綽斯甲水電站標巖爆預防專項方案編制： 審核： 審批： 中鐵二十三局集團有限公司綽斯甲水電站標項目經理部二一一年十月十日 5 / 6目 錄一、工程概況：1二、巖爆特征:1三、巖爆發生的條件1四、巖爆等級劃分及特點1五、巖爆的預防措施2六、巖爆段安全施工基本要求4七、巖爆預測預測5巖爆預防專項方案一、工程概況： 綽斯甲水電站III標5#、6#兩條地質探洞，采用鉆爆法施工。開挖斷面尺寸為7.3m x 7.7m7.71m x 8.92m,為城門型斷面。5#地質探洞最大埋深740m,6#地質探洞最大埋深625m。洞身范圍內巖體以為砂巖為主，局部破碎帶夾泥質砂巖。由于隧道的部分洞段埋深較大，類圍巖較為堅硬，地應力較大，有產生巖爆的可能性，為預防巖爆，針對地質探洞具體情況編制本工程巖爆預防方案。二、巖爆特征:巖爆是指隧洞在掘進的工程中由于強烈的應力釋放導致圍巖破裂、彈射或坍塌的現象，并伴有震動和響聲。巖爆大多集中在距掌子面2050m處，隨著時間的推移巖爆強度逐漸減弱，一般34天后巖爆發生幾率基本消減完畢。但在特殊高地應力情況下巖爆發生具有較大的隨機性，爆發時間也可持續多達幾個月。三、巖爆發生的條件 巖爆的發生與隧道的實際埋深、圍巖性質、地質構造和地形條件等均有較大關系，其主要爆發條件有以下幾方面： 1）巖石堅硬、干燥、脆性大的類以上圍巖；2）巖體裂隙不發育、結構完整，是巖爆的必要條件，因巖體完整可積蓄較大的彈性應變能量； 3）開挖面平整度差，造成局部應力集中，誘發巖爆。四、巖爆等級劃分及特點 根據巖爆的發生強烈程度，巖爆等級劃分，共分3級，即輕微巖爆、中等巖爆、強烈巖爆，基本特點如下：1）輕微巖爆：圍巖表層有爆裂脫落、剝離現象，內部有清脆的噼啪聲響，零星間斷發生，圍巖影響深度小于0.5m； 2）中等巖爆：圍巖爆裂脫落、剝離現象較嚴重，有少量彈射并伴有雷管爆破的清脆爆裂聲，有一定的持續時間，圍巖影響深度0.5m1.0m； 3）強烈巖爆：圍巖有大片爆裂脫落、出現崩塌，伴有爆破的聲響，持續時間較長，圍巖影響深度1.0m3.0m；五、巖爆的預防措施 巖爆的產生危及洞內作業人員、設備的安全，但給予充分重視，不斷研究措施，就會大大降低其災害程度。巖爆預防應采取主動預防、被動治理相結合的方式，即按照“先預防、早支護、強支護”的總體施工原則，最大程度上避免巖爆發生或降低巖爆發生等級。 1、巖爆的主動預防 必須堅持預防為先的原則，否則，一旦發生較高等級的巖爆，將對現場人身、設備安全帶來較大的威脅，大大提高了巖爆后期處理難度，極大地增加處理費用，并會產生較為嚴重的工期延誤。施工過程中對高應力、巖石堅硬、整體性較好的地段加強觀測，對觀測的數據進行詳細分析研究，探索圍巖的變化規律，摸清圍巖變化狀況。施工現場一旦發現有異常聲響或變化立即組織人員撤離至安全地帶，及時向上級部門匯報，以便采取相應的安全防護措施。同時從以下方面做好巖爆的主動預防：1）光面爆破控制：必須做好光面爆破施工技術，盡可能使開挖面平順，否則因開挖面不平順，會引起圍巖局部應力高度集中，導致巖爆發生； 2）短進尺、弱爆破：加強施工工序控制，開挖采用短進尺掘進、弱爆破，同時根據實際圍巖情況調整優化爆破施工參數，改善裝藥結構和爆破方式，將爆破對圍巖的影響降低到最小程度，減小發生巖爆的尺寸效應； 3）高壓噴水或注水：爆破后立即向開挖面噴射高壓水，以達到軟化圍巖、增加巖體塑性、降低巖體脆性的目的，必要時利用爆破孔（錨桿孔、應力釋放孔）向孔內進行高壓注水，以獲得更好的效果； 4）施工應力釋放孔：在掌子面布置施工一定數量的應力釋放孔，至少2倍循環進尺以上，提前對圍巖應力進行調整，釋放圍巖積蓄的彈性應變能量。5）應力解除爆破法：解除或降低高地應力集中區域的高地應力，應力解除孔孔深至少保證在2倍循環進尺以上，根據施工經驗，達到2.5倍以上應力解除效果更好，鉆孔以1015的角度向外成扇形分布，孔底接近但不超過開挖邊界，以爆破后不對開挖邊界造成破壞為宜。上述幾種方案，主要是改善圍巖應力和性質，對預防巖爆、降低巖爆發生概率和等級有著一定的積極作用。2、 巖爆的被動防護 巖爆被動防護主要采取“早支護、強支護”的方式，對不同巖爆等級段的支護實施參數主要如下： 1）輕微巖爆洞段：在爆破撬危后立即初噴5cm厚的混凝土快速封閉圍巖。2）中等以上巖爆洞段：開挖后立即按照設計進行支護施工，采用錨桿、鋼筋網、噴射混凝土及時封閉圍巖。混凝土的噴射厚度不得小于10cm。有鋼拱架支撐的洞段，要求噴射厚度不得小于15cm以對圍巖進行加強支護。 3）出現嚴重巖爆后及時同監理、業主、設計進行聯系，及時制定施工中的安全防護措施。六、巖爆段安全施工基本要求 在巖爆洞段施工，安全問題顯得尤為突出，各參建人員思想必須高度警惕，巖爆段防治是否到位直接關系到工程安全，更關系到人身安全。一旦發生較高等級的巖爆，不但會造成工程較大程度的破壞，而且也會導致掌子面直接停工數天到數月不等，嚴重影響工程進度；同時，也將造成一定的人員傷亡和機械設備損壞。因此，在工程實施過程中，需注意如下幾方面的問題：1）不斷加強對一線人員的巖爆知識宣貫工作，提高其對巖爆的認知程度，避免思想麻痹，出現無知無畏的情況； 2）切實做好個人自身防護工作，所有一線人員必須佩帶安全防護用品，對作業人員定期進行巖爆防范教育，在工作面萬一發生巖爆后，應做到有序撤離和自發搶救工作，盡量減少人身傷亡； 3）特別在強烈巖爆洞段施工，必須嚴格遵循“短進尺、強支護”的施工原則，系統支護必須緊跟掌子面，支護強度應遵循“寧強勿弱”的原則； 4）加強潛在強巖爆段的巖爆預測預報工作，以便更好地指導現場施工。七、巖爆預測預測 目前要想準確的對巖爆進行超前預報還沒有十分準確的措施，但我們可以提前通過超前地質預報結果對前方地質情況進行預測、預報，根據地質預報的結果結合實際開挖的圍巖情況做好