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1、小孤山水电站引水隧洞及高压流道岩爆综述林立、陈矫（中国水利水电第一工程局有限公司吉林长春130062）摘要介绍了岩爆的形成机制、分级和分类。结合小孤山水电站引水隧洞及高压流道岩爆发生的特点、规律及防治措施，论述在岩爆施工中应注意和重视的事项。关键词小孤山水电站引水隧洞岩爆防治措施经验体会1、工程概况小孤山水电站位于黑河大峡谷中下游，地处甘肃省肃南裕固族自治县境内，电站厂房距张掖市103km,是黑河流域规划中的第6座梯级水电站。工程主要任务是发电，采用引水式开发。电站主要由首部枢纽、引水系统、发电厂房等建筑物组成。电站装机容量102MW,多年平均发电量3.804亿KW・h,可
2、承担调峰任务。引水隧洞布置在黑河右岸，全长9020.771m,为内径6.0m的圆形洞。高压流道长125m,内径由6.0m变为5.8m,通过3条支管与厂房相接。2、工程地质条件引水隧洞以桩号K6+690为界，上段为硅质板岩，最大埋深为720m,岩体呈微风化-新鲜状态，层状结构；岩石单轴饱和抗压强度93.0-254.OMpa,变形模量8.8~22.6Mpa,弹性模量11.3-25.4Mpao下段为石英二长岩，最大埋深1050m,岩体呈微风化-新鲜状态，块状结构；岩石单轴饱和抗压强度85.7-200.3Mpa,变形模量4.8-17.3Mpa,弹性模量13.7-30.5Mpao高压
3、流道段岩性为石英二长岩，埋深约300m。经开挖后判定，II类围岩7157.8m,占79.3%;III类围岩1716.5m,占19.02%;IV类围岩97.5m,占1.08%;V类围岩54.0m,占0.6%。在初步设计报告中提出：依据岩石的平均饱和抗压强度及密度测算其强度-自重应力比，洞体埋深大于720m洞段可能发生岩爆。3、岩爆的形成机制、分级和分类岩爆是深埋地下工程施工过程中常见的动力破坏现象，它是由于岩石积聚的应变能大于岩石破坏所消耗的能量时，多余的能量导致岩石碎片从岩体中剥离、崩出。“岩爆的产生需要具备两方面的条件：高储能体的存在，且其应力接近岩体强度是岩爆产生的内因
4、；某些附加荷载的触发是其产生的外因。”这一解释应该是迄今为止对岩爆机理给出的最为清晰的概括。该机理的另一种说法应该是：处于高应力环境中的结构完整的硬脆性围岩，在隧道开挖后，切应力6达到或接近围岩的单轴饱和抗压强度（RJ,在其它因素的诱发下，围岩便以岩爆的形式失稳。这可以被总结为岩爆形成机制的静荷载（静力学）理论，它也是广泛采用的岩爆预测判据--升/人的理论依据。根据国内外研究现状，将岩爆烈度划分为轻微、中等、强烈和剧烈4级（表-1）。表-1岩爆分级岩爆分级分级依据轻微岩爆围岩表层无声响或不易察觉的微弱响声，劈裂的岩块自由下落或松弛后下落，规模小，表现为岩坑较浅，爆落岩片尺寸
5、小、数量少，多为破裂剥落型，对施工影响小。中等岩爆爆裂脱落、剥离现象比较严重，岩屑或岩块向临空面弹出，伴有清脆爆裂声，表现为岩坑连续分布，规模较大，坑径可达数米，坑深一般小于2m,爆落岩石尺寸较大、数量多，多为弹射型及破裂剥落型，对施工有一定影响。强烈岩爆岩爆时伴有巨响，具有锐利边棱的大小岩石碎片迅猛飞出，表现为岩爆坑连续分布，坑深一般都在2m以上，爆落岩石尺寸大、数量多，且造成围岩大面积开裂失稳，严重威胁施工人员及设备安全，对正常施工及洞室影响大"剧烈岩爆剧烈的爆裂弹射甚至抛掷性破坏，有似炮弹巨响声，岩爆具有突发性，并迅速向围岩深部发展，影响深度大于2m,严整影响甚至可以
6、摧毁工程。根据岩爆发生时表现的特征，可以将其分为4类（表-2）表-2岩爆分类岩爆分类特征松动脱落型围岩呈块状、板状、鳞片状爆裂，声音微弱。爆裂的岩块需经过一段时间后才从岩体表面弹射下来，弹射距离小，弹射速度一般小于2m/s,部分岩块是自上而下地坠落。此类型为微弱岩爆。爆裂弹射型较大的块体达到直径0.3-0.5m,厚度0.1~0.3m,岩片弹射速度一般均为2.0~5.Om/s,发生的部位一般在新开挖的工作面及其附近，岩爆发生前连续发生犹如破竹般的劈啪声，发生后岩爆随之出现。此类型为中等岩爆。爆炸冲击型巨石抛射，声响如炮弹爆炸，抛题体积有数立方米至数十立方米，抛射距离数米至一二
7、十米，弹射速度一般大于5m/s,岩爆部位集中于爆破后的开挖面.岩爆发生在爆破后数分钟内，并很快趋于平稳。此类型为强烈岩爆.深部地震型由于地下洞室开挖靠近断层、岩脉，从而引起断层、岩脉积蓄能量孕震，在围岩深部产生地震。4、小孤山水电站岩爆发生的特征及规律4.1岩爆的特征小孤山水电站引水隧洞及高压流道段开挖期间在5个洞段发生了岩爆，总长度201m,对机械和人员没有造成大的损害，但一定程度上影响了开挖工期。不同洞段处岩爆表现的特征各有差异，但归纳起来可以分为以下两种型式。(1)松动脱落型(桩号K3+100〜K3+140.
