巖爆地段隧道施工技術措施淺析

宋金貴

摘 要：近年來，隨著我國城市化進程的加快，相關部門加強了對于偏遠山嶺地區的開發以及建設。在這樣的背景之下，我國的鐵路建設部門加強了對于高埋深、高地應力長大隧道的施工建設，為了進一步促進相關效益的取得以及工程建設質量的提高，需要施工技術人員加強對于巖爆預測、預防方法的完善，并以此為基礎促進相關施工技術的運用。本文基于此，分析探討巖爆地段隧道施工技術措施。

關鍵詞：巖爆地段；隧道施工；技術措施

所謂的巖爆指的是在地下工程建設的過程中，由于巖體中聚積的彈性變形能的猛烈釋放而導致的巖石爆裂、彈射現象。一般而言，巖爆現象在出現的時候具有突發性強、破壞性大等特點，并對施工建設以及施工人員的人身安全造成不同程度的影響。基于此，施工團隊在巖爆地段進行隧道施工建設的過程中，需要進一步加強對于施工技術的改善以及科學的運用，從而促進工程建設質量以及效率的提高。本文以實際的工程建設為例，分析探討巖爆地段隧道施工技術的運用。

1 工程概述

在論述巖爆地段隧道施工技術措施的過程中，筆者以成蘭鐵路平安隧道施工建設的狀況為例展開具體的敘述。本工程為雙洞分修隧道，位于四川茂縣石大關鄉與疊溪鎮境內。

平安隧道全長28.4km，隧道埋深20m～1720m，單線斷面在72㎡～95㎡之間，左右線間距在30m～40m。隧道圍巖主要以千枚巖及夾千枚巖的砂巖、灰巖、礫巖等巖石。隧道穿越石大關斷層和以大店子倒轉向斜、水溝子弧形倒轉背斜、洗澡堂弧形倒轉向斜、團結反“S”形同斜倒轉背斜、平橋溝S形倒轉背斜等褶皺組成的復式褶構造，斷層與隧道中線交角33°～87°之間。常見直立的窗簾式構造、有明顯的拖拉褶曲，為壓扭性斷層，且隧道最大埋深1720m，區域性大斷裂發育，地震活動頻繁，在大埋深、構造帶等應力集中部位，隧道開挖在硬質巖段及易發生巖爆。

2 產生巖爆現象的原因

基于我國多山地丘陵的地形狀況，使得工程建設單位在進行道路建設以及區域開發的過程中，時常需要對山體以及各類巖石區域進行作業。這種施工狀況的出現就導致在作業施工的過程中容易出現不同程度的巖爆現象。

關于導致巖爆現象出現的原因，筆者結合相關的數據資料進行總結。一般而言，巖爆現象的出現由巖性等內部因素以及巖層結構等外因造成的。相關的數據資料顯示：巖爆現象多發生在處于高地應力地區的圍巖中，且該巖石具備巖石干燥、脆性兩個條件。

3 巖爆的類型特征

目前，在工程建設的過程中按巖爆破壞形式分類一般分為四類，分別是：彈射型巖爆、爆炸拋射型巖爆、破裂剝落型巖爆以及沖擊地壓型巖爆。按巖爆發生的時間關系分，分為即時型和時滯型，關于各類巖爆的具體狀況，筆者進行了下述的總結。

（一）彈射型巖爆

這種類型的巖爆現象多發生在性質完整且堅硬的圍巖巖壁上，一般情況下，施工隊伍在進行隧道開挖6～12小時以內遭遇到彈射型巖爆的概率較大。該類型巖爆在發生之后，會發出聲響并伴有巖片、巖粉彈出，對施工人員造成嚴重的安全威脅。

（二）爆炸拋射型巖爆

爆炸拋射型巖爆一般出現在洞身開挖作業6～12小時后。該類型的巖爆發生之后，會出現片狀、塊狀的巖塊以及巖粉，該現象的持續時間一般能夠維持在幾個小時以上，故而對機械施工以及施工人員的安全有較大威脅。

（三）破裂剝落型巖爆

相關的調查研究顯示：破裂剝落型巖爆常發生在洞身開挖30分鐘內。該巖爆現象發生之后會出現連續聲響，并伴隨巖面開裂、巖塊剝落等狀況的出現。由于這種巖石開裂、脫落的狀況持續時間較久，故而會對機械設備和人員的安全造成極大的威脅。

