新疆额尔齐斯河流域开发工程建设管理局 新疆维吾尔自治区 830000
摘要：在地下的空间内进行开采作业时，非常容易出现岩爆这种破坏行为，这种破坏行为是因为多种因素导致岩石发生松动然后出现爆炸行为，在有限空间内对人员和设备产生冲击伤害，并使人员产生恐惧感的一种灾害现象，甚至会产生地震，使地表建筑物受到严重破坏。早前岩爆都发生在地下深处的采矿巷道内，但是近年来距离地面较近的排污管道或者是引水隧洞甚至石油管道也会出现岩爆现象。影响岩爆的因素比较多，本文主要探讨如何采取有效的措施防止岩爆的出现。
关键词：隧洞岩爆；防治措施；施工安全；质量控制
岩爆是在高地应力条件下随着隧洞的开挖而产生的破坏行为。在开挖过程中没有做初期支护的情况下或刚做完支护、强度还有不够的情况下发生的失稳现象，是岩石突然发生的剧烈的动力破坏现象，是隧洞中最危险的地质灾害之一。岩爆能够影响隧洞的本体结构，破坏支护结构和机械设备，使施工人员产生恐惧心理，因此如何准确掌握岩爆的强度、发生时间和破坏趋势，以减少岩爆对施工安全的影响具有重要的价值，需要施工人员不断探讨，以杜绝危害的发生。
一、岩爆成因分析
1.埋深
岩爆的发生和隧洞的埋深有很大的关联性。深度越深，地应力的力量越大，当达到一定的程度以后，构造应力也增加，岩爆产生的频率就越高，产生的力度越越大，地应力随着深度增加而发生显著的变化，深度增加以后，定力的方向也会发生改变，当深度不超过1千米的时候，一般在水平方向上的地应力最明显的，当大于1千米的时候，以垂直方向的地应力明显。根据一般规律，当开挖深度超过500米以后产生，岩爆程度就开始增强，而且频率也增加。
2.岩性
通过对这些年国内发生的岩爆案例进行分析，发现发生岩爆的岩石有很多共同的特征，一般这些岩石的成长年代不是很长，也许在结构没有受到严重的破坏，相当完整，而岩石的质地非常清脆、非常坚硬，能够很承受很大的压力，结构内部没有裂缝，有也是很轻微、很少的裂缝，反正那些结构容易破碎、质地松软、含水量不多的岩石，反而不容易发生岩爆现象，即便发生了等级也不高，不会出现严重的破坏现象。石英岩、片麻岩、花岗岩、花斑状大理岩等岩石最易发生岩爆，这些岩石的共同特征就是质地松脆又非常坚硬，当受到的力量达到其不能承受的强度极限范围时，就会急剧地被破坏，这些岩石此时集聚了较大的弹性能量，岩石的弹性能量越大，破坏时释放的能量就越多，这时岩爆产生的动力就很猛烈，因此发生岩爆的程度也非常激烈。
3.最大地应力方向
研究以往的岩爆发生规律，可以发现，当地表的沟壑的走向和地下洞穴的走向出现平行状态时，岩爆的发生就多，这是因为地表沟壑的形成与地应力有一定的关系，也就是说地表沟壑的走向是地应力的特征向代表，因此沟壑的走向与地应力形成平行状态时，容易出现岩爆的问题。
4.开挖方式
开挖的方式也与岩爆的产生有一定的关系，在修建隧洞时，当开挖洞室之后，因为开始时的平衡状态被工程破坏，因此地应力发生了分布方面的变化，这时出现了地应力集中效应，当达到一定的数值时，就能够将岩石块进行挤压，从而产生一个初始动能，然后进行集中释放，这时就出现了岩爆。高地应力是岩爆发生的外因，其集中程度与开始挖掘前的初始地应力有关，不同的施工方法产生不同的施工结果，当施工结果形成了圆形的洞，地应力就会分布均匀，不容易出现地应力集中的超高点，反之，如果采用的施工方法无法形成的圆形的洞，导致洞壁周围非常曲折，那么地应力就会发生变化，拐点处的地应力相对集中，而有的地方地应力就很分散，因此拐点处地应力集中的地方发生爆炸的概率就多，爆破效果也与岩爆的发生有一定的关系，效果好的时候，会形成较圆滑的轮廓线，就不容易发生岩爆，当爆炸以后无法形成圆滑的轮廓线，反而凹凸不平的时候，就会形成较高的低应力，地应力太集中时就容易出现岩爆，但进尺小于2.5米时，很难发生岩爆。总而言之，岩爆的发生和埋深、岩石性质、最大应力方向和开发方式有关，因此预防岩爆主要围绕这四个因素进行。
