2023年錦屏二級(jí)水電站巖爆專題報(bào)告

本工程引水隧洞巖爆問(wèn)題概述錦屏二級(jí)水電站位于雅礱江錦屏大河彎處雅礱江干流上。位于川滇菱形斷塊。出露巖石重要有：下古生界為碎屑巖類，上古生界和中生界變質(zhì)碳酸鹽巖、碎屑巖和玄武巖、火山碎屑巖，以及前震旦系變質(zhì)巖系，古生界碳酸鹽巖，峨眉山玄武巖和碎屑巖，中生界碎屑巖、粘土巖。中更新世以來(lái)堆積物重要沿河谷與山麓地帶零星分布。從大地構(gòu)造上，錦屏二級(jí)水電站位于松潘—甘孜地槽褶皺系東南部，中生代以來(lái)經(jīng)受印支、燕山，尤其是喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)，形成一系列迭瓦狀逆沖斷層、地層倒轉(zhuǎn)、“A”型平臥褶皺和拉伸線理以及沿?cái)鄬有纬娠w來(lái)峰構(gòu)造，構(gòu)成變形較強(qiáng)烈地臺(tái)邊緣褶皺帶和斷裂帶；雅江褶皺帶是古生代至三迭紀(jì)地槽褶皺帶。三迭紀(jì)末印支運(yùn)動(dòng)使其褶皺回返，燕山運(yùn)動(dòng)影響本區(qū)，有花崗巖類侵入。喜山運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈隆起并伴有斷裂活動(dòng)。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育。工程區(qū)地處高地應(yīng)力區(qū)，引水隧洞上覆巖體一般埋深1500~m，最大埋深約為2525m，而巖爆現(xiàn)象則是其最詳細(xì)體現(xiàn)。巖爆是影響洞室圍巖穩(wěn)定重要原因之一，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研和室內(nèi)測(cè)試，對(duì)引水隧洞圍巖巖爆模式、分級(jí)、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、防治措施等開(kāi)展了深入研究，表明錦屏引水隧洞在開(kāi)挖過(guò)程中將產(chǎn)生巖爆，其強(qiáng)烈程度以輕微~中等為主，局部洞段將發(fā)生強(qiáng)烈~極強(qiáng)巖爆，預(yù)測(cè)此后(以4#洞線為例)合計(jì)發(fā)生巖爆長(zhǎng)度約5548m，無(wú)巖爆段長(zhǎng)度約11119.1m，其中發(fā)生輕微量級(jí)巖爆長(zhǎng)度約3291m，中等量級(jí)巖爆長(zhǎng)度約1211m，強(qiáng)烈量級(jí)巖爆長(zhǎng)度約895m，極強(qiáng)量級(jí)巖爆長(zhǎng)度約151m。通過(guò)對(duì)輔助洞巖爆現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，輔助洞巖爆發(fā)育特性與長(zhǎng)探洞巖爆特性一致。由于東端輔助洞局部所發(fā)生巖爆強(qiáng)烈程度與長(zhǎng)探洞相對(duì)應(yīng)部位進(jìn)行對(duì)比，輔助洞內(nèi)所發(fā)生巖爆級(jí)別要比長(zhǎng)探洞嚴(yán)重，且輔助洞埋深要比長(zhǎng)探洞淺了約200m，闡明在錦屏工程區(qū)巖爆存在著一定尺寸效應(yīng)。同樣地，在與目前東端輔助洞相似高程引水隧洞，由于其開(kāi)挖洞徑到達(dá)13m，發(fā)生巖爆時(shí)，會(huì)體現(xiàn)出更為明顯尺寸效應(yīng)。在國(guó)內(nèi)外有諸多有關(guān)巖爆分析及施工案例，在此對(duì)有關(guān)巖爆做出一種專題匯報(bào)，以便更好處理好錦屏工程巖爆現(xiàn)象。巖爆特性及分類巖爆，又稱礦山?jīng)_擊，是在深埋洞室施工掘進(jìn)中洞室臨空面邊緣忽然發(fā)生類似爆炸巨響，并有巖石開(kāi)裂、巖塊彈射或倒塌掉塊現(xiàn)象。它是深埋洞室或隧道特有一種不良地質(zhì)現(xiàn)象。自1738年初次報(bào)導(dǎo)了英國(guó)錫礦發(fā)生巖爆以來(lái)，在世界范圍內(nèi)已經(jīng)有西德、南非、中華人民共和國(guó)、波蘭、東德、捷克斯洛伐克、匈牙利、保加利亞、奧地利、意大利、瑞典、挪威、新西蘭、美國(guó)、法國(guó)、加拿大、日本、印度、比利時(shí)、安哥拉等20多種國(guó)家和地區(qū)記錄有巖爆問(wèn)題。巖爆最強(qiáng)可使整個(gè)礦坑、隧洞摧毀；同步導(dǎo)致礦震最大可達(dá)3.2~4.6級(jí)以上，烈度達(dá)7~8度，使地面遭受破壞。國(guó)內(nèi)從1949年到1985年5月在32個(gè)重要煤礦中，至少發(fā)生過(guò)1842起煤爆和巖爆。1965年1月至3月，成昆線關(guān)村壩隧道（長(zhǎng)6107m）昆明端施工時(shí)多次發(fā)生巖爆，導(dǎo)致人身事故，威脅施工安全。巖爆是極為復(fù)雜動(dòng)力現(xiàn)象。各國(guó)對(duì)此現(xiàn)象進(jìn)行了大量研究，目前多數(shù)停留在假說(shuō)和試驗(yàn)階段。國(guó)內(nèi)對(duì)巖爆研究，近年來(lái)有所突破。如中華人民共和國(guó)國(guó)際工程征詢企業(yè)譚以安對(duì)天生橋電站引水隧洞巖爆災(zāi)害進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查研究，通過(guò)對(duì)巖爆一般力學(xué)特性和破壞斷口電微掃描分析確定，巖爆屬于張、剪脆性破壞。對(duì)巖爆部位探洞詳細(xì)觀測(cè)，除了把爆裂面以內(nèi)圍巖分為塑性帶（松動(dòng)圈）和彈性帶外，深入把松動(dòng)帶細(xì)分為劈裂－剪切帶、劈裂帶。通過(guò)綜合分析，得出這樣結(jié)論：巖爆是具有大量彈性應(yīng)變能儲(chǔ)備硬質(zhì)脆性巖體，由于開(kāi)挖洞石和坑道，使地應(yīng)力分異、圍巖應(yīng)力躍升及能量深入集中，在圍巖應(yīng)力作用下產(chǎn)生張－剪脆性破壞，并伴隨聲響和震動(dòng)，而消耗某些彈性應(yīng)變能同步，剩余能量轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，使圍巖由靜態(tài)平衡向動(dòng)態(tài)平衡失穩(wěn)發(fā)展，導(dǎo)致巖片（塊）脫離母體，獲得有效彈射能量，以劇烈向臨空方向拋（彈、散）射為特性，是經(jīng)歷“劈裂成板－剪斷成塊－塊片彈射”漸進(jìn)過(guò)程動(dòng)力破壞現(xiàn)象。巖爆是在一定地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、地應(yīng)力場(chǎng)和由于深埋洞室施工開(kāi)挖臨空條件變化導(dǎo)致瞬間圍巖壓力集中，變化了圍巖周圍應(yīng)力狀態(tài)和性質(zhì)等條件下產(chǎn)生。目前觀測(cè)到巖爆現(xiàn)象多發(fā)生在深埋不不不小于200m地下建筑物中，如云南天生橋引水隧洞埋深200~250m（厚層灰白色灰?guī)r）、成昆線官村壩隧道埋深500~900m（含燧石結(jié)核硅質(zhì)灰?guī)r）、日本關(guān)越隧道埋深730m（石英閃長(zhǎng)巖和角頁(yè)巖）、日本新清水隧道（長(zhǎng)13490m，1965年在施工過(guò)程中石英閃長(zhǎng)巖發(fā)生過(guò)9次巖爆，有持續(xù)2~3個(gè)月）埋深最大達(dá)1210m、瑞士弗卡隧道（長(zhǎng)14713m，重要地層為片麻狀花崗巖）埋深最大為1520m。巖層埋深越大，開(kāi)挖時(shí)產(chǎn)生巖爆強(qiáng)度和頻率就越高。有人認(rèn)為，在埋深超過(guò)2500m如下時(shí)，不采用特殊施工措施，一般是無(wú)法開(kāi)挖隧道。巖爆產(chǎn)生還與地質(zhì)條件有關(guān)。從巖性來(lái)看，巖爆多發(fā)生在堅(jiān)硬性脆巖層中，如花崗巖、石英巖、片麻巖、斑巖、閃長(zhǎng)巖、輝綠巖、砂巖、灰?guī)r、硬煤等。這些巖層或?yàn)榉菍訝钪旅艽嘤残詭r層，或?yàn)楫a(chǎn)狀近似于水平脆硬性巖層，它們開(kāi)挖前整體好，不見(jiàn)張開(kāi)節(jié)理，僅見(jiàn)少許密閉構(gòu)造節(jié)理。洞室開(kāi)挖后基本干燥，從地質(zhì)構(gòu)造上來(lái)看，在地應(yīng)力集中地區(qū)（如地質(zhì)構(gòu)造線轉(zhuǎn)折與相交部位）表1國(guó)內(nèi)外巖爆實(shí)例登記表實(shí)例編號(hào)隧洞名稱圍巖巖性單軸抗壓強(qiáng)度（MPa）點(diǎn)荷指數(shù)（MPa）巖體初始應(yīng)力（MPa）圍巖最大切應(yīng)力（MPa）巖爆特征描述巖爆類型1天生橋二級(jí)引水隧洞角礫狀灰?guī)r80＊3.6△25.7*64.3△劈裂、輕微彈射，有開(kāi)縫聲響。Ⅰ（弱）2漁子溪一級(jí)引水隧洞中細(xì)?；◢忛W長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖170＊7.7△30~45*巖片彈射Ⅱ（中）3成昆鐵路官村壩隧道硅質(zhì)灰?guī)r120△5.5△彈射巖片拳頭大小，射距2~3m，最大彈射0.5×0.4×0.07mⅡ（中）4挪威Sima電站地下廠房花崗巖、花崗片麻巖180△8.3△19.5*48.75△2×2×0.5m巖塊拋射20m，擊中對(duì)壁Ⅲ（強(qiáng)）5挪威Hφyanger-Lanefjord隧道片麻巖60＊至2002.7△至934＊95＋剝落及彈射Ⅱ（中）6挪威Heggura隧道片麻巖100＊至2504.5△至1125*62.5△剝落及彈射Ⅱ（中）7挪威Sewage隧道花崗巖180＊8.3△75.4*劈裂、有鋒利爆裂聲響Ⅱ（中）8瑞典vietas水電站2.3號(hào)發(fā)電洞粉砂巖基石英巖80△3.6△50*至70125△至175劈裂，使咬合完好層面張開(kāi)，有開(kāi)裂聲響，無(wú)彈射，超挖嚴(yán)重Ⅰ（弱）9瑞典Juktan水電站隧洞花崗巖180△8.3△50*125△巖爆及塊裂Ⅱ（中）10瑞典Ritsem電站麋梭巖80△3.6△12*、20*30△至50劈裂,錨固前每月劈裂加深0.5mⅠ（弱）11瑞典Forsmark核電站片麻巖130△6△20*50△彈射巖片大小約10cm左右，發(fā)出巨大聲響Ⅱ（中）12蘇聯(lián)拉斯豐恰爾礦霓霞石、磷霞石180＊8.3△57＊巖射及剝落Ⅱ（中）13日本關(guān)越隧道石英閃長(zhǎng)巖236＊10.7△236＋89＊最大一次巖爆，從掌子面突出45m3巖塊Ⅲ（強(qiáng)）14日本新清水隧道待查183＊8.3△彈射巖片0.2×0.2×~1.2×2.5m，厚0.05~1.0mⅢ（強(qiáng)）注：＊實(shí)測(cè)值，△汪澤斌推算值以及洞室軸線與壓性構(gòu)造線相平行時(shí)（即洞室軸線與地區(qū)最大主應(yīng)力方向垂直或近于垂直時(shí)），往往也許使巖爆加劇。就洞室與導(dǎo)坑斷面形式而言，方形、梯形較拱形、園形洞室或?qū)Э訋r爆更為嚴(yán)重。巖爆控制措施有多種，一旦確定了應(yīng)力集中區(qū)位置，就應(yīng)當(dāng)減少應(yīng)力，以減少爆裂危害。