超大深埋隧道巖爆防治技術探討

但功恩

重慶蜀通巖土工程有限公司 重慶 401147

引言

對目前的工程建設做分析可知，出于工程建設質量和安全考慮，需要對工程施工技術等進行分析，同時要對技術的應用注意事項等做思考，這樣，工程建設中的技術利用實效會更加顯著[1]。對深埋隧道施工進行分析可知，巖爆問題是施工中需要重點關注的問題之一，一方面是巖爆問題對施工的整體影響巨大，另一方面是巖爆問題的處理效果不良會導致人員、財產等受到威脅，所以在實踐中，全面認知巖爆問題，并基于巖爆問題的發生機理以及發生規律等制定巖爆問題的預防措施體系，同時制定巖爆問題的處理方案這樣，超大深埋隧道施工的安全性、可靠性等會顯著提升。簡言之，強調超大深埋隧道施工中的巖爆防治技術分析有突出的現實價值。

1 巖爆概述

在超大深埋隧道的施工中要有效地進行巖爆問題防治，首先需要了解什么是巖爆[2]。從概念解釋來看，所謂的巖爆指的是地下開采的深部或構造應力很高的區域，在臨空巖體中發生突發式破壞的現象。這種現象也稱為巖爆。發生的原因是臨空巖體積聚的應變能突然而猛烈地全部釋放，致使巖體發生像爆炸一樣的脆性斷裂。沖擊地壓造成大量巖石崩落，并產生巨大聲響和氣浪沖擊，不但可將礦井破壞，而且震動波可危及地面建筑物。簡單來講，在超大深埋隧道的施工過程中，巖爆問題的出現會對施工造成巨大的影響，所以了解巖爆的機理以及條件，并針對性的做巖爆的防治，這于實踐來講幫助巨大。

2 超大深埋隧道巖爆問題的發生

結合目前的實踐做分析，超大深埋隧道巖爆問題的發生主要與兩方面因素有關，以下是對兩方面因素的具體分析。

首先是巖體自身的結構。對巖體結構進行分析，在一般狀態下，巖體的受力是比較均衡的，所以其會維持一個穩定的狀態[3]。在進行深挖隧道施工的時候，因為巖體內部的結構發生了變化，所以巖體內部的應力會出現向某個方向集聚的情況，當集聚的應力超過了隧道支撐結構的支撐極限時，應力的巨大作用會導致巖體發生崩壞，這樣一來，巖爆現象便發生了。對目前的工程實踐進行分析可知，在超大深埋隧道的施工過程中，巖爆事故的發生中有超過50%的事故與巖體自身結構的崩壞有顯著關系。簡言之，巖體自身結構的崩壞是造成巖爆的主要原因之一，所以在超大深埋隧道的施工過程中，強調巖體結構崩壞的預測和預防，這對于解決巖爆問題有突出的現實意義。

其次是施工要素。所謂的施工要素具體指的是在深埋隧道的施工過程中，因為施工原因，比如施工不規范或者是超負荷施工等引發了巖爆問題。一般來講，超大深埋隧道的施工過程中，施工的具體規范和要求會在施工開始之前進行強調，具體的施工需要嚴格執行施工規范，這樣，最終的施工結果才會向預期的方向發展。對現階段的超大深埋隧道施工做分析可知，在施工的過程中，部分工程的具體展開存在著監管不力等現象，在失去了專業監管之后，具體的施工便出現了操作不規范等問題，這些問題的出現容易引發巖爆事故[4]。簡單來講，按照設計進行施工可以將巖爆的發生率控制在一定的范圍內，但是因為部分施工沒有按照要求進行，所以巖爆的發生率會增加，這會給具體的施工帶來諸多不便。簡單來講，在超大深埋隧道的施工過程中，強調專業、規范施工有突出的現實價值，因此在實踐中需要對其進行強調。

3 超大深埋隧道巖爆防治技術與應用

結合目前的實踐做分析可知，超大深埋隧道巖爆問題對深埋隧道的安全施工有顯著影響，因此在實踐中需要討論巖爆防治技術，并要強調技術的有效利用，這樣，超大深埋隧道施工中的巖爆問題可以得到有效控制。就目前的實踐分析來看，深埋隧道巖爆防治工作的開展需要從如下幾個方面進行。

3.1 詳細調查，獲取資料

就超大深埋隧道的巖爆防治來看，必須要強調的工作內容之一是詳細調查，獲取資料。結合實踐情況做分析可知，巖土工程項目的施工必須要對巖體結構、周圍環境等做詳細的調查，這可以為后續的施工方案設計等提供資料。就深埋隧道的巖爆問題分析來看，其不僅與巖土結構有顯著的關系，與周圍的情況，比如地表建筑情況等有顯著的關系，因此在施工方案制定之前需要做詳細的調查。就調查工作的開展來看，需要關注如下內容：①巖體結構的調查。巖體結構調查是資料調查中需要重點強調的內容，在調查的過程中，一方面需要對巖體結構的基本情況做了解，比如巖體種類、巖體的基本結構等；另一方面需要對巖體結構的特性做分析，比如巖體結構的力學特性等。通過巖體結構的調查了解巖體本身的受力以及支撐情況，這對于后續的施工設計而言有顯著的參考價值[5]。②水文調查。主要是對施工區域的水文情況做分析，比如了解施工區域的地下水情況，如地下水水位情況，地下水的漲落變化規律等。掌握了地下水的變化情況，這對于分析地下水的影響、完善施工方案有突出價值。③施工區域地表調查，主要是對深埋隧道施工區域的地表情況做調查，比如調查地表建筑的分布情況，調查地表交通問題等，通過地表現狀調查了解地表建筑等對隧道施工的影響以及其對巖爆發生的影響，這對于細化施工方案，完善施工策略有突出的現實意義。

