四川某水電站隧洞巖爆預(yù)防專項方案.doc

綽斯甲水電站標(biāo)巖爆預(yù)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(biāo)項目經(jīng)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(fā)生的條件1四、巖爆等級劃分及特點1五、巖爆的預(yù)防措施2六、巖爆段安全施工基本要求4七、巖爆預(yù)測預(yù)測5巖爆預(yù)防專項方案一、工程概況： 綽斯甲水電站III標(biāo)5#、6#兩條地質(zhì)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(zhì)探洞最大埋深740m,6#地質(zhì)探洞最大埋深625m。洞身范圍內(nèi)巖體以為砂巖為主，局部破碎帶夾泥質(zhì)砂巖。由于隧道的部分洞段埋深較大，類圍巖較為堅硬，地應(yīng)力較大，有產(chǎn)生巖爆的可能性，為預(yù)防巖爆，針對地質(zhì)探洞具體情況編制本工程巖爆預(yù)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(yīng)力釋放導(dǎo)致圍巖破裂、彈射或坍塌的現(xiàn)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(fā)生幾率基本消減完畢。但在特殊高地應(yīng)力情況下巖爆發(fā)生具有較大的隨機性，爆發(fā)時間也可持續(xù)多達幾個月。三、巖爆發(fā)生的條件 巖爆的發(fā)生與隧道的實際埋深、圍巖性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造和地形條件等均有較大關(guān)系，其主要爆發(fā)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(fā)育、結(jié)構(gòu)完整，是巖爆的必要條件，因巖體完整可積蓄較大的彈性應(yīng)變能量； 3）開挖面平整度差，造成局部應(yīng)力集中，誘發(fā)巖爆。四、巖爆等級劃分及特點 根據(jù)巖爆的發(fā)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?guī)r爆，基本特點如下：1）輕微巖爆：圍巖表層有爆裂脫落、剝離現(xiàn)象，內(nèi)部有清脆的噼啪聲響，零星間斷發(fā)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(xiàn)象較嚴(yán)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(xù)時間，圍巖影響深度0.5m1.0m； 3）強烈?guī)r爆：圍巖有大片爆裂脫落、出現(xiàn)崩塌，伴有爆破的聲響，持續(xù)時間較長，圍巖影響深度1.0m3.0m；五、巖爆的預(yù)防措施 巖爆的產(chǎn)生危及洞內(nèi)作業(yè)人員、設(shè)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(zāi)害程度。巖爆預(yù)防應(yīng)采取主動預(yù)防、被動治理相結(jié)合的方式，即按照“先預(yù)防、早支護、強支護”的總體施工原則，最大程度上避免巖爆發(fā)生或降低巖爆發(fā)生等級。 1、巖爆的主動預(yù)防 必須堅持預(yù)防為先的原則，否則，一旦發(fā)生較高等級的巖爆，將對現(xiàn)場人身、設(shè)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(chǎn)生較為嚴(yán)重的工期延誤。施工過程中對高應(yīng)力、巖石堅硬、整體性較好的地段加強觀測，對觀測的數(shù)據(jù)進行詳細(xì)分析研究，探索圍巖的變化規(guī)律，摸清圍巖變化狀況。施工現(xiàn)場一旦發(fā)現(xiàn)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(yīng)的安全防護措施。同時從以下方面做好巖爆的主動預(yù)防：1）光面爆破控制：必須做好光面爆破施工技術(shù)，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(yīng)力高度集中，導(dǎo)致巖爆發(fā)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(jù)實際圍巖情況調(diào)整優(yōu)化爆破施工參數(shù)，改善裝藥結(jié)構(gòu)和爆破方式，將爆破對圍巖的影響降低到最小程度，減小發(fā)生巖爆的尺寸效應(yīng)； 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(yīng)力釋放孔）向孔內(nèi)進行高壓注水，以獲得更好的效果； 4）施工應(yīng)力釋放孔：在掌子面布置施工一定數(shù)量的應(yīng)力釋放孔，至少2倍循環(huán)進尺以上，提前對圍巖應(yīng)力進行調(diào)整，釋放圍巖積蓄的彈性應(yīng)變能量。5）應(yīng)力解除爆破法：解除或降低高地應(yīng)力集中區(qū)域的高地應(yīng)力，應(yīng)力解除孔孔深至少保證在2倍循環(huán)進尺以上，根據(jù)施工經(jīng)驗，達到2.5倍以上應(yīng)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(yīng)力和性質(zhì)，對預(yù)防巖爆、降低巖爆發(fā)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(shù)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(shè)計進行支護施工，采用錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土及時封閉圍巖?；炷恋膰娚浜穸炔坏眯∮?0cm。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(xiàn)嚴(yán)重巖爆后及時同監(jiān)理、業(yè)主、設(shè)計進行聯(lián)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(guān)系到工程安全，更關(guān)系到人身安全。一旦發(fā)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(dǎo)致掌子面直接停工數(shù)天到數(shù)月不等，嚴(yán)重影響工程進度；同時，也將造成一定的人員傷亡和機械設(shè)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(rèn)知程度，避免思想麻痹，出現(xiàn)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(yè)人員定期進行巖爆防范教育，在工作面萬一發(fā)生巖爆后，應(yīng)做到有序撤離和自發(fā)搶救工作，盡量減少人身傷亡； 3）特別在強烈?guī)r爆洞段施工，必須嚴(yán)格遵循“短進尺、強支護”的施工原則，系統(tǒng)支護必須緊跟掌子面，支護強度應(yīng)遵循“寧強勿弱”的原則； 4）加強潛在強巖爆段的巖爆預(yù)測預(yù)報工作，以便更好地指導(dǎo)現(xiàn)場施工。七、巖爆預(yù)測預(yù)測 目前要想準(zhǔn)確的對巖爆進行超前預(yù)報還沒有十分準(zhǔn)確的措施，但我們可以提前通過超前地質(zhì)預(yù)報結(jié)果對前方地質(zhì)情況進行預(yù)測、預(yù)報，根據(jù)地質(zhì)預(yù)報的結(jié)果結(jié)合實際開挖的圍巖情況做好