在國(guó)內(nèi)，目前常用控制巖爆措施有注水、鉆孔卸壓、錨桿－鋼絲網(wǎng)－噴射混凝土，效果尚好。深埋長(zhǎng)大隧道在勘測(cè)設(shè)計(jì)階段怎樣評(píng)價(jià)和判斷巖爆問(wèn)題，重要是考慮上述區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)條件（即當(dāng)深埋洞室軸線垂直或近于垂直地區(qū)構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)最大地應(yīng)力方向時(shí)易發(fā)生巖爆）和巖層條件（致密性脆巖層，節(jié)理密閉，尤其是在中厚層灰?guī)r中夾有薄層鈣質(zhì)脆硬性巖層時(shí)，應(yīng)予尤其注意）從而提出產(chǎn)生巖爆也許性和必要控制措施。國(guó)內(nèi)水電工程最早在漁子溪Ⅰ、Ⅱ級(jí)及映秀灣水電站隧洞中發(fā)生過(guò)巖爆，此后在白鶴灘、大崗山、二灘、太平驛水電站，天生橋二級(jí)引水隧洞中也出現(xiàn)過(guò)巖爆，并在魯布革水電站、三峽三斗坪壩址、拉西瓦水電站等出現(xiàn)鉆孔餅狀巖心。這一特異地質(zhì)現(xiàn)象出現(xiàn)，引起了人們關(guān)注，并作了記載和報(bào)道。然而，直到70年代后期，某些研究者才在分析鉆孔餅狀巖心力學(xué)機(jī)制基本上，初步探討了巖爆發(fā)生、發(fā)展及預(yù)測(cè)防治。對(duì)于巖爆研究國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有不少論述。從工程實(shí)用現(xiàn)點(diǎn)來(lái)看，常把有爆裂聲、有彈射圍巖忽然破壞現(xiàn)象稱為巖爆。可以看出巖爆所具有特性是：（1）從釋放現(xiàn)象看，破壞具有突發(fā)性；（2）從圍巖應(yīng)力角度看，波及集中－超限－破壞－轉(zhuǎn)移過(guò)程；（3）從能量變化角度看，波及匯集－消散過(guò)程（能量消散波及圍巖破壞做功、彈射、發(fā)震），當(dāng)匯集能量?jī)H能導(dǎo)致圍巖忽然破壞而無(wú)剩余能量導(dǎo)致彈射、震動(dòng)（可聽(tīng)音）時(shí)，即為無(wú)可聽(tīng)音巖爆（幾種巖爆定義中一種）。如下簡(jiǎn)述國(guó)內(nèi)外某些實(shí)際工程中巖爆特性及巖爆分類。實(shí)際隧洞工程中巖爆特性（1）中華人民共和國(guó)，秦嶺隧道Ⅱ線（平導(dǎo)施工）巖性：混合片麻巖、條帶狀混合片麻巖、眼球狀混合花崗巖、花崗偉晶巖巖脈。埋深：200~1100m。巖爆特性：巖爆聲響既發(fā)生在掌子面，也發(fā)生在正在發(fā)生巖爆巖體處。高地應(yīng)力段洞室施工中，在剛開(kāi)挖工作面可聽(tīng)到巖體內(nèi)部沉悶巖體開(kāi)裂聲，聲響大時(shí)如炮聲。平導(dǎo)掌子面處推進(jìn)至DyK77+172處，出完碴測(cè)量時(shí)，掌子面內(nèi)部便發(fā)出沉悶如炮聲巖體內(nèi)部開(kāi)裂聲；有時(shí)發(fā)出“喀喀”聲響。這種聲音一般在剛開(kāi)挖后20分鐘至6小時(shí)可以聽(tīng)到，掌子面發(fā)生巖爆聲響可以持續(xù)至8~10小時(shí)。掌子面后部巖爆處巖體爆裂聲，一般輕微巖爆聲音，較為清脆，可以清晰地聽(tīng)到“啪、啪”聲響；強(qiáng)烈?guī)r爆地段便可聽(tīng)到“澎、澎”，同步夾有“噼、噼”聲響。由于巖爆劇烈程度不一樣和巖性不一樣，巖爆爆落體也各有不一樣。剝落型巖爆巖爆體多為一邊薄一邊厚，如砍刀狀；輕微彈射型巖爆多為細(xì)長(zhǎng)橢圓片體，該片體中心厚周圍薄，片體大小一般由5×6×0.5（cm）~280×160×35（cm）不等；強(qiáng)烈拋射型巖爆體，多為四棱塊狀，塊體直徑一般為10~92cm。巖石礦物晶粒較小致密混合片麻巖，彈射型巖爆時(shí)在爆落體彈射出同步有一圈巖粉伴隨射出；巖石礦物結(jié)晶程度很好晶粒較大花崗偉晶巖，彈射型巖爆時(shí)在爆落體彈射出同步有一圈巖粉伴隨射出，同步在爆落巖體基巖表面有被扯破礦物晶體薄片，大小如指甲或銅錢；侵入脈體尖端巖爆往往較為劇烈，巖爆體多為塊體。（2）中華人民共和國(guó)，南盤江天生橋二級(jí)（壩索）水電站引水隧洞巖性：厚層塊狀灰?guī)r、白云巖。單軸抗壓強(qiáng)度：60~100MPa。埋深：130~760m。巖體初始應(yīng)力：σ1=25.8MPa。巖爆特性：隧洞共3條，每條長(zhǎng)9.5km?；?guī)r、白云巖洞段長(zhǎng)8km，砂、泥巖洞段長(zhǎng)1.5km。洞徑9.5~10.8m，圓形斷面，用掘進(jìn)機(jī)和鉆爆法兩種措施施工。巖爆發(fā)生在灰?guī)r、白云巖洞段。其重要特點(diǎn)是：① 爆裂聲微弱，無(wú)彈射現(xiàn)象。在施工噪聲干擾狀況下，很少聽(tīng)見(jiàn)巖爆聲響，偶爾聽(tīng)到噼噼啪啪聲，不干脆劈柴扯破聲。頂板巖爆片自然落下，底板巖爆片仍堆積在原處。② 巖爆在隧洞橫斷面上具對(duì)稱性。在掘進(jìn)機(jī)施工洞段巖爆發(fā)生在洞壁左上方及右下方，鉆爆法施工洞段一般出目前洞兩側(cè)壁。③ 巖爆多發(fā)生在距掌子面4~10m洞壁上，少數(shù)發(fā)生在掌子面上。持續(xù)時(shí)間24h，后來(lái)一般不再發(fā)生新爆裂，僅在少數(shù)地方一種月后仍見(jiàn)脫塊現(xiàn)象。④ 巖爆規(guī)?？梢苑譃槿缦氯N類型：a.零星巖爆，面積0.5×0.5~2×2m2，零星分布在洞壁上（仍位于左上方及右下方）；b.大面積巖爆，寬3~4m，長(zhǎng)（指沿洞線方向）10~20m；c.持續(xù)巖爆，寬2~3m，長(zhǎng)度不不不小于10m，長(zhǎng)達(dá)100~150m⑤ 破裂面類型：a. 劈裂剝落：劈裂面平行洞壁，巖片厚一般為0.5~15cm，個(gè)別薄如紙片，邊緣鋒利。掌子面上劈裂面平行掌子面，爆裂最大深度達(dá)1.3m（有裂隙面）。b. 板狀破裂：完整巖體破裂成巖板，巖板呈疊瓦狀排列，巖板厚（在鉆爆法洞段）5~20cm，個(gè)別厚達(dá)30~40cm。巖板與洞中心線夾角18°~20°，銳角指向掘進(jìn)方向。c. 塊狀破裂：破裂縫如同板狀破裂，破裂面呈雁行排列，與洞中心線夾角36°~40°，銳角指向掘進(jìn)方向，巖塊較厚（在掘進(jìn)機(jī)施工洞段）一般30~40cm，還受橫向破裂面切割形成巖塊。d. 磷片狀破裂：類似板狀破裂，只是巖片小而薄，巖片厚1~10cm，破裂面與洞中心有兩種狀況，一種夾角為36°~40°爆裂較深，一種夾角18°~20°爆裂甚淺。溶洞、暗河、大斷層中斷巖爆范圍延伸，較大巖爆距溶洞、暗河、大斷層距離為18~30m。小規(guī)模零星巖爆可出目前膠結(jié)好斷層帶上及溶蝕裂隙旁邊。（3）中華人民共和國(guó)，四川岷江漁子溪一級(jí)水電站引水隧洞隧洞巖性為中粒、中細(xì)粒花崗閃長(zhǎng)巖及閃長(zhǎng)巖，單軸抗壓強(qiáng)度為170MPa，埋深250~600m，洞壁切向應(yīng)力為30~45MPa。巖爆特性為：① 巖爆重要集中發(fā)生在隧洞拱肩處或右邊墻處（山體外緣一側(cè)），裂隙走向與洞線成銳角相交，出現(xiàn)片狀彈射。崩落或呈筍皮狀薄片剝落。② 新開(kāi)挖洞體，在24h內(nèi)頂板巖石爆裂聲最明顯，之后逐漸減弱。③ 巖爆一般持續(xù)1~2個(gè)月，后來(lái)逐漸減少或趨于停止，個(gè)別地段在一年后仍有巖爆發(fā)生。（4）中華人民共和國(guó)，成昆鐵路成昆鐵路上官村壩隧道（震旦系灰?guī)r）、蓮地隧道（火成巖、變質(zhì)巖）、百家?guī)X隧道（灰?guī)r、白云巖）、沙木拉達(dá)隧道（砂巖）、窄板溝隧道巖爆特性：巖爆多在隧道施工爆破后一小時(shí)內(nèi)發(fā)生，巖爆地點(diǎn)重要在新開(kāi)挖工作面及其附近頂板牛角灣處，發(fā)生前常持續(xù)發(fā)出“噼啪”響聲，爆出巖塊成片狀彈射或剝離。彈射距離一般2~3m，射出來(lái)巖塊多為中間厚、周圍薄菱片。開(kāi)始拳頭大小、速度很快，后漸為蠶豆般碎石四散彈射，最大體積為0.5×0.4×0.007m，剝離巖塊體積可達(dá)2×1.3×0.2m。巖爆發(fā)生后有巖粉尾隨出現(xiàn)，如煙霧狀。（5）挪威，霍揚(yáng)閣－蘭峽灣隧道巖性：前寒武系片麻巖。單軸抗壓強(qiáng)度：60~200MPa。埋深：110m。巖體初始應(yīng)力：σ1=34MPa，σ3=8MPa。巖爆特性：霍楊閣一端200m處開(kāi)始在拱頂和掌子面上發(fā)生剝落和偶爾巖爆。從450m至貫穿處埋深大洞段邊墻發(fā)生剝落和巖爆。當(dāng)隧道穿過(guò)斷層帶、破碎帶和閃長(zhǎng)巖透鏡體時(shí)，剝落發(fā)生位置也有某些變化。（6）挪威，赫古拉公路隧道巖性：片麻巖。單軸抗壓強(qiáng)度：67~210MPa。巖體初始應(yīng)力：σ1=24.8MPa，σ2=9.3MPa，σ3=6.6MPa。巖爆特性：發(fā)生1~2級(jí)巖爆（拉森斯分級(jí)），圍巖剝落，片落。（7）挪威，Sewage隧道巖性：花崗巖。洞壁應(yīng)力：75.4MPa。巖爆特性：圍巖發(fā)生劈裂。在巖爆最強(qiáng)烈處，持續(xù)劈裂發(fā)出噼噼啪啪爆裂聲。（8）瑞典，Ritsem廠房交通洞巖性：糜棱巖。埋深：130m。初始應(yīng)力：σv=12~20MPa,σH=10MPa。巖爆特性：洞頂忽然持續(xù)松脫。洞壁產(chǎn)生垂直平行巖板。每月加深0.5m，直至錨固。（8）蘇聯(lián)，阿爾帕－塞凡隧洞最大埋深：1230m。巖爆特性：巖爆和氣噴。巖石被拋到離工作面150m遠(yuǎn)處，形成大空洞，個(gè)別容積近2500m3。最大空洞尺寸超過(guò)設(shè)計(jì)輪廓線25m。（9）日本，關(guān)越隧道巖性：石英閃長(zhǎng)巖。單軸抗壓強(qiáng)度：236MPa。埋深：730~1050m。巖爆特性：在10.9km隧道中有1.1km為巖爆危險(xiǎn)區(qū)，巖爆有如下特點(diǎn)：1.巖爆在石英閃長(zhǎng)巖中頻頻發(fā)生，而在角頁(yè)巖內(nèi)幾乎不發(fā)生，第一次巖爆大概45m2巖塊從掌子面突出，爆裂深度達(dá)4m。巖爆尤其集中，從湯澤洞口4420~4580m、4725~4845m、5180~5240m區(qū)間內(nèi)。2.巖爆與地下水親密有關(guān)，在無(wú)漏水北工區(qū)常常發(fā)生巖爆，而在涌水多南工區(qū)，沒(méi)有發(fā)生明顯巖爆。3.巖爆在掌子面記錄到次數(shù)是1417次，側(cè)壁只有16次。側(cè)壁巖爆發(fā)生在掌子面后方5~10m左右位置。4.掌子面巖爆多發(fā)生在左側(cè)。5.巖爆在剛爆破后劇烈，隨即安靜，有少數(shù)活化現(xiàn)象。6.（10）日本，新清水隧洞巖爆特性：巖爆發(fā)生在邊墻及掌子面，巖片飛散。巖片0.2×0.2~1.2×2.5m厚0.05~1.0m，開(kāi)挖期劇烈，持續(xù)2~3月。（11）格蘭薩索公路隧道巖性：泥灰?guī)r、石英巖。埋深：200~1200m。巖爆特性：在里程4085m處，伴隨掌子面推進(jìn)，觀測(cè)到如下幾種現(xiàn)象：巖體中滲透水逐漸減少：RQD值逐漸減少到零；掌子面不穩(wěn)定，其體現(xiàn)形式為大塊石巖板發(fā)出爆裂聲，并同步射出大量巖石碎塊。