怎麼將岩爆對地質的損害減小
『壹』 岩爆，沖擊地壓的防治
岩爆與沖擊地壓有共性，亦存明顯差異，因之在防治上略有不同。世界各國在問題防治中，總結了很多方法，歸納起來有:改善圍岩應力、改變圍岩特性，改善施工方法及防護等方面。
6.1.3.1 改善圍岩應力
針對岩爆的方法如下:
(1)採用地形地貌法，地質力學分析法，確定區域應力場方向與相應應力梯度方程，合理布置地下洞室與相應結構，避免應力集中，改善洞室應力狀況;
(2)噴錨支護，使圍岩應力由開挖後的二維迅速回復到三維應力狀態;
(3)開挖爆破時，採用短進尺，多循環的方法;
(4)改善掘挖爆破方法，改善洞室壁面糙度，減少切向作用力的影響。
針對沖擊地壓所採取的減壓方法如下:
(1)應力解除法。在煤層圍岩內，先造成一破壞帶，形成一個應力釋放區，使洞室與掌子面的應力降低，將高應力帶轉移至圍岩深部，或在開采時，進行超前孔松動爆破改變煤體的應力狀態;
(2)減壓法。對老采空區頂板進行人工崩落，削減采空頂板與待采區頂板岩層的力學聯系，減少頂板大范圍來壓問題;
(3)回填法。用廢礦渣或煤礦石回填采空區;
(4)改變煤層強度特性減少沖擊能力;
開采前對煤層採用預壓注水法，使煤體濕潤飽和，降低煤體強度，消除或減緩煤的沖擊能力。
6.1.3.2 加固圍岩
採用噴混凝土、噴錨、掛網噴錨、鋼釺維噴錨、鋼支撐等防止岩爆。
『貳』 如何應對地質災害
應對地質災害的復具體途徑如下：制
1、注重防災和減災。防災，就是早發現，早避讓，能搬遷就盡快搬遷；減災，就是在項目建設選址過程中進行危險性評估，避免災害的發生。
2、遇到災害時，應沉著冷靜，迅速撤離危險地段。不要立即進入災害區搜尋財物，以免再次發生滑坡、崩塌災害造成人員傷亡。及時報告災情，沒有電話通訊、汽車無法通行的地區，要立即派人將災情報告政府。
3、應把地質災害避災搬遷放在各類搬遷的優先位置。群眾一旦搬離隱患點，這里的地災就不會對任何人產生生命威脅，這樣便是從根源上防止了地災。
(2)怎麼將岩爆對地質的損害減小擴展閱讀
地質災害的分類有：
1、滑坡：斜坡上的岩體由於某種原因在重力的作用下沿著一定的軟弱面或軟弱帶整體向下滑動的現象。
2、崩塌：較陡的斜坡上的岩土體在重力的作用下突然脫離母體崩落、滾動堆積在坡腳的地質現象。
3、泥石流：是山區特有的一種自然現象。它是由於降水而形成的一種帶大量泥沙、石塊等固體物質條件的特殊洪流。識別：中游溝身長不對稱，參差不齊；溝槽中構成跌水；形成多級階地等。
4、地面塌陷：地表岩、土體在自然或人為因素作用下向下陷落，並在地面形成塌陷坑的自然現象。
『叄』 瓦斯爆炸與岩爆的防治
（一）瓦斯爆炸
瓦斯突出後，若遇有燃火點極易發生爆炸。瓦斯爆炸是煤礦的一種主要地質災害。
1.瓦斯爆炸的危害方式
一般認為，在正常壓力下，瓦斯的引火溫度是650～750℃。無論明火、電火花、摩擦熱生火花及火葯爆破，均可點燃瓦斯與空氣的混合物而引起爆炸。瓦斯爆炸或瓦斯與煤塵聯合爆炸不僅出現高溫，而且爆炸壓力所產生的沖擊破壞力也相當大。煤礦瓦斯爆炸產生的瞬間溫度可達1850～2650℃，壓力可達初始壓力的9倍。發生瓦斯連續爆炸時，可出現很高的沖擊壓力。
瓦斯爆炸火焰前沿的傳播速度，最大為2500m/s。當火焰前沿通過時，井下人員從皮膚到五官均可燒焦。井下設備由於爆炸的高壓作用可深陷到岩石內，爆炸的沖擊波還可破壞巷道、引起冒頂垮幫等其他災害。
爆炸沖擊波的傳播速度最大可達2000m/s，沖擊破壞力極強。在爆炸波正向沖擊過程中，由於內部形成真空，壓力降低，外部壓力相對增大，結果空氣返回後又形成反向沖擊。這種反向沖擊雖然速度較前者為慢，但因氧氣的補充可能造成二次或多次瓦斯爆炸，其破壞力往往更大。
2.瓦斯爆炸災害的預防措施
瓦斯積聚達到引爆濃度是發生瓦斯爆炸事故的物質基礎，而引燃瓦斯的火種主要來自於管理不善，技術上的原因佔少數。因而可以說，這種頻率較大而嚴重程度極高的瓦斯爆炸災害幾乎全部是人為致災。因此，預防瓦斯爆炸主要應從防止瓦斯積聚和杜絕引爆火種兩個方面入手。
（1）防止瓦斯積聚
防止瓦斯積聚的措施主要包括如下幾方面：
1）確保礦井通風。礦井通風是防止瓦斯積聚的有效預防措施，「無風不作業」是礦工們代代相傳的「座右銘」。所有礦井都應實行機械通風，入風道布置單獨回風道，實行分區並聯通風。此外，要注意防止漏風，主要進出風巷道要密閉。通風設施要嚴格按標准施工。
2）及時處理積存的瓦斯。井下易於發生瓦斯積聚的地點有回採工作面上隅角、冒頂頂拱處以及采空區密閉不嚴的地方等。對這些地方都要及時採取相應的措施，或排、或堵，及時有效地處理瓦斯的積聚。
3）抽放瓦斯。將開採煤層或采空區中的瓦斯用鑽孔或專用抽放巷道、管道、真空泵等直接抽吸到地面加以利用，變害為利。這是防止瓦斯爆炸的根本性措施之一，但這項措施往往受到煤層構造、瓦斯蘊藏量、生產強度、通風能力等因素的限制。
4）建立嚴格的瓦斯檢查制度。每個礦井都必須建立瓦斯檢查制度，配備專用儀器，定時檢查巷道內的瓦斯含量，對含量超過檢限的地方，要及時採取措施加以處理。
（2）杜絕瓦斯爆炸火種
杜絕瓦斯爆炸火種的措施主要包括如下幾方面：
