怎么将岩爆对地质的损害减小
『壹』 岩爆，冲击地压的防治
岩爆与冲击地压有共性，亦存明显差异，因之在防治上略有不同。世界各国在问题防治中，总结了很多方法，归纳起来有:改善围岩应力、改变围岩特性，改善施工方法及防护等方面。
6.1.3.1 改善围岩应力
针对岩爆的方法如下:
(1)采用地形地貌法，地质力学分析法，确定区域应力场方向与相应应力梯度方程，合理布置地下洞室与相应结构，避免应力集中，改善洞室应力状况;
(2)喷锚支护，使围岩应力由开挖后的二维迅速回复到三维应力状态;
(3)开挖爆破时，采用短进尺，多循环的方法;
(4)改善掘挖爆破方法，改善洞室壁面糙度，减少切向作用力的影响。
针对冲击地压所采取的减压方法如下:
(1)应力解除法。在煤层围岩内，先造成一破坏带，形成一个应力释放区，使洞室与掌子面的应力降低，将高应力带转移至围岩深部，或在开采时，进行超前孔松动爆破改变煤体的应力状态;
(2)减压法。对老采空区顶板进行人工崩落，削减采空顶板与待采区顶板岩层的力学联系，减少顶板大范围来压问题;
(3)回填法。用废矿渣或煤矿石回填采空区;
(4)改变煤层强度特性减少冲击能力;
开采前对煤层采用预压注水法，使煤体湿润饱和，降低煤体强度，消除或减缓煤的冲击能力。
6.1.3.2 加固围岩
采用喷混凝土、喷锚、挂网喷锚、钢钎维喷锚、钢支撑等防止岩爆。
『贰』 如何应对地质灾害
应对地质灾害的复具体途径如下：制
1、注重防灾和减灾。防灾，就是早发现，早避让，能搬迁就尽快搬迁；减灾，就是在项目建设选址过程中进行危险性评估，避免灾害的发生。
2、遇到灾害时，应沉着冷静，迅速撤离危险地段。不要立即进入灾害区搜寻财物，以免再次发生滑坡、崩塌灾害造成人员伤亡。及时报告灾情，没有电话通讯、汽车无法通行的地区，要立即派人将灾情报告政府。
3、应把地质灾害避灾搬迁放在各类搬迁的优先位置。群众一旦搬离隐患点，这里的地灾就不会对任何人产生生命威胁，这样便是从根源上防止了地灾。
(2)怎么将岩爆对地质的损害减小扩展阅读
地质灾害的分类有：
1、滑坡：斜坡上的岩体由于某种原因在重力的作用下沿着一定的软弱面或软弱带整体向下滑动的现象。
2、崩塌：较陡的斜坡上的岩土体在重力的作用下突然脱离母体崩落、滚动堆积在坡脚的地质现象。
3、泥石流：是山区特有的一种自然现象。它是由于降水而形成的一种带大量泥沙、石块等固体物质条件的特殊洪流。识别：中游沟身长不对称，参差不齐；沟槽中构成跌水；形成多级阶地等。
4、地面塌陷：地表岩、土体在自然或人为因素作用下向下陷落，并在地面形成塌陷坑的自然现象。
『叁』 瓦斯爆炸与岩爆的防治
（一）瓦斯爆炸
瓦斯突出后，若遇有燃火点极易发生爆炸。瓦斯爆炸是煤矿的一种主要地质灾害。
1.瓦斯爆炸的危害方式
一般认为，在正常压力下，瓦斯的引火温度是650～750℃。无论明火、电火花、摩擦热生火花及火药爆破，均可点燃瓦斯与空气的混合物而引起爆炸。瓦斯爆炸或瓦斯与煤尘联合爆炸不仅出现高温，而且爆炸压力所产生的冲击破坏力也相当大。煤矿瓦斯爆炸产生的瞬间温度可达1850～2650℃，压力可达初始压力的9倍。发生瓦斯连续爆炸时，可出现很高的冲击压力。
瓦斯爆炸火焰前沿的传播速度，最大为2500m/s。当火焰前沿通过时，井下人员从皮肤到五官均可烧焦。井下设备由于爆炸的高压作用可深陷到岩石内，爆炸的冲击波还可破坏巷道、引起冒顶垮帮等其他灾害。
爆炸冲击波的传播速度最大可达2000m/s，冲击破坏力极强。在爆炸波正向冲击过程中，由于内部形成真空，压力降低，外部压力相对增大，结果空气返回后又形成反向冲击。这种反向冲击虽然速度较前者为慢，但因氧气的补充可能造成二次或多次瓦斯爆炸，其破坏力往往更大。
2.瓦斯爆炸灾害的预防措施
瓦斯积聚达到引爆浓度是发生瓦斯爆炸事故的物质基础，而引燃瓦斯的火种主要来自于管理不善，技术上的原因占少数。因而可以说，这种频率较大而严重程度极高的瓦斯爆炸灾害几乎全部是人为致灾。因此，预防瓦斯爆炸主要应从防止瓦斯积聚和杜绝引爆火种两个方面入手。