破壞是沿節(jié)剪發(fā)生，而不是沿層面（具有不一樣程度螺旋線面）、交叉層面以及顯然穩(wěn)定巖層發(fā)生。在左隧道里程4240m處（此處覆蓋層厚1220m），出現(xiàn)了斷層密集交錯(cuò)、特殊地質(zhì)構(gòu)造特性；在幾種爆破循環(huán)之后，大概過(guò)了15分鐘，隧道右壁忽然發(fā)生巖爆，噴射出大量巖塊。由于右側(cè)壁發(fā)生巖爆，并向洞內(nèi)噴入了大量巖塊，因而，導(dǎo)致拱頂巖石松動(dòng)、掉落，并一直擴(kuò)展到左側(cè)起拱線，其塌落體積達(dá)幾百m3。在掌子面附近幾米寬范圍內(nèi)巖爆最為嚴(yán)重，并沿右側(cè)壁擴(kuò)展，致使用鋼筋和噴射混凝土支護(hù)40m長(zhǎng)一段右側(cè)壁完全倒塌。巖爆分類為了保持圍巖穩(wěn)定，保證地下洞室施工開(kāi)挖順利進(jìn)行，防止發(fā)生巖爆對(duì)機(jī)器設(shè)備和施工人員導(dǎo)致傷害，有目地對(duì)影響圍巖穩(wěn)定巖爆進(jìn)行分類是十分故意義事情。巖爆特性可以從多種角度去描述它，因而可以從多方面進(jìn)行分類或分級(jí)。例如，根據(jù)一次巖爆所釋放出能量大小，可以象劃分地震級(jí)那樣將其分級(jí)。又例如根據(jù)一次巖爆彈射巖片大小和體積多少可以分級(jí)。已見(jiàn)巖爆分類措施有如下幾種：（1）按變量系數(shù)分類法應(yīng)用巖體力學(xué)知識(shí)，提出了應(yīng)力釋放巖爆變量系數(shù)，從而評(píng)價(jià)圍巖穩(wěn)定性。巖爆變量系數(shù)體現(xiàn)式如下：（2-1）式中KW——巖爆變量系數(shù)（MPa）；σmax——應(yīng)力場(chǎng)最大主應(yīng)力（MPa）；P——側(cè)應(yīng)力系數(shù)（水平應(yīng)力／垂直應(yīng)力）；E——彈性模量（MPa）；α——主應(yīng)力水平夾角。按變量系數(shù)KW進(jìn)行分類：當(dāng)KW<0.1 為圍巖穩(wěn)定，預(yù)測(cè)無(wú)巖爆發(fā)生當(dāng)KW=0.1~0.3 為圍巖基本穩(wěn)定，預(yù)測(cè)也許發(fā)生弱巖爆當(dāng)KW>0.3~0.6 為圍巖穩(wěn)定性差，預(yù)測(cè)也許發(fā)生中等巖爆當(dāng)KW>0.6 ，為圍巖穩(wěn)定性很差，預(yù)測(cè)也許發(fā)生強(qiáng)烈?guī)r爆（2）按巖爆活動(dòng)性分類法挪威羅申斯（Russenes）將巖爆活動(dòng)性分為四級(jí)，其詳細(xì)分級(jí)如表2所示。表2巖爆分級(jí)表巖爆級(jí)別描述無(wú)無(wú)巖爆，無(wú)巖石應(yīng)力引起不穩(wěn)定問(wèn)題，巖石中無(wú)聲音輕微低巖爆活動(dòng)性，有使巖石松弛與開(kāi)裂趨勢(shì)，巖石中略有聲音中等中等巖爆活動(dòng)性，巖石大量成片或松弛，有隨時(shí)間發(fā)生周界變形趨勢(shì)，巖石中有強(qiáng)烈開(kāi)裂聲強(qiáng)烈高度巖爆活動(dòng)性，開(kāi)挖后邊頂拱上即有嚴(yán)重掉塊，底拱上成片狀破裂或拱起，洞壁有嚴(yán)重破碎和變形，響聲如槍聲（3）按巖爆特性分類法（一）根據(jù)上述公式和分級(jí)，結(jié)合國(guó)內(nèi)某些大中型水電工程所發(fā)生巖爆特性，提出巖爆分類，如表3所示。表3巖爆分類表巖爆類型特征松動(dòng)脫落圍巖呈塊、板、片狀爆裂，聲響微弱，偶爾可以聽(tīng)見(jiàn)噼噼啪啪響聲、無(wú)彈射現(xiàn)象。在頂板巖爆塊自由墜下，在底板巖爆塊堆積原處爆裂彈射型巖片彈射及巖粉噴射，爆裂聲響如槍聲。彈射巖片最大不超過(guò)0.3m3，有拳頭大小者和粉末煙霧者，彈射巖片可傷人，對(duì)機(jī)械、隧洞無(wú)大影響爆炸沖擊型巨石沖擊，聲響巨大，巖塊體積達(dá)數(shù)立方米至數(shù)十立方米。巖塊沖擊拋射距離達(dá)一、二十米，巖塊對(duì)機(jī)械、支護(hù)有損害，但其震動(dòng)不會(huì)導(dǎo)致太大損害圍巖深部地震型由于地下洞室開(kāi)挖靠近斷層、巖脈，從而引起斷層、巖脈聚積能量孕震，在圍巖深部產(chǎn)生地震（4）按巖爆特性分類法（二）國(guó)內(nèi)汪澤斌從工程實(shí)踐觀點(diǎn)出發(fā)，提出重要根據(jù)感官感覺(jué)到巖爆特性，著眼于危害方式，危害程度，防治對(duì)策等原因進(jìn)行分類措施。這樣分類長(zhǎng)處在于不受有否詳細(xì)儀器測(cè)試資料限制。這種分類尚有一種考慮就是試圖用多種模式來(lái)描述巖爆特性及發(fā)生機(jī)理。該分類法分為：破裂松脫型，爆裂彈射型，爆炸拋實(shí)型，沖擊地壓型，遠(yuǎn)圍巖地震型，斷裂地震型六種型式。1）破裂松脫型圍巖成塊、板、鱗片狀爆裂，爆裂聲響微弱，偶爾可聽(tīng)見(jiàn)劈劈啪啪響聲，彈射距離很小，在頂板巖爆塊重要是墜落，在底板巖爆板堆積在原處。經(jīng)典代表如：① 南盤江天生橋二級(jí)（壩索）水電站引水隧洞。隧洞共3條，每條長(zhǎng)9.5km?；?guī)r、白云巖洞段長(zhǎng)8km，砂、泥巖洞段長(zhǎng)1.5km。洞徑9.5~10.8m，圓形斷面，用掘進(jìn)機(jī)和鉆爆法兩種措施施工。巖爆發(fā)生在灰?guī)r、白云巖洞段，其重要特點(diǎn)是：a. 爆裂聲微弱，彈射很小，在施工噪聲干擾狀況下，很少聽(tīng)見(jiàn)巖爆聲響，偶而聽(tīng)見(jiàn)劈劈啪啪聲、不干脆劈柴扯破聲、冰層開(kāi)裂聲，頂板巖爆片自然落下，某些地段有彈射現(xiàn)象，底板巖爆片仍堆積在原處。b. 巖爆在隧洞橫斷面上具對(duì)稱性。掘進(jìn)機(jī)施工洞段巖爆發(fā)生洞壁上方及右下方（面對(duì)掌子面）兩爆裂坑中心連線傾角67°~90°，鉆爆法施工洞段某些洞段兩側(cè)壁，某些在右頂部。c. 巖爆多數(shù)發(fā)生在距掌子面4~10m洞壁上，少數(shù)發(fā)生在掌子面上，巖爆活躍期為半小時(shí)至數(shù)小時(shí)，持續(xù)時(shí)間24小時(shí)，后來(lái)一般不再發(fā)生新爆裂，僅少數(shù)地方一種月后仍見(jiàn)脫塊現(xiàn)象。d. 巖爆破裂可分如下三種類型：A：零星巖爆：面積0.5×0.5~2×2m2，零星分布在洞壁上（仍位于左上方及右下方）。B：大面積巖爆，寬3~4m，指沿洞線方向長(zhǎng)10~20m。C：持續(xù)巖爆寬2~3m，長(zhǎng)度不不不小于10m，長(zhǎng)達(dá)100~150me. 巖爆破裂坑深度重要受圍巖應(yīng)力和強(qiáng)度控制，在厚層塊狀、整體狀白云洞段，巖石單軸抗壓強(qiáng)度達(dá)100~120MPa。巖體初始應(yīng)力雖達(dá)31MPa，爆裂坑深度僅為0.5~0.8m。而在角礫狀灰?guī)r洞段，由于角礫狀灰?guī)r中有方解石細(xì)脈穿插，巖體初始應(yīng)力25MPa，巖爆坑深度卻達(dá)1.5~2.0m，當(dāng)薄層——中厚層泥質(zhì)條帶灰?guī)r（含碳巖）層面平行洞壁最大切應(yīng)力時(shí)，巖爆深度亦很大，達(dá)1~2m。f. 距大溶洞、暗河、斷層帶18~30m范圍內(nèi)無(wú)大巖爆產(chǎn)生，但小規(guī)模零星巖爆可以出目前膠結(jié)好斷層帶上及溶蝕裂隙旁邊。② 瑞典Vietas水電站2、3號(hào)發(fā)電洞。兩條隧洞中巖爆特性皆為劈裂，有平啪聲，開(kāi)裂聲。劈裂面大多數(shù)平行掌子面。在2號(hào)隧洞中巖爆發(fā)生在前寒武系基底巖中，劈裂面平行于橫交洞線陡傾（60~85°）層面（母巖層面清晰，但未曾破裂）。3號(hào)隧洞為寒武系水平粉砂巖，巖爆產(chǎn)生兩組破裂面，一組沿層面，層面充填石英、方解石、綠泥石，開(kāi)挖時(shí)這些層面張開(kāi)，在洞頂超挖，形成平頂。另一組破裂面平行掌子面，垂直或陡傾，傾向東，間距15~60cm，偶爾可見(jiàn)間距不不小于5cm。2）爆裂彈射型其巖爆特性是：巖片彈射及巖粉噴射，爆裂聲響如槍聲，彈射巖片最大不超過(guò)1/3m3，有5~10cm直徑者，拳頭大小者，粉末煙霧者。危害重要為彈射巖片傷人，于機(jī)械、隧道無(wú)多大影響。經(jīng)典代表如：① 漁子溪一級(jí)電站引水隧洞出現(xiàn)片狀彈射、崩落或呈筍皮狀薄片剝落；新開(kāi)挖洞體，在24小時(shí)內(nèi)頂板巖石爆裂聲最明顯，之后逐漸減弱；巖爆一般持續(xù)1~2個(gè)月，后來(lái)逐漸減少或趨于停止，巖石表面逐漸變潮。個(gè)別地段在一年后來(lái)仍有巖爆發(fā)生。② 成昆鐵路上官村壩隧道、蓮地隧道、沙本拉達(dá)隧道、窄板溝隧道、百家?guī)X隧道。巖爆多在隧道施工后一小時(shí)內(nèi)發(fā)生，巖爆地點(diǎn)重要在新開(kāi)挖工作面及其附近頂板尖角處，發(fā)生前常持續(xù)發(fā)出“霹啪”響聲。爆出巖塊成片狀彈射或剝離。彈射距離一般2~3m，射擊出來(lái)巖塊，多為中間厚，周圍薄菱片。開(kāi)始拳頭大小，速度很快，后漸為蠶豆般碎石四散彈射，最大體積為0.5×0.4×0.007m，剝離巖塊體積可達(dá)2×1.3×0.2m，巖爆發(fā)生后有巖粉尾隨出現(xiàn)，如煙霧狀，發(fā)生巖爆后洞壁巖面一般光滑平整。屬于這種類型尚有挪威Hφyanger-Lanefjord隧道、Heggura公路隧道、污水隧道、瑞典Juktan抽水蓄能電站隧洞、Forsmark核電站隧洞、蘇聯(lián)拉斯豐恰爾礦、基洛夫礦等。3）爆炸拋實(shí)型巨石拋射，聲響如炮彈，拋石體積數(shù)立方米，至數(shù)十立方米。拋射距離數(shù)米至一、二十米，拋石對(duì)機(jī)械、支撐有損害，但震動(dòng)不導(dǎo)致大損害，如：挪威Sima地下電站，洞壁呈蛋殼狀劈裂，有嚴(yán)重彈射現(xiàn)象，一次2×2×0.5m巖塊拋射20m，擊中對(duì)壁。又如日本關(guān)越隧道一次大巖爆，從掌子面拋出45m3巖塊，爆裂深度達(dá)4m，在巖爆尤其集中340m洞段，發(fā)生巖爆1433次，（其中掌子面1417次，側(cè)壁16次）。再如日本新清水隧道，巖爆發(fā)生在邊墻及掌子面，巖片飛散，巖片0.2×0.2~1.2×2.5m，厚0.05~1.0m，開(kāi)挖期劇烈，持續(xù)2~3沖擊地壓型、遠(yuǎn)圍巖地震型、斷裂地震型多發(fā)生在煤礦施工過(guò)程之中，在此不再多敘。巖爆斷裂破壞機(jī)制巖爆原因是具高蓄能特性硬脆性巖體中，積蓄應(yīng)變能忽然釋放，發(fā)生過(guò)程卻是巖體斷裂破壞。斷裂力學(xué)是研究材料尤其是金屬材料脆斷破壞一門新學(xué)科，目前已逐漸引用于巖石力學(xué)領(lǐng)域，研究巖體破壞現(xiàn)象。斷裂力學(xué)有三種基本斷裂破壞模型，即Ⅰ型（張開(kāi)型）裂紋，Ⅱ型（剪切型）裂紋及Ⅲ型（撕斷型）裂紋。而巖爆反應(yīng)了巖體中裂紋參數(shù)、巖體應(yīng)力狀態(tài)及巖體自身斷裂強(qiáng)度（斷裂韌性）之間關(guān)系。當(dāng)決定于巖體中裂紋尺寸參數(shù)及應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力強(qiáng)度因子不不不小于或等于巖體斷裂韌性時(shí)，便產(chǎn)生迅速斷裂破壞或不穩(wěn)定擴(kuò)張，產(chǎn)生巖爆。