1）嚴禁明火。嚴格禁止攜帶煙草及點火工具下井，井下嚴禁使用燈泡或電爐取暖。井下和井口不準從事電焊、氣焊和噴燈等焊接工作，如果必須使用，則需採取必要的安全措施。為防止摩擦生熱產生火花，鎬尖、手錘刃上要包上銅。
2）加強防爆電器的管理，防止電火花引燃。瓦斯礦井應選用礦用安全型、防爆型或火花型電器設備。使用過程中要經常檢查維護，使其保持良好的防爆性能。
3）加強火葯管理，遵守安全爆破制度。放炮前後要檢查瓦斯含量，瓦斯超限時不準放炮。
4）嚴格管理自然發火區，注意防火，加強火區內有毒氣體及瓦斯濃度的檢查。
（二）岩爆
岩爆又稱沖擊地壓，是指承受強大地壓的脆性煤、礦體或岩體，在其極限平衡狀態受到破壞時向自由空間突然釋放能量的動力現象，是一種采礦或隧道開挖活動誘發的地震。在煤礦、金屬礦和各種人工隧道中均有發生。
岩爆發生時，岩石碎塊或煤塊等突然從圍岩中彈出，拋出的岩塊大小不等，大者直徑可達幾米甚至幾十米，小者僅幾厘米或更小。大型岩爆通常伴有強烈的氣浪巨響，甚至使周圍的岩體發生振動。岩爆可使硐室內的采礦設備和支護設施遭受毀壞，有時還造成人員傷亡。
岩爆的防治問題雖然目前尚難徹底解決，但在實踐中已摸索出一些較為有效的方法，根據開挖工程的實際情況，可採取不同的防治方法。
1.設計階段的防治對策
1）硐軸線的選擇：人們通常認為硐軸線方向應與最大主應力方向平行，以改善硐室結構的受力條件。然而，使硐室相對穩定的受力條件是圍岩不產生拉應力、壓應力均勻分布和切向壓應力最小。在選擇軸線方向時應多方面比較選擇，以減少高地應力引發的不利因素。
2）硐室斷面形狀選擇：硐室斷面形狀一般有圓形、橢圓形、矩形和倒U形等。當斷面的寬高比等於側壓系數（λ）時，可綜合考慮各種因素確定硐室斷面形狀。
2.施工階段的防治對策
防治對策主要包括下面幾方面：
1）超前應力解除法：在高地應力區，硐室開挖後易產生超高應力集中。為了有效地消除應力集中現象，可採取預切槽法、表面爆破誘發法和超前鑽孔應力解除法等提前釋放地應力。在岩爆危險地帶鑽淺孔進行爆破，造成圍岩表部松動帶，可有效防止破壞性岩爆的發生。開採煤層時，首先開采無沖擊地壓或沖擊地壓小的煤層，作為解放壓力層。回採時，要用全面陷落法管理頂板，不留煤柱；對不易冒落的頂板要採用深孔爆破法或強力高壓注水法強制放頂。
2）噴水或鑽孔注水促進圍岩軟化：在硐室易發生岩爆地段，爆破後立即向工作面新出露圍岩噴水，既可降塵又可緩釋圍岩應力。因為注水使裂紋尖端能量降低，裂紋擴張傳播的可能性減小，裂紋周圍的熱能轉為地震能的效率隨之降低。從而減小劇烈爆破的危險性。
3）選擇合適的開挖方式：岩爆是高壓力集中的結果，因此，開挖時可採取分步開挖的方式，人為地給圍岩岩體提供一定的變形空間，使其內部的高應力得以緩慢降低，從而達到預防岩爆的目的。
4）減少岩體暴露的時間和面積：在短進尺、多循環的施工作業過程中，應及時支護，以盡量減少岩體暴露的時間和面積，防止岩爆發生。
5）岩爆發生的處理措施：一旦發生岩爆，應徹底停機、待避，對岩爆的發生情況進行詳細觀察並如實記錄，仔細檢查工作面、邊牆或拱頂，及時處理、加固岩爆地段。
6）合理選擇圍岩的支護加固措施：使開挖的硐室周邊或前方掌子面的圍岩岩體從單向應力狀態變為三向應力狀態；同時，圍岩加固措施還具有防止岩體彈射和塌落的作用。主要的支護加固措施有：①噴混凝土或鋼纖維噴混凝土加固；②鋼筋網噴混凝土加固；③周邊錨桿加固；④格柵鋼架加固；⑤必要時可採取超前支護。
『肆』 從地質屬性的角度對地質環境問題的分類
地質環境問題涉及眾多的地質現象和地質過程，它們一方面存在形態學、動力學上的差異，另一方面某些現象和過程又往往具有地質學上的同源性和成因上的因果關系。因此，從地質屬性的角度對地質環境問題進行分類是目前大多採用的辦法，常見的分類方案大致有以下幾種:
(一)按地質作用的類型分類
按地質作用的類型和地質現象出現的時間先後，可以將地質環境問題劃分為原生地質環境問題和次生地質環境問題。
1.原生地質環境問題
原生地質環境問題是指由自然地質作用直接引起的，不利於人的地質現象和地質過程，如火山噴發、地震、滑坡、荒漠化、水土流失等。除此之外，在地質歷史發展中形成的一些地質產物或不良的背景條件，如影響工程基礎穩定性的淤泥質軟土觸變、凍土凍融、黃土濕陷、膨脹土脹縮以及導致地方病發生的水土化學組分異常等都屬於原生地質環境問題。
2.次生地質環境問題
次生地質環境問題包括兩類:一是人類活動導致或誘發的;二是由其他地質或非地質作用派生的不利於人的地質現象和過程。前者有地下水污染、次生鹽漬化、坑道突水、岩爆及人為工程活動為誘因的滑坡、崩塌、地震等;後者指的是災害鏈，如地震、洪水暴發引起的崩塌、滑坡等。
(二)按地質作用的驅動力來源分類
從地質作用、過程的驅動力來源上考慮，地質環境問題可以分為由內動力地質作用引起的地質環境問題和外動力地質作用引起的地質環境問題。前者主要包括火山噴發、地震;後者包括了除前者以外的其他所有有害的地質現象和過程。需要指出的是，在許多情況下，外動力地質作用的發生有其內動力作用的背景，如地震誘發山體的崩塌、滑坡等，所以，地殼穩定性差的地區，外動力地質作用也會十分活躍，地質環境問題發生的頻率較高。