二、隧洞岩爆防治措施及施工安全质量控制的对策
在岩爆多发地段和区域，应该充分利用自然因素和人工因素的调整，按照此策略设计防止发生岩爆的策略，从设计、施工、支护加固等方面采取措施，减少岩爆的出现。
1.隧洞设计的岩爆防治对策
容易发生岩爆倾向的区域不应该成为隧洞的第一选择，确实无法避开，则要改变隧洞的走向，加强断面设计，这样能够减少岩爆出现的次数，隧洞走向的选择，要注意与最大地应力的关系，两者平行，受力条件就能够被改变，这样结构受力合理，岩石地应力不会受到影响，压力分布很均匀，就不会出现局部地应力集中的情况。
2.施工阶段岩爆防治对策
在施工阶段应该采用分步开挖的方法，这样产生的应力就非常有限，开挖工程分布进行地应力就不会出现集中的情况，因为分步开挖会出现弹性动能释放和地应力集中区域减少的情况，这样就能够使岩爆的发生次数也相应减少、降低岩爆发生时的激烈程度。优化爆破设计方法，能够大大减少岩爆的发生概率，爆炸孔的间距应该缩小，不能大于50厘米，采用小药卷间隔装药，减少同段起爆的药量，要尽量避免出现能够诱发岩爆的要素。
对施工作业人员增加技术培训，使其业务素质不断提高，这样就能使其挖掘的隧洞的周边多形成圆滑的轮廓，避免出现局部的应力过度集中的现象。要减少对周围岩石的震动，避免出现引发岩爆发生的因素，尽量使用光面爆破技术进行隧洞的掘进，使开发面尽量圆滑，避免应力在局部过度集中。在岩爆高发地带可以采取一些措施释放应力，一边开挖一边解除，这样就能够使原始应力被释放出来，开挖以后周围岩石的应力就能够减少。使用喷水或钻孔注水的方法来降低岩爆剧烈程度特别容易发生的地段，促进周围岩石的软化也能够释放周围岩石的应力，以减少发生剧烈的岩爆。
使用循环作业法进行施工，优点很多，支护工作做的及时，岩爆发生概率就少，因为岩石被暴露的时间也缩短了、减少其暴露面积，这样可以有效减少甚至避免出现岩爆现象，一旦出现岩爆，立刻停止工作，对岩爆进行观察记录，全面检查施工面，补充支护加固措施，在施工期间发现了岩爆有可能发生的征象，要及时采取支付措施，支护的程度根据可能发生的岩爆的等级来确定，必要的时候设置铁丝帷幕等临时防护网，这样能够确保作业安全，保护工作人员和设备。要加强预测工作，通过提前预报，减少岩爆产生的可能性。
3.强化质量管理对策
施工单位有必要聘请专门的专家担任技术顾问，成立科研组进行技术攻关，要不断调整优化施工工艺，这样既能够保证工程的质量，也能够保证施工的安全，只有做好了正反两方面的工作，才能使施工顺利进行。提前进行地质预报要成为一个重要的施工工序来进行开展，要先对岩石的形状完整性、地下含水量、地应力情况进行考察，施工方案的制定一定要非常精准，要特别强调早封闭和早做支护，这是基本的施工原则，施工期间不能违背原定的施工方案，要严肃施工纪律，促进防止岩爆发生的措施的严格执行，施工人员不能自己改变施工方案，这样就能够降低危险的发生率，对施工人员进行技术培训十分必要，因为只有经过培训，工人才能够掌握相关的规章制度和施工工艺。
结束语
隧洞发生岩爆威胁施工安全，甚至出现巨大的经济损失，还会增加工程造价。我国基础设施建设不断增多，地下工程越来越多，岩爆的发生次数也增多，对隧洞岩爆进行分类，深入分析研究后采取相应的防治措施，十分重要，因为岩爆在隧洞发生以后会让人产生恐惧感，威胁人员和社会的安全，甚至诱发地震和破坏地表建筑，因此这项工作只有做好了才能够保证生产安全进行，要从设计和施工、支护等方面加强质量管理，以减少岩爆的发生，这是对施工工人的权益负责，也是对社会负责，不能忽视。
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