（四）沖擊地壓型巖爆

這種類型的巖爆現象出現在條帶狀混合片麻巖中，該現象在發生的過程中往各類尺寸巖塊的出現，這種情況的出現會嚴重阻礙隧道施工的建設，并對機械、人員的安全造成破壞。

（五）即時型巖爆

在開挖爆破后，即開始巖爆持時間幾小時或1～3天，發生的位置一般在拱墻和掌子面，有時也在底板部位。發生時間段在圍巖缷荷應力重新分布周期內。

（六）時滯型巖爆

時滯型巖爆發生在開挖擾動之后，一般在開挖后5～30天或是更長時間內發生，此類巖爆一般發生在圍巖節理、裂隙、夾層等結構面豐富地段，結構面與洞軸線較小夾角的部位。

4 巖爆段施工方案

通過對平安隧道的施工狀況分析可以得知，本區域的巖爆類型具有彈射型巖爆、爆炸拋射型巖爆、破裂剝落型巖爆特征。以巖爆發生的時間統計分析，本區域巖爆又分為即時型巖爆和時滯型巖爆。

基于此，需要施工技術人員加強對于巖爆段施工方案的分析制定。對此，筆者進行了相關總結，具體內容如下。

（一）施工安全防護方案

在進行隧道施工安全防護方案制定的過程中，需要加強對于隧道巖爆段施工狀況的分析以及研究，繼而以此為基礎對巖爆的段落以及波及的范圍里程進行統計。除此之外，相關單位在實際的操作過程中還需要加強對于作業人員安全意識的提升，并做好了技術、施工準備工作。

此外，在實際的施工作業過程中，為了確保施工人員的安全，需要施工建設人員配備鋼盔、防彈背心等防護裝備。而在施工的過程中還需要指派專職檢查人員，對施工區域的圍巖狀態進行定時的查看監測，確保巖爆問題在發生的過程中能夠得到有效的處理。

最后，施工技術人員還需要對打眼臺車進行必要的改裝，并在車體的上方、側方進行細眼鋼筋網的安裝，規避地巖塊的突然迸出而造成的傷害，實現對于工作人員以及設備的防護。

（二）施工技術措施

在實際的施工作業過程中，施工團隊需要按照“釋壓力、短進尺、弱爆破、控光爆、機械化、強支護”的原則進行具體的操作。從而以此實現對于圍巖的擾動程度的降低，促進工程建設的有序開展。

所謂的“釋壓力”指的是在進行隧道開挖作業的過程中，施工技術人員需要通過鉆孔注水、噴混凝土封閉巖層等措施，改變圍巖應力分布，避免圍巖應力集中，發生巖爆。而“短進尺”指的是將開挖進尺控制在前一循環應力釋放區內，“弱爆破”是指通過減少裝藥量和導爆管延時等措施，以減少圍巖震動，而“機械化”指的是減少人員在掌子面作業，采用鉆眼臺車，及機械手等完成掌子面開挖支護工作。

之所以提出“強支護”的原則，主要是因為巖爆發生對隧道開挖后的臨空面是一個持續的過程，通過工程實例個別圍巖段在進行二襯3～5個月后，還會發生輕微巖爆聲響，在圍巖扭曲和斷層與線路斜交斷，因掌子面開挖爆破作業或掌子面發生巖爆時，均會誘發已支護斷圍巖發生強烈巖爆，因此對巖爆段應采用型鋼拱架及長錨桿等措施加強支護。

在進行該工程建設的過程中，由于施工區域的地質狀況為千枚巖、灰巖、石英砂巖。故而在實際的作業過程中需要對施工應力進行釋放，促進工程建設質量的提高。此外，由于巖爆持續時間較長，受安全步距限制，故而在進行襯砌作業的過程中需要采用鋼筋混凝土進行具體的操作，以此加強后期巖爆發生的支撐強度。

（三）支護技術措施

在進行工程支護作業的過程中，一般需要在上述步驟完成之后，對圍巖進行掛網初噴，從而以此為基礎實現對于圍巖穩定性的增強，必要時設置系統錨桿增強圍巖的整體性，減少巖爆發生的可能性。

5 結束語

隨著時代的發展以及社會的進步，人類開發的區域逐步加深。在這樣的背景下，施工單位在進行巖爆地段隧道施工額過程中，需要加強對于相關技術的完善以及優化，促進工程建設效率以及質量的提高。本文基于此，分析探討平安隧道施工狀況，并對巖爆現象產生的原因以及類型進行了具體的論述。最后基于平安隧道的巖爆類型，分析了巖爆段施工方案（施工安全防護方案、開挖技術措施以及支護技術措施）。筆者認為，隨著相關措施的落實到位以及技術的發展，我國的巖爆地段隧道施工必將獲得長足的發展。

參考文獻

[1]巨邦強，付宏平，陳光金，李志平.特長隧道整體貫通前先期鋪設無砟軌道施工測量方法探討[J].隧道建設，2015，（8）：841-845.