(三)按地質過程的動力學形式分類
從地質過程的動力學形式來考察，地質環境問題可以分為突發的和漸進發生的兩類。前者與地質環境系統以突變的形式失穩有關，如地震、崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、坑道突水、瓦斯突出與爆炸、岩爆等;後者是地質環境系統漸變的外在表現形式，如水土流失、荒漠化、鹽漬化、地面沉降、海水入侵等。
除上述分類外，也有人從地質環境系統組分相互作用的角度出發，將地質環境問題歸納為水鹽失調、岩土體變形、生態退化三個方面。
『伍』 岩爆的定義和烈度分級問題
6.1.1 關於岩爆的定義
岩爆(rockburst)自1738年在英國錫礦坑道中首次發現以來，已成為地下工程中普遍關注的一種地質災害，它被公認為是堅硬岩石在高地應力條件下產生的突發性的破裂。但至今對岩爆的定義和岩爆烈度分級尚無統一的認識和通用的標准，突出表現在對岩爆起始標準的界定依據有所差別。一些學者認為「岩石有松動的破裂，伴有輕微發自岩石的聲音」，則列為「輕微岩爆活動」，持這種觀點的以挪威岩爆學家B.F.Russeness為代表(1974)；我國較多的學者(如陶振寧，1988；譚以安，1988；鄒成傑，1992；關寶樹，1998等)則強調以「具有彈射現象」作為其與脆性破壞的區別，因而認為「無動力彈射現象的破裂不應歸屬岩爆，而應屬於靜態下的脆性破壞」(譚以安等，1988)。
從工程實踐角度考慮，岩爆的界定應便於區別於圍岩的其他類型的變形與破裂，如拱頂的坍落、冒落，邊牆內鼓、滑落，底板隆起以及大變形等塑性流動變形等。岩爆以其突發性的破裂(爆裂)和特有的破裂形式區別於後者。
無論是硐室開挖過程中的岩爆現象(參見二郎山岩爆實錄)和室內的岩石力學試驗研究(參見6.2節)，均顯示岩爆就其破裂機制而言，是一種岩石自身彈性應變能釋放造成的破裂或爆裂，爆裂以後可以不同方式脫離母體。因而對這種現象就其力學機制而言可定義為：
地下硐室處在一定原始應力狀態下的圍岩，在硐室開挖過程中，圍岩因開挖卸荷引起周邊應力分異，造成岩石內部破裂和彈性應變能的釋放引起的突然脆性破裂，稱之為岩爆。
爆裂造成的岩塊，可以爆裂松動∙∙、爆裂脫落∙∙、爆裂彈射∙∙和爆裂拋擲∙∙等方式脫離母體。其方式、初速度和規模的大小與爆裂時的破裂機制及釋放能量的大小和波及的深度有關。(詳見6.5節)。
6.1.2 岩爆烈度分級
二郎山隧道設計中採用的是三級分類方案(表6-1)。但施工實踐中感到其不便於具體操作，為此結合二郎山工程實踐，擬定了新的分級方案(RMS)。
表6-1 二郎山隧道設計採用的岩爆烈度分級方案Tab.6-1 Rock burst intensity grades applied to Erlangshan tunnel design
註：σHmax為最大水平主應力。 (據交通部第一公路勘測設計院，1996)
6.1.2.1 岩爆烈度分級原則、依據
岩爆烈度分級主要考慮了以下原則和依據。
6.1.2.1.1 以爆裂松動脫落為起始狀態，以爆裂拋擲為終極狀態
爆裂松動大體相當於挪威拉森斯(R.F.Russenes，1974)分級中的1級，即輕微岩爆活動。應該指出，某些學者將有明顯彈射現象和聲響作為1級，實際上在具體描述時，將1級的破壞方式和過程描述為「劈裂成板……脫離母體，產生射落∙∙」(譚以安方案中的Ⅰ級弱岩爆)，未用彈射∙∙兩字。在實際工作中，個別脫落的岩塊也容易被人忽視或識別，因而要以此作為岩爆的判據標准，操作起來難度較大。但已破裂的岩塊和殘留的痕跡，往往可作為圍岩破裂機制的直接證據。因而將爆裂松動或脫落作為起點，無論從岩爆力學機制和工程實踐角度來看都是較為適宜的。
岩爆的另一極端狀態則是爆裂拋擲，它會造成地下硐室摧毀性破壞。
6.1.2.1.2 便於確定合理的工程防治措施
各分類方案中，輕微岩爆(拉森斯方案)或弱岩爆(譚以安方案)將破壞程度定為輕微、不損壞機械設備。而岩爆的極端狀態(如譚以安方案的極強岩爆，Ⅳ級)則是摧毀性的。在這兩個極端狀態之間，如果只有一種中間狀態，顯然不利於工程措施的合理設計。從這一點考慮，譚以安的4級分級方案是較為合理的。因此，本方案中也採用了4級劃分原則。
6.1.2.1.3 分級依據應盡量便於實際操作
分級中突出在現場容易判別的標志，這樣有利於施工、監理、設計和地質人員在現場取得共識及時制定對策。
6.1.2.1.4 岩爆分級與岩石變形破裂發展階段對照
本方案中的4級劃分可以與岩石在三向應力條件下變形破壞全過程加以對照。盡管硐室開挖對硐室圍岩是一個卸荷過程，然而硐壁附近岩體將引起法向應力降低和切向應力增高的應力分異過程。因而這一部分岩體的應力狀態與低(或無)圍壓條件下軸向應力增高這一三向應力狀態相當。有關這方面對照的詳細論證，詳見6.5節。
6.1.2.2 二郎山公路隧道岩爆烈度分級方案(RMS)
