管 、 电毫秒延 期 非 雷管、 传爆 雷管和连接元 件、 发装置组成 。周边 眼用导爆 索相 激 连后 ， 与非电毫秒 雷管相 连 ， 其余炮眼直接与非 电毫秒雷管连接 ，
用导爆管引出 ， 火雷管引爆 。
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第３ ３卷 第 １ １期
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３４ ・ １
２０ ０ ７年 ４月
山 西 建 筑