與巖體抗拉、抗壓及抗剪強(qiáng)度同樣，巖體斷裂韌性亦是巖體所固有一種強(qiáng)度指標(biāo)，因而稱做斷裂強(qiáng)度，且不一樣裂紋型式其值是不相似。產(chǎn)生巖爆硬脆性巖體，具有整體塊狀完整構(gòu)造，但其中卻存在數(shù)目眾多呈隨機(jī)分布微裂隙及隱微裂隙。洞室開(kāi)挖變化了圍巖初始應(yīng)力狀態(tài)，在圍巖尤其是洞壁部位產(chǎn)生明顯應(yīng)力集中，不僅在一定范圍內(nèi)也許產(chǎn)生拉應(yīng)力，并且在靠近洞壁部位剪應(yīng)力亦最大。這就為巖爆提供了必要應(yīng)力條件，決定著圍巖斷裂破壞。由于巖體中微裂隙隨機(jī)性及洞壁應(yīng)力復(fù)雜性，巖爆往往不是單一型裂紋斷裂破壞，一般為Ⅰ型及Ⅱ型裂紋復(fù)合問(wèn)題，在這種狀況下，從工程角度來(lái)看可以采用下述斷裂準(zhǔn)則，即：KⅠ＋KⅡ≥KIC（2-2）這里KⅠ及KⅡ分別為復(fù)雜受力條件下斷裂擴(kuò)張Ⅰ型裂紋及Ⅱ型裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子，KIC為巖體Ⅰ型裂紋斷裂韌性（強(qiáng)度）。洞室開(kāi)挖后，圍巖巖爆既可以隨時(shí)發(fā)生，亦可以延續(xù)發(fā)生，這不僅決定于圍巖受力狀態(tài)，并且還與巖體應(yīng)力腐蝕特性有關(guān)。應(yīng)力腐蝕是巖體裂隙在介質(zhì)中穩(wěn)定擴(kuò)張?zhí)匦?，地下洞室中常具地下水，?duì)巖體斷裂破壞起應(yīng)力腐蝕介質(zhì)作用。在一般狀況下介質(zhì)對(duì)斷裂破壞應(yīng)力腐蝕存在圖中所示關(guān)系。巖爆是高應(yīng)力硬脆巖體中常用一種巖石破壞現(xiàn)象。地下洞室?guī)r爆常以片狀剝落形式出現(xiàn)，形成蔥皮狀構(gòu)造。產(chǎn)生巖爆需要一定應(yīng)力條件及巖體構(gòu)造和性質(zhì)條件。一般多為完整整體塊狀構(gòu)造及厚層狀構(gòu)造，巖石硬脆，單軸抗壓強(qiáng)度在1500kg/cm2以上，聲波速度不不不小于6000m/s，且只有當(dāng)巖體初始應(yīng)力場(chǎng)最大主應(yīng)力與巖塊單軸抗壓強(qiáng)度之比值不不不小于0.15~0.2高應(yīng)力條件下才也許發(fā)生。洞室軸向布置即與初始應(yīng)力場(chǎng)最大主應(yīng)力關(guān)系及洞室斷面形狀亦是明顯地影響著巖爆，洞軸與最大主應(yīng)力垂直且洞室具非平滑輪廓時(shí)輕易產(chǎn)生巖爆，由于這時(shí)洞壁圍巖應(yīng)力集中最嚴(yán)重，洞壁超欠挖亦惡化了圍巖應(yīng)力集中程度，使巖爆更輕易發(fā)生。從宏觀現(xiàn)象上來(lái)看巖爆本質(zhì)是彈性應(yīng)變能大量忽然釋放，但其發(fā)生機(jī)制是巖體斷裂破壞。巖體中存在數(shù)目眾多呈隨機(jī)分布微裂隙，為巖體斷裂破壞提供了必要裂紋條件，這里裂紋受到復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)作用及應(yīng)力腐蝕，從而使巖爆具延時(shí)及延續(xù)發(fā)生特點(diǎn)。賈愚如等人提出巖爆判據(jù)國(guó)內(nèi)賈愚如、范正綺等人通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)大型水電工程巖爆實(shí)測(cè)計(jì)算以及對(duì)國(guó)內(nèi)外大量資料記錄分析后認(rèn)為：高地應(yīng)力不是巖爆發(fā)生唯一條件，巖爆發(fā)生尚與圍巖儲(chǔ)存彈性應(yīng)變能力以及圍巖變形速度等原因有關(guān)，其破壞為脆性斷裂。并在此基本上提出了一種簡(jiǎn)要巖爆判據(jù)，可為水工地下洞室設(shè)計(jì)和施工提供預(yù)測(cè)巖爆根據(jù)。如下所述是該研究論文重要內(nèi)容。巖爆特性及破壞機(jī)理通過(guò)對(duì)巖爆觀測(cè)和分析，不難看出巖爆具有如下特性。這些特性從不一樣角度揭示出圍巖動(dòng)力失穩(wěn)力學(xué)原因，對(duì)認(rèn)識(shí)、研究巖爆機(jī)制大有協(xié)助。（1）圍巖應(yīng)力與單軸抗壓強(qiáng)度比值，在較低狀況下就也許出現(xiàn)巖爆?，F(xiàn)摘錄幾種實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)列在表4中。表4發(fā)生巖爆時(shí)σθ（或σ1）/σc比值地點(diǎn)工程名稱巖石種類切向應(yīng)力σθ（或σ1）（MPa）單軸抗壓強(qiáng)度σc（MPa）σθ（或σ1）/σc中華人民共和國(guó)天生橋引水隧洞二灘水電站3號(hào)洞漁子溪引水洞瀑布溝水電站太平驛水電站白云質(zhì)灰?guī)r正長(zhǎng)巖花崗閃長(zhǎng)巖閃長(zhǎng)花崗巖花崗巖30.090.0(30~45)*21.7*31.3*88.7220.0170.0123.0165.00.300.410.17~0.270.180.19蘇聯(lián)拉斯豐恰爾礦基洛夫礦霓霞石－磷霞石霓霞石－磷霞石63~11751~110180.0170.00.35~0.650.30~0.65美國(guó)愛(ài)達(dá)荷州CAD礦（A）愛(ài)達(dá)荷州CAD礦（B）石英巖石英巖66.0*52.0*190.0190.00.350.27瑞典維斯塔輪水洞石英巖40＊180.00.221）σθ為實(shí)測(cè)圍巖最大切向應(yīng)力2）*為實(shí)測(cè)壩址區(qū)最大地應(yīng)力σ1（2）巖爆多發(fā)生在新鮮、完整及堅(jiān)硬巖石中，在爆裂面上，一般肉眼觀測(cè)不到明顯裂隙。所謂完整巖體是指裂隙間距相對(duì)較大、宏觀上沒(méi)有貫穿巖體。巖塊破裂不是沿裂隙面發(fā)生，而是巖石內(nèi)部裂紋擴(kuò)展成果。根據(jù)國(guó)內(nèi)外34個(gè)曾發(fā)生過(guò)巖爆工程記錄，發(fā)生在完整、堅(jiān)硬巖漿巖中約占總數(shù)70％，在新鮮堅(jiān)硬變質(zhì)巖及沉積巖中約占30％。其單軸抗壓強(qiáng)度一般均在60MPa以上。如天生橋二級(jí)引水隧洞2號(hào)支洞，發(fā)生巖爆洞段為：0＋230~0＋500（σc＝100MPa，巖石完整系數(shù)0.90）；0＋645~0＋880（σc＝80MPa，巖石完整系數(shù)0.75）；0＋920~0＋936（σc＝80MPa，巖石完整系數(shù)0.90）。上述特性反應(yīng)了巖爆發(fā)生巖性條件。新鮮完整及堅(jiān)硬巖石近似于彈性體，其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線近于直線。只有這樣，巖石才能積聚大量彈性應(yīng)變能，使斷裂面巖塊獲得足以彈射動(dòng)能。假如存在著明顯裂隙、節(jié)理以及受力后產(chǎn)生較大塑性變形，則外力功將過(guò)多被耗散，失穩(wěn)巖塊就不也許獲得足夠動(dòng)能。（3）巖爆一般發(fā)生在洞室開(kāi)挖后數(shù)小時(shí)或數(shù)天內(nèi)，也有持續(xù)一至幾種月后逐漸減弱或停止。一般而言，比較劇烈?guī)r爆多發(fā)生在開(kāi)挖后數(shù)小時(shí)內(nèi)。洞室開(kāi)挖后，圍巖應(yīng)力有一種調(diào)整過(guò)程，其時(shí)間長(zhǎng)短與巖石構(gòu)造等原因有關(guān)，一般在很短時(shí)間內(nèi)就可完畢。對(duì)持續(xù)數(shù)月才能減弱或終止現(xiàn)象有不一樣解釋：有人指出這是巖體變形時(shí)間效應(yīng)所致。然而；發(fā)生巖爆巖體近似于彈性體，這種巖石在短時(shí)間內(nèi)（幾種月到一年）蠕變量是有限；從下面蠕變?cè)囼?yàn)成果中將可以看出這一點(diǎn)。綜上所述，發(fā)生巖爆巖體雖然在宏觀上是完整，但在微觀上其內(nèi)部存在著許多隨機(jī)分布微裂隙，或用常規(guī)手段無(wú)法發(fā)現(xiàn)非常小不均勻粒子，當(dāng)圍巖受力后其中處在最不利方向裂隙端部，將會(huì)產(chǎn)生極高集中拉應(yīng)力，這個(gè)應(yīng)力足以克服分子引力導(dǎo)致內(nèi)聚力，使裂隙端部產(chǎn)生新拉伸破裂。一般狀況下，巖體宏觀破裂并非是單個(gè)裂紋擴(kuò)展形成，并且單個(gè)裂紋擴(kuò)展方向與宏觀方向也不一致。只有當(dāng)微裂隙破裂和相鄰裂隙互相連通起來(lái)，逐漸形成裂隙帶后，才有也許從微觀破裂發(fā)展成為宏觀破壞。而宏觀破壞形態(tài)，也許是剪切或張性破裂，這取決于巖石構(gòu)造和裂隙開(kāi)展方向等多種原因。由此可以得出，巖爆破壞進(jìn)程可以分為三個(gè)階段：低應(yīng)力狀態(tài)下微裂紋擴(kuò)展→微裂隙互相貫穿，形成宏觀破壞→巖體中貯存彈性應(yīng)變能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，使破裂巖塊以不一樣速度彈射出去，即為巖爆。（4）室內(nèi)試驗(yàn)成果圍巖應(yīng)力是導(dǎo)致巖爆發(fā)生外部條件，但不是充足條件。由于巖石構(gòu)造和構(gòu)造不一樣，變形特性也不相似，因此在相似應(yīng)力條件下，圍巖發(fā)生巖爆與否，尚取決于巖體變形特性，這可以用巖石彈性能量指數(shù)（WET）體現(xiàn)。當(dāng)對(duì)巖石試件加載時(shí)，外力所作功（W）等于：（2-3）所謂彈性能量指數(shù)是指加載到0.70~0.80σc時(shí)，再卸載到0.05σc，這時(shí)卸載釋放出彈性應(yīng)變能（E2）與耗散應(yīng)變能（E1）之比，用WET體現(xiàn)，則有： （2-4）彈性能量指數(shù)大小，可反應(yīng)巖石具有爆裂傾向程度。這里，咱們用天生橋水電站等地11種巖石進(jìn)行測(cè)試，其成果列于表5。從表5可以看出：天生橋、二灘、太平驛及瀑布溝水電站實(shí)測(cè)WET值，分別為6.6，7.3，9.0和5.0，其值不不不小于或等于5.0，且應(yīng)力比值σθ/σc>0.30，因此它們?cè)诓灰粯映潭壬隙及l(fā)生了巖爆。而李家峽、龍羊峽和魯布革水電站實(shí)測(cè)WET值，分別為5.7、7.4和7.8，也都不不不小于5.0，然而應(yīng)力比值卻不不小于0.30（龍羊峽實(shí)測(cè)最大地應(yīng)力σ1＝9.4MPa，李家峽σ1＝5.5MPa，魯布革σ1＝17MPa。假如將σ1換算成σθ，再與σc相比，其比值均不不小于0.30），卻不曾發(fā)生巖爆。這表明，WET值只反應(yīng)了巖性條件，即是說(shuō)巖體只具有發(fā)生巖爆內(nèi)在原因是不夠，同步必須滿足應(yīng)力條件，即圍巖應(yīng)力要到達(dá)臨界值，才也許出現(xiàn)巖爆；反之亦然。