根據以上分級原則和依據，提出了表6-2所示的二郎山公路隧道岩爆烈度分級方案(RMS)。該方案已被工程主管部門四川省交通廳高管局和施工單位等採納應用，並取得了良好效果。
表6-2 二郎山公路隧道岩爆烈度分級方案(RMS)Tab.6-2 Rock burst intensity grades applied to Erlangshan tunnel construction(RMS)
註：h為破壞波及深度(m)；B為硐徑或跨度(m)；σθmax為硐壁最大切向應力(MPa)。
RMS方案雖然是針對二郎山公路隧道提出的，但其有關分級原則、分級依據的探討具有普遍意義，並且已經歷了該工程實踐的檢驗，實際可操作性良好，可供類似地下工程實踐參考。
6.1.3 岩爆分級烈度方案對比
現將二郎山岩爆烈度分級方案(RMS)與國內外已有方案進行對比(表6-3)，便於在工程實際中相互印證和應用。
表6-3 國內外岩爆烈度分級方案對比表Tab.6-3 Rock burst intensity grades in China and abroad
① J為焦耳，代表岩爆釋放的能量；②Wet為岩爆傾向性指數(詳見6.3.2)。
『陸』 隧道岩爆的預測要點有哪些
1、地質預報：當隧道埋深較大時，每一開挖循環結束後，進行一次地質調查，繪制開挖工作面的地質素描圖和地質展示圖，根據地質調查結果，進行地質預報。
2、岩體二次應力場現場測試：採用鑽孔應力解除和應力恢復測試方法，分段對洞壁及掌子面現場測定圍岩表層岩體二次應力場。同時進行現場岩石點荷載強度試驗，利用洞壁切向應力洞壁岩石單軸抗壓強度Rb來預報岩爆和判定等級。
『柒』 發生地質災害怎麼辦
地質災害：自然的變異和人為的作用都可能導致地質環境或地質體發生變化，當這種變化達到一定程度、其產生的後果便給人類和社會造成危害，稱為地質災害，如崩塌、滑坡、泥石流、地裂縫、地面沉降、地面塌陷、岩爆、坑道突水、突泥、突瓦斯、煤層自然、黃土濕陷、岩土膨脹、砂土液化，土地凍融、水土流失、土地沙漠化及沼澤化、土壤鹽鹼化，以及地震、火山、地熱害等。
1、當遇滑坡發生時，應該怎麼辦？
1）當處在滑坡體上時，首先應保持冷靜，不能慌亂。慌亂不僅浪費時間，而且極可能做出錯誤的決定。要迅速環顧四周，向較為安全的地段撤離。一般除高速滑坡外，只要行動迅速，都有可能跑離危險區段。跑離時，以向兩側跑為最佳方向。在向下滑動的山坡中，向上或向下跑是很危險的。當遇無法跑離的高速滑坡時，更不能慌亂，在一定條件下，如滑坡呈整體滑動時，原地不動，或抱住大樹等物，不失為一種有效的自救措施。
2）當處於非滑坡區，而發現可疑的滑坡活動時，應立即報告鄰近的村、鄉、縣等有關政府或單位。國土資源部門應立即組織有關政府、單位、部隊、專家及當地群眾參加搶險救災活動。
2、若遇泥石流發生時應該怎麼辦？
1）當處於泥石流區時，應迅速向泥石流溝兩側跑離，切記不能順溝向上或向下跑動。一般粘性泥石流比稀性泥石流容易躲離和得生。前面所提的即為在粘性泥石流中得生的典型實例。而當處於非泥石流區時，則應立即報告該泥石流溝下游可能波及（影響）到的村、鄉、鎮、縣或工礦企業單位，密切注視泥石流的變化發展趨勢。
2）有關政府部門應立即組織有政府、單位（村、鄉、鎮）、專家及當地群眾參加的搶險救災活動。
3）擬定並實施應急措施（或計劃）。包括加強管理泥石流溝及下游溝谷。比如：酌情限制車輛和行人通行；組織危險區群眾迅速撤離等。
4）密切注視該泥石流災害可能引發某種生命線工程（如水庫）鐵路、公路、發電廠、通訊設施、電台、渠道等）的次生災害甚至第三次災害。如火災、洪水、中斷交通、爆炸、房屋倒塌等。
5）建立觀測站（網）進行長期動態監測，掌握災情的變化發展趨勢，並作出決斷。特別要注意泥石流具有陣發性、間歇性等特點。
3、怎樣避免和防止人為因素導致滑坡和崩塌？
1）加強預先勘察，防患於未然。避免或禁止的斜坡上修建路壩、廠礦、建築物，設堆積場等使斜坡「載入」的工程；或在斜坡下部修路障、挖溝切坡、挖洞采礦等削弱「抗滑能力」的工程；以及大量爆破等誘發滑坡的活動。在施工以前要首先對場地進行勘察，弄清斜坡的穩定情況。若發現場地斜坡穩定條件差，或者正好碰上老滑坡體，則最好避免在這種場地上施工。若無法避開，那麼在施工前必須對該斜坡進行徹底加固治理，以免留下後患。
2）合理選擇施工方法和施工時間，以免破壞斜坡的穩定性。例如開挖工程，應該挖一段砌築加固一段。若大面積開挖而不加防護，便將大大降低斜坡穩定性，可能會造成滑坡或崩塌。雨季中，由於水的影響，斜坡的自然穩定性比旱季差。因此，在穩定性較差的斜坡上施工，應該選擇在雨季前施工和完工，以避開雨季的影響。
3）及時治理不穩定斜坡。在施工期間或工程、建築物運營後，若發現場地斜坡有不穩定跡象，要及時查明原因並進行整治，控制其發展。
4）要嚴禁無規劃、不合理地向斜坡引流、排泄地表水及地下水和生產、生活廢水，也要防止坡體上蓄水池、渠道等輸水、蓄水設施向坡體滲漏，並嚴禁在穩定性差、裂隙發育的斜坡上進行農業灌溉。
5）嚴禁在山坡上不合理地開荒造田、亂砍濫伐、破壞山坡保護層。
6）政府部門應根據當地的實際情況，制定一套科學合理的保護自然的法規，用法律的手段督促人們保護大自然，一切按自然規律辦事，這樣便可防止或避免災害的發生。