3.2 科學規劃，設計施工

在綜合調查的基礎上對超大深埋隧道的具體施工進行科學規劃，使施工方案具有科學性，這對于最終的施工安全保障來講有重要價值。就科學規劃和施工設計來看，需要強調的內容如下：①施工流程規劃。在施工的過程中，流程是施工穩定的重要考慮要素，所以對施工流程進行確定，這可以為具體的施工提供指導。就超大深埋隧道的具體施工來看，其主要包括了施工調查、施工設計、施工分析、施工組織與實施、施工評價等多個環節，對各個環節的工作范圍和責任進行明確，并強調落實，這樣，施工的科學性和完整性可以得到加強。②施工方案設計。就施工方案設計來看，其中包括了技術設計、人員設計、施工環節分工等多項內容，多施工方案當中的具體內容進行分析與強調，保證方案本身具有科學性，這樣，方案對施工的指導作用會顯著加強[6]。③施工管理設計。在深埋隧道的施工過程中，為了規避施工問題，需要基于巖爆預防的要求對施工進行管理，對管理的內容、策略等進行設計，這能夠為最終的施工提供科學參考。

3.3 模擬分析，優化施工方案

在施工方案確定之后，為了進一步的對巖爆問題進行預防，需要通過模擬分析的方式來確定巖爆問題的發生概率以及導致巖爆問題的具體原因[7]。現階段，動態模型分析技術獲得了比較廣泛的利用，在超大深埋隧道的巖爆問題防治中可以選用動態模型分析技術，利用相關的施工要求和獲取的施工區域數據資料構建施工模型，并對模型中的具體參數等進行變化，比如按照目前的施工方案進行施工模擬，并基于結果判斷施工中巖爆問題的發生率。在獲得模擬結果之后對其進行記錄，同時改變參數，比如改變施工過程中的設備規格參數或者是其他的參數，并在此基礎上確定巖爆問題的發生情況。通過多次動態分析獲取巖爆問題數據，并結合數據結果和參數變化對導致巖爆問題的原因進行更加具體的分析，這樣，施工過程中需要重點關注的內容會更加的明確。簡單來講，在模擬分析的基礎上了解導致巖爆問題的具體因素，并討論方案中需要優化的內容，這樣可以獲得更具優化效果的巖爆防治施工方案。

3.4 應急預案制定，防控施工問題

對施工實踐進行分析，施工方案的制定與實施，目的是提高施工的安全性以及質量。需要注意的是，在施工的過程中，因為涉及的要素比較多，所以總是會出現一些不可控問題，這些問題的出現會導致施工出現意外，進而發生巖爆或者是其他安全事故。基于施工安全和質量考慮，在施工開始之前需要對可能發生的事故類型做分析，同時要對事故類型的具體解決做規劃，即要在施工開始之前制定施工問題應急預案[8]。比如要針對巖爆問題發生做應急預案制定，在預案中，巖爆問題發生之后的一系列措施，比如救援措施、施工現場安全保障措施等均需要在預案中進行體現。總的來講，結合實踐經驗制定應急預案 ，并在真正發生事故之后立即啟動應急預案，這樣，事故的影響能夠控制在一定的范圍之內，施工的整體效果可以得到保證。簡言之，巖爆問題是超大深埋隧道施工中比較常見的問題之一，也是需要重點解決的問題之一。在施工開始之前基于巖爆問題的發生原因確定科學有效的巖爆問題預防手段，并將其寫入應急預案，這樣，在巖爆問題的具體預防以及處理中，策略的完善性和有效性會顯著提升，施工安全等得到了有效保證。

3.5 經驗總結，改進創新

在超大深埋隧道的巖爆問題防治中，還需要結合工作實踐進行經驗總結，同時要利用新技術和新方法對施工等進行改進與創新。就目前的分析來看，在工程組織開展的過程中，諸多基于新技術的設備或者是元件在工程建設中獲得了廣泛的應用。比如在工程施工建設中使用到了一種震動傳感器，該傳感器在施工區域進行防治，區域的震動情況會讓傳感器發生狀態變化，狀態變化數據基于無線傳輸的方式進入到了監控系統，監控人員能夠基于震動傳感器的數據反饋對施工區域的情況進行了解，這對于監測施工現場，預防事故發生等有積極的意義[9]。結合實踐做分析可知，在諸多工程實踐中，部分優秀經驗的利用可以規避巖爆問題的發生，所以在施工過程中，一方面借鑒優秀經驗，另一方面使用先進的設備或者元件，通過雙管齊下的方式對巖爆問題進行防治，其對超大深埋隧道施工的影響會明顯減弱。

4 結束語

綜上所述，在超大深埋隧道施工的過程中，巖爆問題的發生會對施工安全以及施工質量等產生顯著影響，所以就該問題的防治做分析與討論有突出的現實價值。文章對巖爆這個概念進行了總結，并對超大深埋隧道的巖爆問題的發生原因做了分析，同時總結了巖爆問題的防治策略，目的是要為當前的實踐工作提供指導和幫助，從而提高超大深埋隧道施工的安全性。