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1、 Page:1高高 速速 铁铁 路路 隧隧 道道 施施 工工 Page:2第六节第六节 岩爆地质岩爆地质 埋深较深的隧道工程，在高应力、脆性岩体中，由于施工爆破扰动原岩，岩体受到破坏，使掌子面旁边的岩体突然释放出潜能，产生脆性破坏，这时围岩表面发生爆裂声，随之有大小不等的片状岩块弹射崩剥落出来，这种现象称之为岩爆。岩爆多发生在埋藏很深、整体、干燥和质地坚硬的岩层中。产生岩爆的时间，一般在开挖后几小时内，但也有的是在较长时间后发生。隧道中常遇见的岩爆以顶部或拱腰部位为多。Page:3一、岩爆的特点一、岩爆的特点 1.岩爆在未发生前，并无明显的预兆，在没岩爆在未发生前，并无明显的预兆，在没有支撑的
2、状况下，对施工平安威逼甚大。有支撑的状况下，对施工平安威逼甚大。它与隧道施工中的一般掉块落石现象有明它与隧道施工中的一般掉块落石现象有明显的不同。显的不同。2.岩爆时，石块由母岩弹出，常呈中间厚、岩爆时，石块由母岩弹出，常呈中间厚、周边薄、不规则的片状；周边薄、不规则的片状；3.岩爆发生的地点，多在新开挖工作面及其岩爆发生的地点，多在新开挖工作面及其旁边，个别的也有距新开挖工作面较远；旁边，个别的也有距新开挖工作面较远；岩爆发生的时间，多在爆破后岩爆发生的时间，多在爆破后23h；4.在溶孔较多的岩层里，则不发生岩爆。在溶孔较多的岩层里，则不发生岩爆。Page:4二、施工留意事项 1.如设有平行
3、导坑，则平导应掘进超前正洞确定距离，以了解地质，分析可能发生岩爆的地段，以便正洞施工达到相应地段时加强防卫，实行必要措施；2.运用光面爆破，并严格限制用药量，以尽可能削减爆破对围岩的影响；Page:5 3.可选用预先释放部分能量的方法，如松动爆破法，超前钻孔预爆法，或喷射高压水冲洗法，先期将岩层的原始应力释放一些，以削减岩爆的发生；4.加强支护工作，支护的方法是在爆破后马上向拱部及侧壁进行喷射混凝土，再加设锚杆及钢丝网。衬砌工作要紧跟开挖工序进行，以尽可能削减岩层暴露时间，削减岩爆发生和确保人身平安。Page:6第七节 煤系地层瓦斯是地下坑道内有害气体的总称，其成分以沼气(甲烷CH4)为主，一
4、般习惯称沼气为瓦斯。当隧道穿过煤层、油页岩或含沥青等岩层，或从其旁边通过，而围岩裂开、节理发育时，可能会遇到瓦斯。假如洞内空气中瓦斯浓度已达到爆炸限度与火源接触，就会引起爆炸，对隧道施工会带来很大的危害和损失。Page:7一、瓦斯的性质一、瓦斯的性质 1.瓦斯瓦斯(沼气沼气)为无色、无臭、无味的气为无色、无臭、无味的气体，与碳化氢或硫化氢混合在一起，体，与碳化氢或硫化氢混合在一起，发生类似苹果的香味，很简洁使人窒发生类似苹果的香味，很简洁使人窒息或发生死亡事故。息或发生死亡事故。2.瓦斯比重为瓦斯比重为0.554，仅占空气一半，所，仅占空气一半，所以在隧道内，瓦斯简洁存在坑道顶部，以在隧道内，
5、瓦斯简洁存在坑道顶部，其扩散速度比空气大其扩散速度比空气大1.6倍，很简洁透倍，很简洁透过裂隙发达、结构松散的岩层。过裂隙发达、结构松散的岩层。Page:8 3.瓦斯不能自燃，但极易燃烧，其燃烧的火焰颜色，随瓦斯浓度的增大而变淡，空气中含有少量瓦斯时火焰呈兰色，浓度达5左右时，火焰呈淡青色。Page:9二、瓦斯的燃烧和爆炸性 瓦斯浓度爆炸界限见表7-10-1瓦斯浓度（%）爆炸界限 56瓦斯爆炸下界线 1416瓦斯爆炸上界线 9.5爆炸最强烈 8.0最易点燃低于5.0大于1416不爆炸，与火焰接触部分燃烧表7-10-1 瓦斯浓度爆炸界限 Page:10三、瓦斯放出的类型 从岩层中放出瓦斯，可分为