4、當被洪水圍困時如何避險？
安排家人向屋頂轉移，並穩定好他們的情緒；想辦法發出呼救信號，與外界取得聯系，以便得到及時救援；利用竹木等漂浮物將家人護送漂移至附近的高大建築物上或較安全的地方。
一、災害前有哪些徵兆？
地質災害發生前有以下自然現象:堵塞多年的泉水復活，或出現泉水(井水)突然乾枯、井水水位突變、水色突然渾濁或翻砂、冒氣等異常現象；動、植物異常，如蛇擋道，蚯蚓上路亂竄，螞蟻成群結隊攜幼搬遷上樹，豬、狗、牛、羊、雞等惶恐不安、不入窩圈不入睡，老鼠亂竄，植物形態發生變化，如樹木枯萎或歪斜等現象。
崩塌災害發生的前兆特徵有:山坡前緣時有掉塊、墜落現象，小崩小塌不斷發生；山坡腳部出現新的破裂形跡，可嗅到異常氣味；偶爾聽見岩石的撕裂、摩擦錯碎的聲音；出現熱氣、冷氣、地下水質、水量等異常。
滑坡災害發生的前兆特徵有:滑坡前緣出現橫向及縱向放射狀裂縫，前緣土體出現隆起現象；滑體後緣裂縫急劇加長加寬，新裂縫不斷產生，滑體後部快速下坐，四周岩土體出現松馳，不時有小型坍滑現象出現；滑帶岩土體因摩擦錯動發出聲響，並從裂縫中冒出熱氣或冷風；滑體上如有長期位移觀測資料，臨滑前，無論是水平位移量還是垂直位移量，均會出現加速變化的趨勢。
泥石流災害發生的前兆特徵有:山谷中傳出轟鳴聲，主河流水位上漲或正常流水突然中斷。另外，長期降雨或突降暴雨無徵兆也要注意防範泥石流。
二、災害發生後怎麼自救？
1.不要立即進入災區搜尋財物，以免再次發生滑坡、崩塌
當滑坡、崩塌發生後，後山斜坡並未立即穩定下來，仍不時發生崩石、滑坍，甚至還會繼續發生較大規模的滑坡、崩塌。因此，不要立即進入災害區去挖掘和搜尋財物。
2.立即派人將災情報告給政府
偏遠山區地質災害發生後，道路、通訊毀壞，無法與外界溝通，應該盡快派人將災情向政府報告，以便開展救援。
3. 迅速組織村民查看是否還有滑坡、崩塌發生的危險
災害後，在專業隊伍未到達之前，應該迅速組織力量巡查滑坡、崩塌斜坡區和周圍是否還存在較大的危岩體和滑坡隱患，並迅速劃定危險區，禁止人員進入。
4.查看天氣，收聽廣播，收看電視，關注是否還有暴雨
根據多年的經驗，並注意收聽廣播、收看電視，了解近期是否還會有發生暴雨的可能。如果還有暴雨，應該盡快對臨時居住的地區進行巡查，制訂防災應急預案，安排專門人員時刻監視斜坡和溝谷情況，避免新的災害發生。
5.有組織搜尋附近受傷和被困人員
撤離災害地段後，要迅速清點人員，了解傷亡情況。對於失蹤人員要盡快組織人員進行搜尋。
『捌』 岩爆形成機理與防治
6.3.3.1 卸荷與溫差耦合的反應力衍生波子力的岩爆機理
在三維主壓應力處於平衡狀態的大山岩體中挖掘水平洞室，形成向洞軸心向的卸荷，岩體除產生卸荷彈性恢復性變形，並產生應力自適應性調整，與自護能力，形成自然平衡拱，處於新的平衡狀態。由前節判據可知，σθ這一最大主壓力，僅為岩體強度的1/3，τθr強度亦僅為岩體τ值的2/5，均不足以造成岩體破壞。岩體自身的強度和能量能充分維持自身穩定。依據岩爆突發性動力破壞現象，從動量原理考慮，這一較大沖量必然是一匿動力所形成。這一匿動力，不應屬正向壓應力，應是一反應力。從隧洞掘進過程中掌子面熵情變化中可判斷，因地溫本身呈梯度性升高，加上掘進刻切所做功，部分能以熱的形式耗散，引起岩體與掌子面氣溫的升高，採用通風噴水以降溫除塵，造成岩體表裡溫差，形成由表向里的溫差拉應力，這是洞室應力自適應調整後的附加拉應力值，使σr呈負向增長，當-σr達岩體σt強度時，岩體產生脆斷性拉張破壞，在脆斷能量釋放過程中，產生新生的波子力，形成新生的動應力，如式(1.22)，σd=vp2πfAMPa，式中vp(縱波波速)，f(振波頻率)A(振幅)這是添加在反應力拉張上的很大沖量，形成突發性動力破壞。
由反應力的拉伸力加波子力的形成機理說明岩爆主要是突發性拉張破壞，這與岩爆碎片所展示的形態一致，因拉張中，受側向限制，因而周邊又顯力偶性的張剪破壞特性。剪切破壞型，應屬特有地質背景條件。多發性的中強岩爆，應為岩爆加卸荷鬆弛崩落。岩爆後，破壞了岩體的適應平衡條件，未獲及時有效加固處理，因岩性稍弱和存有不利結構面形成一定鬆弛范圍，在拉應力加重力的聯合作用下，對兩側形成張剪性偶力，造成岩體張剪破裂與崩坍，形成巨大聲響，與初期岩爆產生機理稍有差異，這一現象早作分析與有效處理，則可避免。
6.3.3.2 發生岩爆的必須條件
(1)岩石堅硬完整均一性好。若岩體為有缺陷的不連續體，在洞室岩體達自適應調整後，匿動力所形成沖量，將在圍岩形變中耗散，造成非連續面的位移，而不能產生新的破裂，不能衍生波子力。形不成大的動力沖量。
(2)具必須的熵情條件，大山區的水平隧洞，隨隧洞向山體深部掘進，則地溫在常溫帶之後，呈一定地溫梯度增加，但地溫等高線不僅受山體高度影響，亦受深切溝谷的深度影響，不是隨山體地形起伏，而是稍平緩的起伏曲線，表明受深切溝谷側面的吸放熱的溫度影響特性，故隧洞可能沿同一地溫高程掘進，不會形成大的起伏，但垂直山體掘進總的趨向會逐漸升高。在高山區於深部開挖洞室，在成洞卸載後，上部岩體重力較大，洞室圍岩體因卸荷失去原有平衡態而產生岩石質點的振盪，質點振盪所形成的功，以熱的形式而耗散，所以高山區洞室掌子面的溫度較高，須通風和噴水降溫除塵，熵情變化大，會產生大的反應力，所以對岩溫水溫氣溫與其變化須重視掌握，才有利於對岩爆情況的掌握與研究。