表5若干工程彈性變形能指數(shù)測(cè)定成果工程名稱巖性抗壓強(qiáng)度σc(MPa)抗拉強(qiáng)度σt(MPa)彈性模量E(104MPa)εs/εσt/σc試件數(shù)量備注天生橋引水隧洞白云質(zhì)灰?guī)r88.73.75.60.876.60.04239發(fā)生巖爆二灘水電站3號(hào)支洞正長(zhǎng)巖220.07.45.90.937.30.03445發(fā)生巖爆龍羊峽水電站花崗巖178.05.76.70.957.40.03212未發(fā)生巖爆魯布革水電站灰?guī)r150.05.46.60.967.80.0365未發(fā)生巖爆龍門水庫(kù)粘土質(zhì)砂巖52.03.71.00.741.30.0706未發(fā)生巖爆黃石市大理巖99.74.85.30.883.80.0489未發(fā)生巖爆漁子溪引水洞花崗閃長(zhǎng)巖170.0發(fā)生巖爆太平驛水電站閃長(zhǎng)巖165.09.47.20.949.00.0576發(fā)生巖爆瀑布溝水電站花崗巖123.06.10.855.06發(fā)生巖爆李家峽水電站黑云母角閃斜長(zhǎng)片巖115.010.00.985.7未發(fā)生巖爆巖爆鑒別準(zhǔn)則巖爆是由圍巖應(yīng)力狀態(tài)、巖體強(qiáng)度、變形特性、巖體賦存環(huán)境、洞室布置和開(kāi)挖措施等多種原因綜合影響成果。咱們一般說(shuō)巖爆是巖體具有高地應(yīng)力一種體現(xiàn)形式，這是說(shuō)高地應(yīng)力是巖爆發(fā)生一種外部主導(dǎo)原因，而內(nèi)因則取決于巖體變形特性等。假如外力不超過(guò)一定臨界值或者巖石具有產(chǎn)生大量塑性變形能力，那么巖石就不會(huì)發(fā)生脆性破壞，而是在產(chǎn)生靜態(tài)彈性變形之后，以塑性破壞形式出現(xiàn)。根據(jù)內(nèi)外大量實(shí)測(cè)成果及記錄分析，提議對(duì)新鮮、完整及堅(jiān)硬圍巖，采用下列鑒別式預(yù)測(cè)巖爆。(2-5)式中系數(shù)根據(jù)圍巖切向應(yīng)力和洞軸線方向應(yīng)力之比而定。即：σ軸／σθ 系數(shù)假如圍巖裂隙發(fā)育、巖體破碎、強(qiáng)度較低時(shí)，其破壞機(jī)制有所變化，這時(shí)構(gòu)造面起控制作用，局部圍巖也許沿裂隙、節(jié)理或其他軟弱面發(fā)生剪切或劈裂，其破壞形態(tài)為坍落、滑移或其他非彈射形式破壞。如碧口水電站為千枚巖，單軸抗壓強(qiáng)度12MPa，圍巖最大切向應(yīng)力（計(jì)算值）8.4MPa，兩者之比為0.70，遠(yuǎn)不不不小于0.30，但其破壞形態(tài)為冒頂、坍方和邊墻內(nèi)鼓，并無(wú)巖爆發(fā)生。從分析研究中得出重要結(jié)論：（1）巖爆是巖體具有高地應(yīng)力一種體現(xiàn)形式。但高地應(yīng)力不是巖爆發(fā)生唯一條件，尚與圍巖儲(chǔ)存彈性應(yīng)變能力等原因有關(guān)。（2）水工地下洞室發(fā)生巖爆時(shí)，圍巖應(yīng)力與單軸抗壓強(qiáng)度之比約為1／3。這是巖體在低應(yīng)力狀態(tài)下脆性斷裂。（3）巖爆多發(fā)生在新鮮、完整及堅(jiān)硬巖石中，這是巖性條件。但假如圍巖裂隙發(fā)育，強(qiáng)度較低，則其破壞機(jī)制有所變化，一般是坍方和內(nèi)鼓，無(wú)巖爆發(fā)生。（4）在綜合考慮巖石應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)基本上提出巖爆判據(jù)，較單一應(yīng)力判據(jù)更為完善。據(jù)此可以預(yù)測(cè)洞室與否會(huì)發(fā)生巖爆，以便使咱們可以采用對(duì)應(yīng)對(duì)策，防止或減緩巖爆對(duì)人身和機(jī)械設(shè)備所導(dǎo)致危害。巖爆防治處理世界各國(guó)在與巖爆作斗爭(zhēng)中，總結(jié)了許多防治措施，歸納起來(lái)有：改善圍巖應(yīng)力、變化圍巖性質(zhì)、加固圍巖、改善施工措施及防護(hù)等幾種措施。改善圍巖應(yīng)力措施從強(qiáng)度理論角度看，巖爆是一種破壞，伴隨著破壞釋放能量而導(dǎo)致震動(dòng)、拋突、坍落、堵塞等災(zāi)害，因而假如能使圍巖應(yīng)力不不小于圍巖強(qiáng)度就不會(huì)發(fā)生巖爆，要達(dá)此目有如下幾種措施：（1）謹(jǐn)慎確定地下洞室穿行方位在設(shè)計(jì)階段，選定地下洞室穿過(guò)方位時(shí)，根據(jù)區(qū)域性構(gòu)造地質(zhì)所提供資料，盡量回避處在活躍期褶斷帶，不要使洞室施工導(dǎo)致大、老構(gòu)造復(fù)活或形成所構(gòu)造誘發(fā)原因。這就可防止承受復(fù)雜而巨大地質(zhì)應(yīng)力破壞作用，也波及施工中巖爆襲擊。這需要作過(guò)細(xì)工程地質(zhì)工作。（2）在布置地下工程時(shí)，應(yīng)盡量使長(zhǎng)軸方向與最大主應(yīng)力平行，這樣可以減小洞壁圍巖切向應(yīng)力。（3）在開(kāi)挖爆破時(shí)，采用短進(jìn)尺，多循環(huán)亦可以改善圍巖應(yīng)力狀態(tài)。（4）選用合適洞形，以改善圍巖應(yīng)力狀態(tài)。（5）變化導(dǎo)坑段面形狀在開(kāi)挖過(guò)程中，變化導(dǎo)坑斷面形狀，將一般采用梯形面改為弧形拱頂。這不僅減小了圍巖壓力，更重要是有助于巖層隱藏彈性勢(shì)能從急變緩地釋放，也改善了臨時(shí)支護(hù)受力狀態(tài)。恰當(dāng)提高拱頂開(kāi)挖高度，一般提高0.3m，有助于襯砌混凝土施工時(shí)時(shí)臨時(shí)支護(hù)拆換和模板安裝。（6）斷頂法這是門頭溝煤礦長(zhǎng)期探索出來(lái)一種治理沖擊地壓措施。斷頂法施工要點(diǎn)和重要目是：在待采煤體隔離煤柱一側(cè)老采空區(qū)內(nèi)，對(duì)大面積懸空頂板進(jìn)行人工強(qiáng)制局部崩落，形成寬略6m，深為6~8m一條溝，用以人工調(diào)配頂板應(yīng)力分布，減小待采煤體開(kāi)采后應(yīng)力集中，減弱空區(qū)頂板與待采區(qū)頂板巖層力學(xué)聯(lián)絡(luò)，防止沖擊地壓。（7）回填法回填法在南非金礦中用得較多，在采空區(qū)回填廢碴，回填有兩個(gè)長(zhǎng)處：第一，減少礦坑跨度，減少最終收斂量及每一次回采礦中誘發(fā)位移，第二，圍巖壓密回填物質(zhì)必然做功，圍巖可以釋放能量。（8）解除應(yīng)力法人為地解除應(yīng)力措施是頗為積極措施。該措施是在預(yù)測(cè)也許發(fā)生巖爆洞段內(nèi)，通過(guò)人工進(jìn)行垂直于掌子面超深鉆孔施爆工作，導(dǎo)致掌子面內(nèi)相稱深度地方成為一種破碎帶，以減輕掌子面上壓力，從而使巖爆烈度和影響范圍得以減少，雖然在具足夠大高應(yīng)力區(qū)內(nèi)產(chǎn)生突發(fā)性較大巖爆，也會(huì)因破碎帶緩沖效應(yīng)，使其危害程度大為減小，從而保證施工人員安全，這種人工解除應(yīng)力措施還可以產(chǎn)生增大掌子面破裂帶寬度效應(yīng)，以及產(chǎn)生把高應(yīng)力峰值從掌子面移動(dòng)到實(shí)體巖石效應(yīng)，以及產(chǎn)生把高應(yīng)力峰值從掌子面移動(dòng)到實(shí)體巖石效應(yīng)。實(shí)行該措施問(wèn)題重要是應(yīng)力解除孔鉆進(jìn)深度、時(shí)間間隔以及裝藥量等，均需視實(shí)際狀況而定，一般似應(yīng)保證在掌子面前方至少有幾米厚破碎巖石緩沖帶存在。通過(guò)多次實(shí)踐證明，實(shí)行應(yīng)力解除成果，不僅可以用于減少一般巖爆影響，并且還可用于哪些為數(shù)不多嚴(yán)重巖爆中，由此而使因巖爆引起傷亡人數(shù)和延誤施工時(shí)間明顯減少并在心理上予以施工人員極大安慰。此外，在進(jìn)行人工應(yīng)力解除爆破同步偶爾發(fā)生輕微巖爆，防止了發(fā)生突發(fā)性巖爆條件形成和劇烈?guī)r爆發(fā)生，這一點(diǎn)對(duì)不可防止巖爆發(fā)生來(lái)講，是控制巖爆發(fā)生重要手段。對(duì)于人工應(yīng)力解除措施未能防止巖爆發(fā)生狀況，也許與巖石殘痕以及哪些由于自然原因或人工原因應(yīng)力已被解除地方有關(guān)。采用儀器理解應(yīng)力解除爆炸破裂效應(yīng)，從而給出掌子面前方破碎帶擴(kuò)大范圍以及巖石破碎程度，有助于有關(guān)多種變量組合到達(dá)最大效應(yīng)。應(yīng)力解除法應(yīng)用經(jīng)實(shí)踐檢查證明，不僅原理對(duì)旳，并且也可以實(shí)際應(yīng)用，是防治巖爆有利措施之一，其存在問(wèn)題有待在實(shí)踐中探索改善。變化圍巖性質(zhì)措施（1）鉆孔壓力注水法應(yīng)用鉆孔水力劈裂法向孔內(nèi)進(jìn)行高壓注水，導(dǎo)致巖體產(chǎn)生裂縫，到達(dá)緩減應(yīng)力集中、減弱巖爆目，也是一種常常采用措施。在國(guó)內(nèi)煤炭部門，廣泛使用對(duì)煤層預(yù)注水法以變化煤變形及強(qiáng)度特性。煤試樣浸泡水后來(lái)動(dòng)態(tài)破壞時(shí)間增長(zhǎng)，能量釋放率明顯下降。煤層壓力注水一般有兩種方式，一是煤層開(kāi)采前進(jìn)行壓力預(yù)注水，使煤體濕潤(rùn)，減緩和消除煤沖擊能力，這是一種積極積極區(qū)域性防治措施。第二種是對(duì)工作面前方局部應(yīng)力集中帶進(jìn)行高壓注水，以減緩應(yīng)力集中，解除沖擊危險(xiǎn)。是一種局部解危措施。（2）表面噴水法爆破后及時(shí)向工作面及附近洞壁巖體噴灑高壓水，以減少巖體強(qiáng)度，增強(qiáng)塑性，減弱巖體脆性，減少巖爆劇烈程度；同步可以起到降溫除塵作用。也可運(yùn)用炮孔和錨桿孔向巖體深處注水，以獲得更佳效果。（3）改善施工措施① 將深孔爆破改為淺孔爆破，減少一次裝藥量，拉大不一樣部位炮眼雷管段位間隔，從而延長(zhǎng)爆破時(shí)間，減輕爆破對(duì)圍巖影響，減小爆破動(dòng)應(yīng)力場(chǎng)疊加，減少巖爆頻率和強(qiáng)度。② 變化洞室開(kāi)挖斷面形狀，把洞室直接或近似開(kāi)挖成對(duì)應(yīng)于巖爆后圍巖穩(wěn)定洞室形狀，如“A”字形、不規(guī)則梯形等，從而減小巖爆程度。③ 在強(qiáng)烈?guī)r爆區(qū)用臺(tái)車打應(yīng)力釋放孔。加固圍巖措施對(duì)已開(kāi)挖洞壁進(jìn)行加固以及掌子面前方超前錨固，其作用有兩個(gè)，第一，改善掌子面及1~2倍洞徑洞段內(nèi)圍巖應(yīng)力狀態(tài)，由于支護(hù)作用，不僅變化應(yīng)力大小分布，并且還使洞壁從單軸應(yīng)力狀態(tài)變?yōu)槿S應(yīng)力狀態(tài)。第二，防護(hù)作用，防止彈射、塌落等事故。一般加固措施有如下幾種：（1）噴混凝土法此法可用于弱巖爆洞段。對(duì)巖壁進(jìn)行噴混凝土，厚度一般為5~10cm。（2）噴鋼纖維混凝土法噴鋼纖維混凝土，由于鋼纖維混凝土具有較大柔性和抗剪能力，因而，可以承受較大變形而不使表層開(kāi)裂。鋼纖維混凝土比較適合處理輕微巖爆。（3）錨桿法錨桿是加固和治理中等巖爆最有效措施之一，及時(shí)施作錨桿不僅可以加固巖體，還可以變化洞壁巖體應(yīng)力狀態(tài)，變化巖爆觸發(fā)條件，控制巖爆發(fā)生前兩個(gè)階段發(fā)展，從而到達(dá)防止巖爆發(fā)生目。