6、三种类型：1.瓦斯的渗出渗出；2.瓦斯的喷出喷出；3.瓦斯的突出突出。以上三种瓦斯放出形式，以第一种放出的瓦斯量为大。Page:11四、防止瓦斯事故的措施四、防止瓦斯事故的措施 1.隧道穿过瓦斯溢出地段，应预先确定瓦隧道穿过瓦斯溢出地段，应预先确定瓦斯探测方法，并制订瓦斯稀释措施、防爆斯探测方法，并制订瓦斯稀释措施、防爆措施和紧急救援措施等。措施和紧急救援措施等。2.隧道通过瓦斯地区的施工方法，宜接受隧道通过瓦斯地区的施工方法，宜接受全断面开挖，因其工序简洁、面积大、通全断面开挖，因其工序简洁、面积大、通风好，随掘进随衬砌，能够很快缩短煤层风好，随掘进随衬砌，能够很快缩短煤层的瓦斯放出时间和缩
7、小围岩暴露面，有利的瓦斯放出时间和缩小围岩暴露面，有利于解除瓦斯。于解除瓦斯。3.加强通风是防止瓦斯爆炸最有效的方法。加强通风是防止瓦斯爆炸最有效的方法。Page:12 4.洞内空气中允许的瓦斯浓度应限制在规定范围内。5.开挖工作面风流中和电动机旁边确定范围以内风流中瓦斯浓度超过规定值时，必需停工、停机，撤出人员，切断电源，进行处理。6.瓦斯隧道必需加强通风，防止瓦斯积聚。7.如开挖进入煤层，瓦斯排放量较大，运用一般的通风手段难以稀释到平安标准时，可运用超前周边全封闭预注浆。8.接受防爆设施。Page:13五、严格执行有关制度 建立瓦斯检查制度，洞内严禁运用明火，严禁将火柴、打火机、手电筒及其
8、他易燃品带人洞内。进洞人员必需经过瓦斯学问和防止瓦斯爆炸的平安教化。Page:14第八节 隧道施工坍方处理措施一、发生坍塌方缘由（一）地质因素（二）施工方法和措施不当 二、坍塌方前征兆 1.量测信息所反应的围岩变形速度或数值超过允许值。2.喷射混凝土产生纵横向的裂纹或龟裂。Page:153.在坑顶或坑壁发觉不断掉下土块、小石块或构件支撑间隙不断漏出砂、石屑。4.岩层层理、节理缝或裂隙变大、张开。5.坑道内渗水、滴水突然加剧或变浑。Page:16三、预防坍塌方施工措施三、预防坍塌方施工措施 1先排水 2短开挖 3弱爆破 4强支护 5快衬砌 6勤检查、勤量测四、隧道坍塌方处理措施四、隧道坍塌方处理
9、措施 1喷锚处理 (1)由外向内、由上而下，逐段随清坍渣随向岩壁先喷射一薄层砂浆，然后再分层喷射混疑土。(2)喷射12层混凝土后，可随即加设锚杆再喷射混凝土；(3)坍渣的清除后，随即做好衬砌。Page:172构件支撑处理 (1)在坍体不太高、坍穴略呈锥形、坍壁不太松散的状况下，运用人字架支撑如图7-7-1所示。(2)当坍体较高，但坍体两侧壁形态较整齐，且侧向压力不大时，可按垂直于隧道中线的方向架设横向排架。如图7-7-2所示。Page:18图7-7-1坍方支撑图7-7-2高坍方支撑 Page:19 (3)当坍塌方较大，且围岩压力也较大时，宜在坍方范围内全部用纵向棚架支撑。如图7-7-3所示。(4)当坍塌方直至地表而深度不大时(小于10m)，可设置井箍如图7-7-4所示。(5)当坍塌穴成斜孔时，处理方法依据斜度而定，倾角300时，可按斜井的施工方法进行出碴及支撑；倾角350时，运用井箍支撑及由上而下清渣。Page:20图7-7-3纵向棚架支撑图7-7-4井箍支撑 Page:21思索题1.简述常见不良地质的类型及隧道施工易出现的平安和质量问题。2.简述断层裂开围岩隧道施工要点。3.简述煤系地层、黄土地层、岩溶地质和高地应力硬岩隧道的施工要点。