6.3.3.3 岩爆的防治
明確岩爆形成機理，則防治應有明確針對性
(1)作好區域內宏微地質力學的分析研究，掌握成岩建造與構造改造對岩體所形成的缺陷與損傷，了解歷次構造作用的主應力場方向與轉換情況，現在的主應力場方向，從地形演變預測現在應力情況與相應的應力梯度方程，預測區內斷裂破碎帶，節理密集帶分布與等距性展布的變化等特性。
(2)根據預估或掌握所測試的地應力成果，研究天然應力場中在洞室開挖後岩體自適應調整所形成的σr、σθ值，與岩體強度比，以掌握其安全度的大小。
(3)充分利用岩體強度與自護能力，加強對洞室圍岩的保護，遇圍岩岩性強度較低或有軟弱夾層與不利的結構面，須及時加強與加固。從天生橋Ⅱ級水電站Ⅰ與Ⅱ號引水洞中兩次岩爆鬆弛坍落類型的事例說明，採用超前占孔，在將要掘進的洞室圍岩范圍，作小爆破或作水力破裂，使岩體產生破損，形成一應力釋放環帶，可能沒有幫助，也可能加重危害。
(4)控制和減小反應力滋生的強度。至山體一定深度，掌子面的氣溫增高，煙塵較濃，須進行通風噴水，以除塵降溫，保障一定合適的施工環境是必須的措施，但因之形成圍岩體表裡的溫差，產生向洞室軸心的拉應力，破壞了洞室圍岩自適應調整的平衡條件，當拉應力超過岩體抗拉強度時，就要產生拉裂破壞，所以，應盡可能控制反應力的強度。顯然在洞壁向圍岩噴撒冷水降低表面岩體溫度是不當措施，不是岩爆減弱而增加其發生頻率，煤礦防沖擊壓，進行頂板爆裂割切以減少頂板來壓，注水以減煤岩能量的措施，是針對其形成機理採取的措施，岩爆與煤爆其形成機理是明顯不同的，採用拿來的方法不當。
(5)防衍生大的波子力的發生，由於客觀因素與保障生產時的施工所必須的條件，無法避免出現反應力，則應採取噴錨措施，避免岩體出現拉裂破壞形成波子沖擊力，減少破裂物體所受沖量。明確噴混凝土層所能承受的岩體中拉應力所形成的壓力，對洞室圍岩的鬆弛范圍作相應深度錨固，即可防治岩爆發生。
在洞室鬆弛變形垮坍過程中，經過漸進破壞，破壞時亦產生波子力，波子力沖擊使破壞范圍擴大，亦產生較大分貝的聲響，但其形成機理與破壞形式有差異，不能稱為岩爆。
『玖』 岩體地質工程施工問題
現在來簡要地談談地質監控施工法基本內容，扼要地說，地質監控施工法的基本內容可用下面45條表述：
（1）岩體地質工程是地質工程的一種類型，它和其他類型地質工程一樣，是嚴格地受地質條件控制的。地質工程的基礎理論是地質控制論，岩體地質工程的基礎理論也是地質控制論。
（2）在地質控制論指導下進行地質工程建築的施工方法稱為地質監控施工法。地質監控施工法是岩體地質工程建築的基本方法，岩體地質工程設計和施工都必須運用這一方法作指導。
（3）岩體地質工程施工既是按圖施工，又是工程地質勘察的繼續。施工前的設計只是方案設計，在施工過程中應該根據新取得的資料和認識及時修改設計。按圖施工不是目的，確保建成的工程安全穩定投入運用才是目的。
（4）岩體地質工程施工設計必須運用岩體力學理論做指導進行分析判斷，修改施工設計。
（5）岩體力學是為岩體地質工程建設服務的，岩體力學為岩體地質工程建設服務不是僅靠岩體力學計算分析，而最重要的是靠正確和准確的岩體力學概念和經驗判斷，岩體力學和岩體地質工程工作者必須正確和准確地掌握岩體力學概念。
（6）為了進行岩體力學分析，在岩體地質工程施工設計前必須獲取岩體結構、地應力、地下水和岩體力學參數，並以此為依據進行岩體穩定性力學分析，修改施工設計。
（7）在進行岩體地質工程力學分析時，必須在准確地查清工程岩體的工程地質條件，准確地判斷岩體力學介質和正確地抽象給定岩體力學模型，准確地取得工程岩體力學性質指標基礎上，正確地選用岩體力學分析方法進行分析才能給出比較符合實際的結果。
（8）岩體力學分析不能僅考慮岩體自然條件，還必須把岩體改造措施加進力學模型內一起考慮，否則力學分析結果是不符合實際的。
（9）判斷岩體力學模型時，除了要正確地判斷岩體力學介質和岩體工程結構外，還必須正確判定岩體內結構面分布規律。結構面分布規律即是鑒別岩體力學介質和抽象岩體力學模型的必須充分考慮的地質條件，也是進行地質超前預報的重要依據。
（10）對岩體地質工程來說，地質監控施工法有4項重要技術：①地質超前預測、預報；②岩體改造；③爆破技術；④變形監測和監控技術。這4項技術都是受地質條件控制的。
（11）地質超前預測是指施工前，設計階段的工程地質勘察工作，是對工程建設區的地質背景進行判斷預測，但它的准確度是不高的。
（12）獲取地質結構、地應力和地下水的最有效方法是邊施工邊勘察及進行施工地質超前預報。
（13）為了確保施工地質超前預報工作的兌現，應將施工地質超前預報作為施工的一道工序，納入施工程序之中。
（14）施工地質超前預報的主要工作內容有：施工掌子面地質素描、鑽進速度測試、變形監測、掌子面地下水特徵監測等。