錨桿應(yīng)在離掌子面兩倍洞徑范圍內(nèi)施作，或超前施作；錨桿長(zhǎng)度一般不不不小于2.5m，間距一般視現(xiàn)場(chǎng)狀況定；錨桿類型一般選用機(jī)械式錨桿、摩擦錨桿、膨脹錨桿。在日本關(guān)越隧道，為防止掌子面巖爆飛石導(dǎo)致傷亡，進(jìn)行短進(jìn)尺爆破。將原籌劃3m改為0.9~1.2m，掌子面采用3m長(zhǎng)錨桿進(jìn)行錨固，爆破后錨桿剩余長(zhǎng)度起加固作用。然后再用3m長(zhǎng)錨桿進(jìn)行錨固，錨固后再打炮眼，進(jìn)行下一循環(huán)爆破。邊墻采用鋼支撐和鋼板樁支撐。在挪威Hφyanger-Lanefjord隧道中，用系統(tǒng)錨桿及鋼纖維噴砼加固發(fā)生巖爆洞壁，獲得了滿意效果。在挪威Sima電站地下廠房，發(fā)生嚴(yán)重巖爆，用3~8m長(zhǎng)錨桿錨固，并進(jìn)行掛網(wǎng)噴砼處理。在瑞典Ritsen地下廠房交通洞中，頂板持續(xù)松脫，每月加深0.5m，用錨桿制止了劈裂擴(kuò)展。（4）噴錨法和掛網(wǎng)噴漿法對(duì)于巖爆后殘留巖片較多且危及安全時(shí)，可采用噴錨法處理，用錨桿加固后再行噴漿，錨桿深度一般為3~4m，間距1~2m；對(duì)于殘留巖片較普遍時(shí)，則需采用掛網(wǎng)噴漿法以防掉塊。（5）錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)采用錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)，合用于中等和強(qiáng)烈?guī)r爆區(qū)，除了安裝系統(tǒng)錨桿外，還可配合掛鋼筋網(wǎng)和噴混凝土，也可用噴鋼纖維混凝土替代掛網(wǎng)噴護(hù)。（6）鋼拱架支護(hù)和混凝土襯砌支護(hù)（7）開(kāi)縫式錨管支護(hù)在美國(guó)愛(ài)達(dá)華州某礦井，對(duì)因埋深大及巖體內(nèi)存在水平應(yīng)力等原因，導(dǎo)致該礦開(kāi)采面及附近地區(qū)出現(xiàn)震級(jí)達(dá)里希特震級(jí)2~6級(jí)巖爆處理措施是采用開(kāi)縫式錨管，對(duì)認(rèn)為也許發(fā)生巖爆區(qū)域進(jìn)行支護(hù)，其詳細(xì)措施是先用風(fēng)鉆或鉆車沿隧洞縱向和橫向，間隔1.8m鉆直徑為35mm孔，再用風(fēng)鉆或鉆車將直徑41mm開(kāi)縫式錨管壓入孔內(nèi)，然后將錨管尾端板緊固支護(hù)頂拱或邊墻墊板（0.3×2.4m2（8）Swellex錨桿支護(hù)在日本鐘鉤高速公路第二隧道施工中多次發(fā)生巖爆，施工單位曾試用玻璃纖維錨栓以及用樹(shù)脂粘固鋼筋栓等措施防治，都未能奏效，爆破后錨栓脫落，巖爆繼續(xù)發(fā)生。后經(jīng)多次試驗(yàn)研制出Swellex錨桿，滿足了防治巖爆規(guī)定。在爆破后僅錨栓外端被炸掉，別旳某些仍留在巖體中，從而對(duì)工作面起到支護(hù)作用，使之不受巖爆干擾。詳細(xì)做法是將安放在鑿巖臺(tái)車上22根4m長(zhǎng)錨栓垂直插入工作面，并向內(nèi)延伸再行鉆爆。爆破深度1.5m，錨栓炸斷后在巖體內(nèi)尚遺留2.5m起支護(hù)作用，隨即進(jìn)行噴錨支護(hù)，再進(jìn)行掘進(jìn)工作次序。這種錨栓具有穩(wěn)固巖體、制止巖爆且無(wú)需水泥灌漿或樹(shù)脂處理、收效快特點(diǎn)，它可以使工作面巖體某些應(yīng)力由22個(gè)錨栓孔釋放出來(lái)。Swellex錨栓材質(zhì)堅(jiān)硬且具有可壓縮性特點(diǎn)，使其可以制止巖塊滑動(dòng)，保持較大概束力，在錨栓卡盤下放置木塊，可以調(diào)整因巖石破碎所產(chǎn)生應(yīng)變，并使巖體迅速平移卡住錨栓間巖體碎塊。對(duì)中等至嚴(yán)重巖爆防治時(shí)，要配以噴混凝土和鋼筋網(wǎng)共同使用，經(jīng)使用證明，它可以防治巖爆。防護(hù)、規(guī)避及監(jiān)測(cè)措施（1）采用防護(hù)措施增設(shè)臨時(shí)防護(hù)設(shè)施，給重要施工設(shè)備安裝防護(hù)網(wǎng)和防護(hù)棚架，給施工人員配發(fā)鋼盔、防彈背心等，掌子面可加掛鋼絲網(wǎng)。運(yùn)用鋼絲網(wǎng)、尼龍網(wǎng)等防護(hù)物攔擋巖爆飛石。例如，日本關(guān)越隧洞，除前述掌子面超前錨固外，在臺(tái)車上裝上鋼絲網(wǎng)防護(hù)，保護(hù)打炮眼，裝藥工人安全。在天生橋水電站，在掘進(jìn)機(jī)及后配套上安裝了“鐵甲”，構(gòu)成一種“防石棚”防止了巖爆塊塌落傷人，砸毀機(jī)器設(shè)備。（2）積極規(guī)避及清除浮石巖爆非常劇烈時(shí)，為了安全，應(yīng)在危險(xiǎn)距離范圍以外規(guī)避一段時(shí)間，直至巖爆安靜為止。之后，應(yīng)加強(qiáng)巡回撬頂，及時(shí)清除爆裂危石，保證施工人員安全。巖爆一般在爆破后一小時(shí)左右比較劇烈，后來(lái)趨于緩和，多數(shù)發(fā)生在1~2倍洞徑范圍內(nèi)，因此規(guī)避是一種行之有效措施。例如在挪威Sima地下廠房，每個(gè)爆破循環(huán)之后，工人必要規(guī)避在安全處，讓嚴(yán)重巖爆平息之后再進(jìn)行施工。此外，在施工過(guò)程中加強(qiáng)發(fā)生檢查和危石處理，認(rèn)真防護(hù)觀測(cè)圍巖動(dòng)態(tài)。如發(fā)現(xiàn)扯破聲，及時(shí)撤離人員與機(jī)具。（3）加強(qiáng)施工期監(jiān)測(cè)值得指出是，在施工期進(jìn)行必要圍巖監(jiān)測(cè)，如聲發(fā)射、變形監(jiān)測(cè)和應(yīng)力監(jiān)測(cè)等，預(yù)測(cè)臨爆前信息，從而采用有效防備措施。這種措施是行之有效手段，是有一定實(shí)用價(jià)值。處理巖爆問(wèn)題工程實(shí)例中華人民共和國(guó)秦嶺隧道位于陜西省柞水縣~長(zhǎng)安縣境內(nèi)秦嶺隧道是目前中華人民共和國(guó)最長(zhǎng)鐵路隧道，全長(zhǎng)18.5km，為兩條單線并線鐵路隧道。其中，Ⅱ線用鉆爆法施工（Ⅱ線平導(dǎo)已于1998年3月貫穿），Ⅰ線引進(jìn)德國(guó)WRLTH企業(yè)生產(chǎn)全斷面開(kāi)敞式式掘進(jìn)機(jī)施工（于1998年2月動(dòng)工），Ⅱ線平導(dǎo)作為Ⅰ線隧道TBM施工地質(zhì)勘測(cè)導(dǎo)洞。在平導(dǎo)施工中進(jìn)、出口兩端都發(fā)生了較為強(qiáng)烈?guī)r爆，一度給施工導(dǎo)致很大困難。秦嶺隧道地質(zhì)概況（1）隧道通過(guò)區(qū)段重要巖性及分布特性秦嶺隧道通過(guò)北秦嶺地區(qū)，巖體由一系列經(jīng)歷了多期變質(zhì)作用、巖漿活動(dòng)和混合巖化作用復(fù)雜巖石構(gòu)成，隧道通過(guò)區(qū)段出露重要巖層有：含綠色礦物混合花崗巖、混合片麻巖、花崗偉晶巖、條帶狀混合片麻巖、眼球狀混合花崗巖、長(zhǎng)英質(zhì)閃長(zhǎng)片麻巖、蝕變閃長(zhǎng)玢巖、變安山巖、霏細(xì)巖、細(xì)碧巖、斷層角礫巖、構(gòu)造片巖等。其中花崗偉晶巖、蝕變閃長(zhǎng)玢巖、變安山巖、霏細(xì)巖、細(xì)碧巖屬于脈巖類，斷層角礫巖、構(gòu)造片巖為動(dòng)力變質(zhì)巖。巖爆區(qū)重要巖性為混合片麻巖、條帶狀混合片麻巖、眼球狀混合花崗巖、花崗偉晶巖巖脈。重要巖性分布段見(jiàn)表5。2）隧道通過(guò)區(qū)段區(qū)域性地質(zhì)構(gòu)造和構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)特性秦嶺隧道位于國(guó)內(nèi)華北古陸與揚(yáng)子古陸兩大陸臺(tái)結(jié)合帶，穿越秦嶺背斜褶皺帶。經(jīng)歷多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)以及長(zhǎng)期發(fā)展演化，其內(nèi)部構(gòu)成與構(gòu)造變形十分復(fù)雜。隧道所通過(guò)區(qū)段斷裂構(gòu)造發(fā)育，其中區(qū)域性斷裂構(gòu)造有5條，Ⅰ級(jí)大斷層16條，Ⅱ級(jí)斷層47條。重要斷裂構(gòu)造，可分為近東西向、北西向、北東向和南北向四級(jí)，其中近東西向F2、F4、F5斷裂帶為控制區(qū)內(nèi)構(gòu)造格架重要斷裂帶。根據(jù)MSS、TM衛(wèi)星圖象和斷裂構(gòu)造實(shí)測(cè)資料，可發(fā)現(xiàn)本區(qū)燕山期南北擠壓向古構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)形成了本區(qū)構(gòu)造格架。燕山期南北擠壓向之后，該區(qū)又經(jīng)歷了三期構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)：（Ⅰ）擴(kuò)張期應(yīng)力場(chǎng)；（Ⅱ）以NW向擠壓為主應(yīng)力場(chǎng)；（Ⅲ）NE－SW向擠壓、NW－SE向拉伸應(yīng)力場(chǎng)。秦嶺隧道Ⅱ線平導(dǎo)洞施工中巖爆發(fā)生特性秦嶺隧道Ⅱ線平導(dǎo)洞施工中雖然各段巖爆發(fā)生狀況各有不一樣，但總體來(lái)看，巖爆發(fā)生仍然存在著一定共性特性。1）巖爆和地質(zhì)原因關(guān)系①秦嶺隧道橫穿秦嶺大瓢背斜，隧道施工中在背斜不一樣部位巖爆發(fā)生在洞室部位各有不一樣。由秦嶺隧道進(jìn)口到DK72＋000段，該段處在秦嶺大瓢背斜北翼，巖爆發(fā)生在洞室右壁到右拱頂；由秦嶺隧道出口段DK77＋850到DK72＋700段，該段處在秦嶺大瓢背斜南翼，施工中巖爆多發(fā)生在洞室左壁到左拱頂；DK72＋000~DK72＋700段處在秦嶺大瓢背斜軸心部位，巖爆發(fā)生在洞室右壁→右拱頂→拱頂→左拱頂→左壁。這和秦嶺地區(qū)長(zhǎng)期受南北向擠壓古構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)特性基本相符。②秦嶺隧道Ⅱ線平導(dǎo)施工中巖爆發(fā)生和斷裂構(gòu)造節(jié)理密集帶相交替出現(xiàn)，多發(fā)生在巖體較為完整斷層上下兩盤。斷層帶中巖體破碎地帶、節(jié)理裂隙閉合較差地帶無(wú)巖爆發(fā)生；剪切節(jié)剪發(fā)育，但發(fā)育組數(shù)較少且節(jié)理裂隙閉合很好地段仍有巖爆發(fā)生（見(jiàn)表7）。