（15）地質超前預報是在施工過程中，一般來說，預報范圍超前5～10m即可。它可以較高的准確度獲取掌子面前方地質信息，對施工進行監控，採取科學的防災措施，實現岩體工程施工科學化，減少施工事故，降低建築成本。預報內容包括：①掌子面前方地質條件預報；②成災可能性預報；③防災措施方案預報。
（16）掌子面前方地質超前預報是根據地質素描和風鑽孔測試資料，運用地質規律進行判斷，主要的地質規律有3條，即：①結構面發育規律；②地應力的地質標志；③岩體水力學規律。
（17）地質素描的主要內容為斷層、大節理、岩脈、軟弱夾層、節理密度統計、結構面閉合和充填狀況等，這些資料對確定岩體力學模型及力學參數十分重要。
（18）施工設計中應該努力尋找關鍵塊體，對易產生冒落的關鍵塊體應該採取超前防護。
（19）鑽進速度測試可利用鑽速儀，亦可通過給進把感覺獲得，它對於判斷掌子面前方平行於掌子面的破碎帶、軟弱結構面和軟弱夾層十分有用。
（20）變形監測既可以判斷施工過程中岩體穩定性用作施工安全監測，亦可通過反分析方法用作分析岩體力學參數和地應力狀況。
（21）掌子面開挖後通過變形監測或根據地質素描結果進行塊體穩定性分析，發現掌子面附近存在有不穩定岩體時，必須及時進行臨時支護。常用的支護技術有噴射混凝土和砂漿錨桿，噴射混凝土的噴層厚度要根據圍岩岩性來定，對軟弱岩體噴層厚度不能小於30cm，錨桿長度應穿過形成塊體的軟弱結構面。
（22）施工暴露的工作面上出現的地下水不僅可以判斷掌子面前方地下水狀況，亦可作為判斷地應力狀況。
（23）簡單地說，高地應力地區一般岩體滲透性很低，不出現出水現象，即有出水點時不是高地應力地區，沒有出水點時可能是高地應力地區，地下水呈線性分布時地下水的滴水線方向常常與地應力的最大主應力方向垂直。
（24）在掌子面鑽進過程中如果出現飆水現象時應該特別注意，這表明掌子面前方存在高壓地下水，有可能出現突水現象。這時不應該急於爆破掘進，而應該迅速地進行地下水壓測量，根據地下水壓測量結果及前方地質結構和地質體力學性質，判斷產生突水可能性，進行突水預報。
（25）在出現有突水可能時，應停止掘進，採取防突措施。
（26）防止突水措施有兩項技術，一種是疏干掌子面前方地下水，導洞和超前鑽孔可用作疏干掌子面前方地下水；另一種技術是灌漿增加地質體抗拉強度，一般可採取超前灌漿30m，掘進10～15m，步步為營地前進。至於一次超前灌漿多少，掘進多少，要視掌子面前方岩體材料特徵來定，即可以通過預報灌漿體作防突層厚度來確定。
（27）掘進的掌子面由軟弱岩體組成時，掌子面出水會使掌子面形不成形狀，連續產生塌方，應急的措施是疏干掌子面前方的地下水或降低掌子面前方的地下水壓力。
（28）高地應力地段容易出現岩爆或塑性變形，岩爆既可以出現在地下洞室施工中，亦可以出現在地面工程施工中。制止岩爆的方法可以採用超前向圍岩內打鑽孔，進行圍岩內應力轉移，或採用預埋錨桿防止地面岩爆。
（29）低地應力地段容易產生塌方，必要時應對掌子面前方地應力情況進行快速測量或利用地應力的地質標志進行判斷，對產生塌方地段應採取超前防治措施。
（30）施工設計中應該努力尋找應力控制點或應力集中點，施工開挖順序應該使應力集中點的應力分散，降低地應力集中程度，減少地質體中主應力差，防止地質體產生破壞，產生施工事故。
（31）岩體改造不僅是為岩體工程加固服務，有時為了易於開挖或岩體放落，也要對岩體進行弱化處理，所以岩體改造有強化處理和弱化處理。
（32）根據成災超前預報結果，對施工開挖可能出現破壞地段，必須作出防災措施方案預報。防災措施方案預報內容包括：①防止施工過程中誘發產生災害對施工提出的要求，如防止大的爆破振動，防止掌子面暴露時間過長等；②防止開挖後產生塌方、突水災害。常用的防護技術有：採取超前支護，超前疏干，超前注漿，噴錨支護等。
（33）幾乎所有的岩體工程施工過程中都要使用爆破，爆破會損傷岩體，一旦岩體被損傷就不可能復原，而變成破碎岩體，岩體質量大大下降。岩體爆破一定要根據岩體結構特徵和岩體工程要求進行設計，岩體工程施工一定要使用控制爆破，禁止使用大爆破。
（34）為了防止岩體工程失穩，最好在岩體接近極限平衡狀態時，按岩體改造原理對岩體進行加固，這是岩體加固的最佳時期；不然的話，如果岩體失穩後再採取補救措施，必然拖延工期，工程投資亦必將大大增加。
（35）岩體加固和支護必須充分利用岩體變形發展過程特徵。岩體加固支護要利用積極彈性變形和充分利用粘性變形發展的一定過程，這是岩體工程加固和支護的藝術。
（36）因為岩體具有一定的粘性，岩體工程開挖後，即使是在力學上處於不穩定狀態，它也不是立即產生破壞，其破壞需要經歷一定的變形過程，即經歷一段時間，這段時間稱為岩體自穩時間，岩體工程加固工作必須在這段時間內完成。
（37）岩體自穩時間隨岩體質量不同而不同。岩體質量愈好，自穩時間愈長；岩體質量愈差，自穩時間愈短。鐵道圍岩分類中Ⅰ～Ⅱ類圍岩，如果有地下水活動的話，則不能自穩，必須採取管棚超前支護處理再開挖；Ⅱ類圍岩無地下水活動時，自穩時間約為4～8h，甚至可長至2～3d，它主要決定於圍岩內粘性成分含量和含水情況；Ⅲ類圍岩自穩時間可長達1周至數月；Ⅳ、Ⅴ類以上圍岩，除產生塊體塌方外，一般可較長時期穩定。