表6秦嶺隧道通過(guò)區(qū)巖性及分布狀況分段巖性Ⅰ線里程范圍Ⅱ線里程范圍備注第一段混合片麻巖DK64＋370~DK68＋670DK64＋375~DK68＋670第二段混合花崗巖DK68＋670~DK70＋800DK68＋670~DK70＋780第三段混合片麻巖DK70＋800~DK79＋580DK70＋780~DK79＋590某些地段為眼球狀混合片麻巖和條帶變質(zhì)巖第四段含綠色礦物混合花崗巖DK79＋580~DK82＋813.6DK79＋590~DK82＋821表7秦嶺隧道Ⅱ線平導(dǎo)巖爆區(qū)巖性及斷裂構(gòu)造巖爆區(qū)段里程巖爆級(jí)別巖爆區(qū)段巖性斷裂構(gòu)造里程DK64+500~+570輕微混合片麻巖，局部貫入長(zhǎng)英質(zhì)偉晶巖DK64+595.5~+599(fsN1)DK64+809~+814中等混合片麻巖，局部貫入長(zhǎng)英質(zhì)偉晶巖DK64+845~+885(fsN2)DK65+135~+198輕微－中等混合片麻巖，局部貫入長(zhǎng)英質(zhì)偉晶巖DK65+037~+059(fsN3)DK66+730~+760輕微混合片麻巖，局部貫入長(zhǎng)英質(zhì)偉晶巖DK66+633~+645(fsN9)DK69+100~+108中等混合花崗巖，局部夾有片麻巖殘留體DK69+007~+052(fsN21)DK71+620~+770輕微混合片麻巖為主，條帶和片麻狀構(gòu)造，局部夾花崗質(zhì)偉晶巖脈DK72+080~+680輕微－中等－強(qiáng)烈混合片麻巖為主，條帶和片麻狀構(gòu)造，局部夾花崗質(zhì)偉晶巖脈DK73+072~+395輕微－中等－強(qiáng)烈混合片麻巖為主，條帶和片麻狀構(gòu)造，局部夾花崗質(zhì)偉晶巖脈DK73+002~+009(fq9)DK73+810~+875中等混合片麻巖為主，條帶和片麻狀構(gòu)造，局部夾花崗質(zhì)偉晶巖脈DK74+130~+220(fss21)DK74+298~+363中等－強(qiáng)烈混合片麻巖為主，條帶和片麻狀構(gòu)造，局部夾花崗質(zhì)偉晶巖脈DK74+130~+220(fss21)DK74+510~+890輕微－中等－強(qiáng)烈混合片麻巖為主，條帶和片麻狀構(gòu)造，局部夾花崗質(zhì)偉晶巖脈、黑云母片巖殘留體節(jié)理密集帶間隔發(fā)育（該段出現(xiàn)軟巖地段高應(yīng)力破壞特性）DK75+414~+416；+505~+583輕微－中等混合片麻巖為主，條帶和片麻狀構(gòu)造，局部夾花崗質(zhì)偉晶巖脈DK75+412~+426(fss19)DK75+536~+560(fss18)DK75+880~+882輕微混合片麻巖為主，條帶和片麻狀構(gòu)造，局部夾花崗質(zhì)偉晶巖脈DK75+633~+704節(jié)理密集帶間隔發(fā)育DK75+960~DK76+946輕微－中等－強(qiáng)烈混合片麻巖為主，條帶和片麻狀構(gòu)造，局部夾花崗質(zhì)偉晶巖脈DK77+130~+220節(jié)理密集帶間隔發(fā)育DK77+144~+360輕微－中等－強(qiáng)烈混合片麻巖為主，條帶和片麻狀構(gòu)造，局部夾花崗質(zhì)偉晶巖脈DK77+095~+135節(jié)理密集帶間隔發(fā)育DK77+619~+840輕微－中等－強(qiáng)烈混合片麻巖為主，條帶和片麻狀構(gòu)造，局部夾花崗質(zhì)偉晶巖脈DK77+891~+902(fss14)③巖體高地應(yīng)力是發(fā)生巖爆破壞能量原因和動(dòng)力原因。巖體初始應(yīng)力既受構(gòu)造應(yīng)力、構(gòu)造殘存應(yīng)力、洞室上覆巖體自重應(yīng)力影響，同步還受巖性、巖體斷裂構(gòu)造發(fā)育狀況影響。一般工程中把巖體最大主應(yīng)力不不不小于20~25MPa初始地應(yīng)力稱為高地應(yīng)力，秦嶺隧道施工中對(duì)平導(dǎo)洞不一樣區(qū)段進(jìn)行了地應(yīng)力測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表8。表8秦嶺隧道Ⅱ線平導(dǎo)實(shí)測(cè)巖石強(qiáng)度里程干抗壓強(qiáng)度（MPa）飽和抗壓強(qiáng)度（MPa）里程干抗壓強(qiáng)度（MPa）飽和抗壓強(qiáng)度（MPa）DyK64+375~DyK68+670100~14894~142DyK77+650~DyK79+590117~182116~130DyK68+670~DyK70+780152~209116~177DyK79+590~DyK81+950126~143121~131DyK70+780~DyK72+000140~18892~152DyK81+950~DyK82+230117~141108~134DyK72+000~DyK76+98082~14967~81DyK82+230~DyK82+821226207DyK76+980~DyK77+650143~325116~264因地應(yīng)力測(cè)試受現(xiàn)場(chǎng)施工條件限制，應(yīng)力測(cè)試點(diǎn)往往并不是巖爆發(fā)生點(diǎn)，應(yīng)力測(cè)試值要不不小于巖爆區(qū)實(shí)際應(yīng)力值。④秦嶺隧道區(qū)巖爆重要發(fā)生在質(zhì)地堅(jiān)硬、強(qiáng)度較高、干燥無(wú)水混合片麻巖、條帶狀混合片麻巖、眼球狀混合片麻巖、長(zhǎng)英質(zhì)閃長(zhǎng)片麻巖巖層中。⑤秦嶺隧道混合片麻巖地帶，穿插較多花崗偉晶巖巖脈和長(zhǎng)英質(zhì)閃長(zhǎng)巖巖脈，寬度0.1cm~10m大小不等。開(kāi)挖過(guò)程中巖脈尖端巖體常是巖爆最為劇烈點(diǎn)。施工中DyK77+720、+780（花崗偉晶巖巖脈）、DyK77+149（長(zhǎng)英質(zhì)閃長(zhǎng)巖巖脈）、DyK74+360（花崗偉晶巖巖脈）、DyK76+420（長(zhǎng)英質(zhì)閃長(zhǎng)巖巖脈、花崗偉晶巖巖脈）等段，體現(xiàn)了因巖體尖端應(yīng)力集中導(dǎo)致尖端破壞理論。2）秦嶺隧道Ⅱ線平導(dǎo)巖爆發(fā)生特性① 巖爆聲響特性聲響既發(fā)生在掌子面，也發(fā)生在正在發(fā)生巖爆巖體處。高地應(yīng)力段洞室施工中，在剛開(kāi)挖工作面可聽(tīng)到巖體內(nèi)部沉悶巖體開(kāi)裂聲，聲響大時(shí)如炮聲。平導(dǎo)洞掌子面處推進(jìn)至DyK77+172處，出完碴測(cè)量時(shí)，掌子面內(nèi)部便發(fā)出沉悶如炮聲巖體內(nèi)部開(kāi)裂聲；有時(shí)發(fā)出“喀喀”聲響。這種聲音一般在剛開(kāi)挖后20分鐘至6小時(shí)可以聽(tīng)到，掌子面發(fā)生巖爆聲響可以持續(xù)至8~10小時(shí)。掌子面發(fā)生巖爆聲響可以持續(xù)至8~10小時(shí)。掌子面后部巖爆處巖體爆裂聲，一般輕微巖爆聲音，較為清脆，可以清晰地聽(tīng)到“啪、啪”聲響；強(qiáng)烈?guī)r爆地段便可聽(tīng)到“澎、澎”，同步夾有“噼、噼”聲響。② 巖爆爆落體特性由于巖爆劇烈程度不一樣和巖性不一樣，巖爆爆落體也各有不一樣。剝落型巖爆體多為一邊簿一邊厚，如砍刀狀；輕微彈射型巖爆多為細(xì)長(zhǎng)橢圓片體，該片體中心厚周圍簿，片體大小一般由5×6×0.5(cm)~280×160×35(cm)不等；強(qiáng)烈拋射型巖爆體，多為四棱塊狀，塊體直徑一般為10~92cm。巖石礦物晶粒較小致密混合片麻巖，彈射型巖爆時(shí)在爆落體彈射出同步有一圈巖粉伴隨射出；巖石礦物結(jié)晶程度很好晶粒較大花崗偉晶巖，彈射型巖爆時(shí)在爆落體彈射出同步有一圈巖粉伴隨射出，同步在爆落巖體基巖表面有被扯破礦物晶體薄片，大小如指甲或銅錢；侵入脈體尖端巖爆往往較為劇烈，巖爆體多為塊體。③ 巖爆發(fā)生頻率、強(qiáng)度與工程施工關(guān)系巖爆強(qiáng)度、頻率首先由地應(yīng)力狀況、巖性、地質(zhì)構(gòu)造等條件決定，但同步也受工程施工影響，洞室開(kāi)挖使掌子面地應(yīng)力由三維狀態(tài)變?yōu)槎S應(yīng)力狀態(tài)，應(yīng)力局部集中。當(dāng)圍巖最大切向應(yīng)力到達(dá)巖爆發(fā)生臨界狀態(tài)時(shí)，巖爆便會(huì)發(fā)生，據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，巖爆強(qiáng)度、頻率與掌子面位置及洞室開(kāi)挖時(shí)間親密有關(guān)。（a） 巖爆強(qiáng)度、頻率與掌子面距離關(guān)系Ⅱ線平導(dǎo)巖爆區(qū)段一般發(fā)生在掌子面9~100m范圍之內(nèi)巖爆較為頻繁劇烈；特強(qiáng)烈地段掌子面發(fā)生巖爆，離掌子面300~500m范圍內(nèi)噴上混凝土后也偶有巖爆發(fā)生。（b）巖爆強(qiáng)度、頻率與破爆間隔時(shí)間關(guān)系受爆破動(dòng)力場(chǎng)反復(fù)疊加影響，促使圍巖應(yīng)力到達(dá)極限狀態(tài)，從而誘發(fā)巖爆發(fā)生。④ 巖爆坑及爆裂面特性強(qiáng)烈?guī)r爆段巖爆過(guò)后，洞室斷面形狀多為“A”字形；一般巖爆段巖爆過(guò)后，洞室形狀多變?yōu)殄伒仔?。同步，形成巖爆坑邊緣多為階梯面，其中一組破裂成與開(kāi)挖洞壁平行，另一組與洞壁斜交。破裂面以新鮮破裂為主，少數(shù)沿襲原生裂隙面。新鮮面上爆裂紋定向排列，與隧道洞壁切向應(yīng)力大體平行。秦嶺隧道Ⅱ線平導(dǎo)鉆爆法施工中對(duì)巖爆處理根據(jù)巖爆特性，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況，巖爆段施工處理基本上可分為兩類：一是巖爆區(qū)段支護(hù)與安全防護(hù)；二是調(diào)整圍巖應(yīng)力狀態(tài)，積極消除巖爆。一般把前一種處理方式叫被動(dòng)處理；把后一種稱為積極處理。1）巖爆區(qū)段支護(hù)與安全防護(hù)① 增設(shè)臨時(shí)防護(hù)設(shè)施，給重要施工設(shè)備安裝防護(hù)網(wǎng)和防護(hù)棚架，給施工人員配發(fā)鋼盔、防彈背心等，掌子面可加掛鋼絲網(wǎng)。② 噴鋼纖維混凝土，由于鋼纖維混凝土具有較大柔性和抗剪能力，因而，可以承受較大變形而不使表層開(kāi)裂；鋼纖維混凝土比較適合處理輕微巖爆。③ 錨桿是加固和治理中等巖爆最有效措施之一，及時(shí)施作錨桿不僅可以加固巖體，還可以變化洞壁巖體應(yīng)力狀態(tài)，變化巖爆觸發(fā)條件，控制巖爆發(fā)生前兩個(gè)階段發(fā)展，從而到達(dá)防止巖爆發(fā)生目。錨桿應(yīng)在離掌子面兩倍洞徑范圍內(nèi)施作，或超前施作；錨桿長(zhǎng)度一般不不不小于2.5m，間距一般視現(xiàn)場(chǎng)狀況定；錨桿類型一般選用機(jī)械式錨桿、摩擦錨桿、膨脹錨桿。④ 采用噴網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)，在中等和強(qiáng)烈?guī)r爆區(qū)，除了安裝系統(tǒng)錨桿外，還可配合掛鋼筋網(wǎng)和噴混凝土，也可用噴鋼纖維混凝土替代掛網(wǎng)噴護(hù)。⑤ 巖爆非常劇烈時(shí)，為了安全，應(yīng)在危險(xiǎn)距離范圍以外規(guī)避一段時(shí)間，直至巖爆安靜為止。⑥ 加強(qiáng)巡回撬頂，及時(shí)清除爆裂危石，保證施工人員安全。2）調(diào)整圍巖應(yīng)力狀態(tài)及巖體特性，積極消除或減輕巖爆①噴灑高壓水爆破后及時(shí)向工作面及附近洞壁巖體噴灑高壓水，以減少巖體強(qiáng)度，增強(qiáng)塑性，減弱巖體脆性，減少巖爆劇烈強(qiáng)度；同步可以起到降溫除塵作用。也可運(yùn)用炮孔和錨桿孔向巖體深處注水，以獲得更佳效果。