（38）為了保護地質體，在地質工程施工過程中，嚴禁採用大爆破。大爆破可以加快掘進速度，但由於爆破震動使地質體遭到破壞，比進行地質體加固和推遲掘進進度帶來的損失更大，特別是接近設計境界時絕對禁止採用大爆破進行施工。
（39）對於特殊的地質體，在施工過程中應該採取特殊的保護措施，如遇到膨脹岩時，應該對新開挖出來的掌子面盡快採取封閉措施，防止風化；同時，對這種地質體盡量少擾動，擾動會增加其膨脹性。
（40）對軟弱地質體掘進時應盡量採用短進尺，快支護措施，對有水的掌子面應注意留排水孔。
（41）變形監測是監控施工的基礎工作之一，是預防岩體地質工程施工過程中產生地質災害事故和保證岩體地質工程施工安全的重要技術，它是施工人員的眼睛。根據監測結果分析，及時修改設計和及時採取防災措施。聰明的地質工程建設者都清楚這一點，但是，很多人並不認識這一點，只是在出了事故後後悔，這是不應該的。
（42）變形監測技術應力求可靠，不要片面地追求精度，簡易可行的技術往往是可靠的，可保證工程順利進展。愈是精密的儀器對環境條件要求愈是嚴格，而岩體工程現場往往滿足不了它的使用條件要求，反而弄巧成拙。
（43）為了取得位移反分析的完整資料，變形監測不僅要在施工過程中做，在施工前和後的一定時間內也應該做。這有利於資料分析，特別是位移反分析和工程質量檢查工作。
（44）位移反分析是獲取岩體力學參數的重要手段之一。位移反分析結果的可靠性，除取決於監測資料的可靠性外，更重要的是取決於岩體力學模型抽象的正確性。位移反分析不應該簡單地一律都採用連續介質力學模型，應該根據岩體結構、岩體工程結構特徵、地應力狀況及工程變形特點和經驗，選用反分析力學模型。
（45）注重變形監測結果，當日變形率小於允許日變形率時，才可以施作永久襯砌。
上列45條內容的基礎是地質，必須根據地質情況靈活運用。
『拾』 岩爆發生的斷裂力學解釋
岩爆是岩體破壞的一種形式。它是處於高應力或極限平衡狀態的岩體或地質結構體，在開挖活動的擾動下，其內部儲存的應變能瞬間釋放，造成開挖空間周圍部分岩石從母岩體中急劇、猛烈地突出或彈射出來的一種動態力學現象（郭然，2003）。隨著地下空間的開發利用及地下礦山的開采，岩爆作為一種極其嚴重的地質災害越來越引起人們的重視。如何減輕或防止岩爆的危害，成為許多國家關心的問題之一，各國為此投入了大量的人力物力進行研究，防止岩爆的發生，取得了很大的成就。
由於岩爆的復雜性，對不同類型岩爆所提出的物理機制也不相同。依據岩爆的震源機理，岩爆可概括為五種類型：應變型岩爆、彎曲破壞型岩爆、礦柱型岩爆、剪切破裂型岩爆和斷層滑移型岩爆（郭然，2003）。在金屬礦山中以應變型岩爆和剪切破裂型岩爆較為多見，而在煤礦則以彎曲破壞型岩爆和礦柱型岩爆為多，斷層滑移型岩爆則發生在斷層帶附近。不同類型的岩爆其研究方法不盡相同，由傳統的強度理論到應用斷裂力學、損傷力學，直至引入非線性科學包括突變理論和分岔理論等，這些理論從不同角度反映了岩爆的
圖9-19 斜裂紋擴展
孕育特徵。
本節將從斷裂力學角度，對岩爆的發生進行解釋。岩體通常存在大量隨機分布的裂隙或缺陷；在高地應力區的開挖，由於應力調整而形成二次應力場使圍岩中的裂紋擴展、連接以致失穩擴展。岩爆所經歷過程通常是一個由微觀裂紋擴展、連接到突發的宏觀尺度脆性斷裂過程（李廣平，1997；Dyskin A V et al.，1993）。
考慮岩體內任一裂紋，在如圖9-19所示應力作用下，當周向應力σθ增大到一定值，初始微裂紋將會平行或偏向最大主應力的方向擴展。當σr≥0時（以壓為正），初始裂紋將以穩定的方式產生分叉；隨著載荷增加，裂紋長度將相應增長，不會發生裂紋的失穩擴展。
但是對於圍岩自由表面附近的微裂紋，自由表面對裂紋擴展具有重要影響。在裂紋達到一定長度後，自由表面的存在導致裂紋非穩定擴展，從而使裂紋長度突然增長；另一方面隨著裂紋的擴展，不同的裂紋將相互連接而形成更長的裂紋，使岩體分裂形成薄片狀岩層。薄層的厚度h取決於該初始裂紋與自由表面的距離，分裂層的長度由壓應力集中區的長度決定。在壓應力σθ的作用下，此薄片狀岩層有可能發生屈曲斷裂而形成岩爆，如圖9-20所示。
圖9-20 岩爆的斷裂模型
根據Dyskin和Germanovich（1993）的分析，可求出考慮裂紋與自由表面相互作用的應力強度因子為
岩石斷裂與損傷
式中τ為裂紋面上的有效切應力，利用對偶漸進法和數值分析給出岩體不發生岩爆的條件為
岩石斷裂與損傷
當圍岩支護應力σr滿足式（9-33），則不會發生岩爆。當裂紋在圍岩表面附近沒有進行支護時（σr=0），裂紋發生失穩擴展的臨界長度為，將其代入式（9-32）中，可得到裂紋發生失穩擴展的臨界應力為
岩石斷裂與損傷
式中μ為裂紋面上的摩擦系數。由裂紋失穩擴展鏈接貫通而形成的薄片狀岩層在壓應力的作用下，滿足屈曲條件則發生宏觀脆性斷裂而形成岩爆。薄片狀岩層屈曲的臨界長度為
岩石斷裂與損傷
式中E、v為岩石的楊氏模量和泊松比。