②改善施工措施（a） 將深孔爆破改為淺孔爆破，減少一次裝藥量，拉大不一樣部位炮眼雷管段位間隔，從而延長(zhǎng)爆破時(shí)間，減輕爆破對(duì)圍巖影響，減小爆破動(dòng)應(yīng)力場(chǎng)疊加，減少巖爆頻率和強(qiáng)度。（b）變化洞室開(kāi)挖斷面形狀，把洞室直接或近似開(kāi)挖成對(duì)應(yīng)于巖爆后圍巖穩(wěn)定洞室形狀，如“A”字形、不規(guī)則梯形等，從而減小巖爆程度。（c） 在強(qiáng)烈?guī)r爆區(qū)用臺(tái)車打應(yīng)力釋放孔。③超前應(yīng)力解除臺(tái)車在工作面鉆眼時(shí)，在掌子面周圍拱線處鉆兩排4.5~5.0m深炮眼，（間距40~50cm，外插角25°~35°），炮眼間隔裝藥，每個(gè)裝藥炮眼裝500~750克Φ40mm4＃抗水銨梯巖石炸藥，并在掌子面同步起爆。這樣，可以在拱部2~3m秦嶺隧道Ⅰ線TBM施工中巖爆預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)及處理措施（1）巖爆預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)①巖爆也許發(fā)生區(qū)段秦嶺隧道是兩條平行單線鐵路隧道，線對(duì)中間距為30m，由于秦嶺隧道Ⅱ線平導(dǎo)施工中有些地段發(fā)生強(qiáng)烈?guī)r爆，預(yù)測(cè)Ⅰ線施工相對(duì)應(yīng)區(qū)域地段仍將發(fā)生強(qiáng)烈?guī)r爆。②Ⅰ線TBM施工中巖爆預(yù)測(cè)（a） 由于Ⅱ線平導(dǎo)開(kāi)挖變化了洞室周圍應(yīng)力狀況，在一定程度上減少了Ⅰ線洞室周圍最大主應(yīng)力值；同步，Ⅰ線采用圓形洞室斷面，改善了洞室應(yīng)力分布；由于TBM施工質(zhì)量大大提高，減少了應(yīng)力局部集中。因而Ⅰ線施工中巖爆強(qiáng)度應(yīng)對(duì)應(yīng)有所減少。（b）Ⅰ線施工中巖爆發(fā)生部位，和平導(dǎo)施工中巖爆發(fā)生部位基本對(duì)應(yīng)。（c） Ⅰ線施工中巖爆一般發(fā)生在刀盤后20~300m范圍內(nèi)，但隨洞室開(kāi)挖速度變化，巖爆范圍也將隨之發(fā)生變化。（2）秦嶺隧道Ⅰ線TBM施工中巖爆災(zāi)害處理提議①剛開(kāi)挖后洞室應(yīng)及時(shí)多次噴灑高壓水，直至錨、掛、噴工序結(jié)束。②由于Ⅰ線施工中巖爆一般在刀盤后20~300m范圍內(nèi)發(fā)生，這樣就給打錨掛網(wǎng)提供了時(shí)間，因而采用錨、掛、噴相結(jié)合來(lái)控制巖爆，將是Ⅰ線掘進(jìn)機(jī)械中處理巖爆最佳措施。對(duì)巖爆區(qū)段，恰當(dāng)加長(zhǎng)錨桿長(zhǎng)度，減小錨桿間距，減小掛網(wǎng)鋼筋網(wǎng)距，縮短掛噴間隔。如有也容許采用鋼纖維混凝土噴護(hù)。③增設(shè)臨時(shí)防護(hù)設(shè)施，給重要施工設(shè)備安裝防護(hù)網(wǎng)和防護(hù)棚架，給施工人員配發(fā)鋼盔、防彈背心等。中華人民共和國(guó)四川省岷江漁子溪一級(jí)水電站引水隧洞引水隧洞全長(zhǎng)8429m，全洞線皆處在中高山區(qū)，山體雄厚。隧洞埋深較大，大某些都在200m以上，最大埋深達(dá)650m，僅在穿過(guò)某些溝谷地方埋深較淺，如擦耳溝處埋深約70m，在肖家溝處約120m。洞線位于漁子溪左岸，與岸邊水平距離一般為300~600m。隧道圍巖為中粒和中細(xì)?；◢忛W長(zhǎng)巖和閃長(zhǎng)巖，并有多期中基性巖脈穿插，巖體較完整。在大地構(gòu)造部位上，系屬龍門山“華夏系”構(gòu)造帶。攔河閘上游隧洞進(jìn)口以西約11km左右，有下索橋~中灘鋪斷裂帶，廠房以南約800m有北川~中灘鋪斷裂帶。隧洞區(qū)構(gòu)造受上述兩條斷裂帶所控制。構(gòu)造形態(tài)以斷裂為主。據(jù)全洞線284條斷層和43條擠壓破碎帶記錄分析，歸納有如下規(guī)律：①走向北東30°~50°最為發(fā)育，占所有斷層三分之一，另首先為北東東，近南北及北西向。②北東30°~50°與北東東向?yàn)閴盒曰驂号ば裕媳迸c北西向?yàn)閺埿曰驈埮ば?。③從隧洞進(jìn)口至廠房，主構(gòu)造應(yīng)力方向有由北西轉(zhuǎn)至近南北向趨勢(shì)。洞身通過(guò)較大斷層有FC－1，在樁號(hào)8＋191m處與洞軸線斜交，產(chǎn)狀為走向北東40°傾向北西，破碎帶寬25m，影響帶上盤寬70余m，下盤寬僅5m左右。其他斷層均較小，破碎帶擠壓均較緊密。寬度不不小于0.1m占所有斷層50％；0.1~0.5m占35％；0.5~1.0m占11％；不不不小于1.0m占4％。由于斷層規(guī)模較小，與洞軸線交角又較大，因而，除少數(shù)斷層外，大部斷層對(duì)圍巖穩(wěn)定性影響均較小。隧洞沿線裂隙性地下水出露較多，其流量一般較小，都沿?cái)鄬优c裂隙成滴滲或線狀水流出，最大出水點(diǎn)流量為60l/min。巖爆發(fā)生狀況由于隧洞埋藏較深，不少地段巖體比較完整，以及洞體周圍巖體應(yīng)力重分布和地應(yīng)力影響等原因，在開(kāi)挖過(guò)程中曾有十余處發(fā)生巖爆，一般呈片狀及貝殼狀剝離。巖爆發(fā)生處共同特性，可歸納如下幾點(diǎn)：①巖石新鮮完整，很少或看不出明顯裂隙；②產(chǎn)生巖爆時(shí)，巖石表面干燥，具有似烘干樣光澤；③巖爆重要集中發(fā)生在隧洞拱肩處或右邊墻處（山體外緣一側(cè)），裂隙走向與洞線成銳角相交。出現(xiàn)片狀彈射、崩落或呈笱皮狀薄片剝落；④新開(kāi)挖洞體，在24小時(shí)頂板巖石爆裂聲最為明顯，之后逐漸減弱；⑤巖爆一般持續(xù)1~2個(gè)月，后來(lái)逐漸減少或趨于停止，巖石表面逐變潮。個(gè)別地段在一年后來(lái)仍有巖爆發(fā)發(fā)生。巖爆產(chǎn)生原因分析一般來(lái)講，洞室圍巖內(nèi)高儲(chǔ)能體存在及其應(yīng)力靠近于巖體強(qiáng)度是產(chǎn)生巖爆內(nèi)在條件，而某些原因觸發(fā)效應(yīng)則是巖爆產(chǎn)生外因。對(duì)當(dāng)?shù)貐^(qū)來(lái)講，巖爆發(fā)生基本原因是地應(yīng)力較大，不過(guò)隧洞圍巖應(yīng)力還并未到達(dá)危險(xiǎn)程度。實(shí)際上，巖爆區(qū)最大巖石覆蓋厚度為540m，周圍巖石最大應(yīng)力僅300~450kg/cm2，（應(yīng)力集中系數(shù)取2~3），與新鮮花崗閃長(zhǎng)濕抗壓強(qiáng)度1700~1800kg/cm2相差諸多。當(dāng)然，在隧洞開(kāi)挖爆破過(guò)程中，也許震出某些尚未貫穿裂縫，在裂縫端部巖石會(huì)有較高局部應(yīng)力，如發(fā)展到貫穿時(shí)，小塊巖石應(yīng)力忽然解除，應(yīng)變能釋放，巖塊就會(huì)在爆裂聲中彈出。由于地形和地質(zhì)構(gòu)造上原因，也會(huì)使山體某些地區(qū)初始應(yīng)力高于上覆巖石重量。由于開(kāi)挖周圍形狀不規(guī)則，開(kāi)挖表面應(yīng)力集中系數(shù)也會(huì)不不不小于2~3。表9引水隧洞發(fā)生巖爆部位樁號(hào)（m）隧洞埋深（m）產(chǎn)生巖爆部位巖爆距掌子面距離（m）巖爆持續(xù)時(shí)間隧洞襯砌狀況1+205~1+216325右拱肩不襯砌3+808~3+815280右邊墻鋼筋混凝土襯砌4+335~4+345170右拱肩開(kāi)挖后30~40天才發(fā)生不襯砌4+900~4+915325右拱肩放炮后發(fā)生鋼筋混凝土襯砌5+012445右拱肩鋼筋混凝土襯砌5+155~5+175540右拱肩噴混凝土質(zhì)量不好，塌方也許性大5+766~5+790450右邊墻70~90約一種月不襯砌，塌方也許性大5+975380右邊墻40約半個(gè)月鋼筋混凝土襯砌6+100~6+105300右拱肩100一年不襯砌7+218~7+228385右拱肩200約三個(gè)月不襯砌7+428310右拱肩約10幾天鋼筋混凝土襯砌本隧洞處在漁子溪河谷左岸山坡靠近坡腳處。坡頂高程一般在3000~3500m，高出隧洞1800~2300m，山坡坡度30~40度。根據(jù)有關(guān)資料，當(dāng)?shù)孛娉市逼聲r(shí)，雖然無(wú)地質(zhì)構(gòu)造引起附加應(yīng)力，地壓應(yīng)力也并不全與上覆巖石重量相一致。在山坡如下深處，地壓應(yīng)力第一主應(yīng)力方向近乎垂直，且側(cè)壓系數(shù)靠近于1.0；在靠近坡面地方，主應(yīng)力方向逐漸轉(zhuǎn)至與山坡坡面相平行，側(cè)壓系數(shù)逐漸減少至零，且主應(yīng)力將比上覆巖石重量大某些。本隧洞埋深雖不小，但從山坡總體來(lái)說(shuō)，隧洞位置還是較靠近坡面。因而，地壓應(yīng)力主應(yīng)力方向?qū)⒉煌耆怪?，而是略傾向河谷，主應(yīng)力強(qiáng)度亦將不不不小于上覆巖石重量。這也是巖爆重要出目前隧洞斷面右上角原因。從地質(zhì)構(gòu)造方面看，洞線方向與其南面區(qū)域性斷層~中灘鋪斷裂帶走向大體平行，傾角不大。中灘鋪斷裂帶屬壓性斷層，傾向隧洞一側(cè)。因而，隧洞所在地區(qū)構(gòu)造應(yīng)力在平面上與洞線方向垂直，而在橫剖面上則亦傾向山坡外側(cè)。這也闡明巖爆發(fā)生在隧洞斷面右上角原因。在隧洞左下角巖石應(yīng)力狀況雖與右上角相似，但未發(fā)現(xiàn)左下角有巖爆。咱們認(rèn)為重要原因是，隧洞實(shí)際開(kāi)挖斷面為馬蹄形，開(kāi)挖后，洞底長(zhǎng)期留存一某些石碴，到澆混凝土底板時(shí)才清除，并且此處一般均較潮濕。此外，在隧洞拐彎段雖然埋深淺亦易在彎道內(nèi)側(cè)發(fā)生巖爆（樁號(hào)4＋335~4+345段彎道右拱肩）。巖爆發(fā)生機(jī)制洞室圍巖中高應(yīng)力區(qū)產(chǎn)生，首先應(yīng)具有較高原巖應(yīng)力。在一般狀況下，巖爆多發(fā)生于埋深不不不小于200~250m坑道或其她地下洞室中，就是這個(gè)緣故。當(dāng)然，在高地應(yīng)力區(qū)，巖爆也可發(fā)生在淺部隧洞中。根據(jù)圍巖內(nèi)高儲(chǔ)能體分布，除與巖性有關(guān)外，重要取決于高應(yīng)力集中區(qū)別布狀況。按此分析，巖爆有也許在如下特性部位產(chǎn)生。① 由原巖應(yīng)力狀態(tài)及隧洞形狀所決定圍巖內(nèi)最大壓應(yīng)力集中區(qū)；② 圍巖表面高變異應(yīng)力及殘存應(yīng)力分布區(qū)，以及由巖性條件所決定局部應(yīng)力集中區(qū)，如夾于軟弱巖石中堅(jiān)硬巖體；③ 斷層、軟弱破碎巖墻或巖脈等軟弱構(gòu)造面附近，洞體與這些軟弱構(gòu)造面所形成應(yīng)力集中局部增高區(qū)；④ 已經(jīng)有洞體內(nèi)由于新開(kāi)挖影響而出現(xiàn)高應(yīng)力區(qū)。按巖爆發(fā)生部位及其所釋放能量，巖爆重要有遠(yuǎn)圍巖區(qū)和近圍巖區(qū)兩類。前者常發(fā)生于構(gòu)造活動(dòng)區(qū)深礦井中，后者多發(fā)生于深埋地下洞室中。對(duì)于后者，又多發(fā)生于表面平整，有硬結(jié)核或軟弱面地方，且多平行于巖壁發(fā)生，事前無(wú)明顯預(yù)兆，它與爆破使表部圍巖產(chǎn)生發(fā)絲狀裂縫，以及