（1）防止瓦斯积聚
防止瓦斯积聚的措施主要包括如下几方面：
1）确保矿井通风。矿井通风是防止瓦斯积聚的有效预防措施，“无风不作业”是矿工们代代相传的“座右铭”。所有矿井都应实行机械通风，入风道布置单独回风道，实行分区并联通风。此外，要注意防止漏风，主要进出风巷道要密闭。通风设施要严格按标准施工。
2）及时处理积存的瓦斯。井下易于发生瓦斯积聚的地点有回采工作面上隅角、冒顶顶拱处以及采空区密闭不严的地方等。对这些地方都要及时采取相应的措施，或排、或堵，及时有效地处理瓦斯的积聚。
3）抽放瓦斯。将开采煤层或采空区中的瓦斯用钻孔或专用抽放巷道、管道、真空泵等直接抽吸到地面加以利用，变害为利。这是防止瓦斯爆炸的根本性措施之一，但这项措施往往受到煤层构造、瓦斯蕴藏量、生产强度、通风能力等因素的限制。
4）建立严格的瓦斯检查制度。每个矿井都必须建立瓦斯检查制度，配备专用仪器，定时检查巷道内的瓦斯含量，对含量超过检限的地方，要及时采取措施加以处理。
（2）杜绝瓦斯爆炸火种
杜绝瓦斯爆炸火种的措施主要包括如下几方面：
1）严禁明火。严格禁止携带烟草及点火工具下井，井下严禁使用灯泡或电炉取暖。井下和井口不准从事电焊、气焊和喷灯等焊接工作，如果必须使用，则需采取必要的安全措施。为防止摩擦生热产生火花，镐尖、手锤刃上要包上铜。
2）加强防爆电器的管理，防止电火花引燃。瓦斯矿井应选用矿用安全型、防爆型或火花型电器设备。使用过程中要经常检查维护，使其保持良好的防爆性能。
3）加强火药管理，遵守安全爆破制度。放炮前后要检查瓦斯含量，瓦斯超限时不准放炮。
4）严格管理自然发火区，注意防火，加强火区内有毒气体及瓦斯浓度的检查。
（二）岩爆
岩爆又称冲击地压，是指承受强大地压的脆性煤、矿体或岩体，在其极限平衡状态受到破坏时向自由空间突然释放能量的动力现象，是一种采矿或隧道开挖活动诱发的地震。在煤矿、金属矿和各种人工隧道中均有发生。
岩爆发生时，岩石碎块或煤块等突然从围岩中弹出，抛出的岩块大小不等，大者直径可达几米甚至几十米，小者仅几厘米或更小。大型岩爆通常伴有强烈的气浪巨响，甚至使周围的岩体发生振动。岩爆可使硐室内的采矿设备和支护设施遭受毁坏，有时还造成人员伤亡。
岩爆的防治问题虽然目前尚难彻底解决，但在实践中已摸索出一些较为有效的方法，根据开挖工程的实际情况，可采取不同的防治方法。
1.设计阶段的防治对策
1）硐轴线的选择：人们通常认为硐轴线方向应与最大主应力方向平行，以改善硐室结构的受力条件。然而，使硐室相对稳定的受力条件是围岩不产生拉应力、压应力均匀分布和切向压应力最小。在选择轴线方向时应多方面比较选择，以减少高地应力引发的不利因素。
2）硐室断面形状选择：硐室断面形状一般有圆形、椭圆形、矩形和倒U形等。当断面的宽高比等于侧压系数（λ）时，可综合考虑各种因素确定硐室断面形状。
2.施工阶段的防治对策
防治对策主要包括下面几方面：
1）超前应力解除法：在高地应力区，硐室开挖后易产生超高应力集中。为了有效地消除应力集中现象，可采取预切槽法、表面爆破诱发法和超前钻孔应力解除法等提前释放地应力。在岩爆危险地带钻浅孔进行爆破，造成围岩表部松动带，可有效防止破坏性岩爆的发生。开采煤层时，首先开采无冲击地压或冲击地压小的煤层，作为解放压力层。回采时，要用全面陷落法管理顶板，不留煤柱；对不易冒落的顶板要采用深孔爆破法或强力高压注水法强制放顶。
2）喷水或钻孔注水促进围岩软化：在硐室易发生岩爆地段，爆破后立即向工作面新出露围岩喷水，既可降尘又可缓释围岩应力。因为注水使裂纹尖端能量降低，裂纹扩张传播的可能性减小，裂纹周围的热能转为地震能的效率随之降低。从而减小剧烈爆破的危险性。
3）选择合适的开挖方式：岩爆是高压力集中的结果，因此，开挖时可采取分步开挖的方式，人为地给围岩岩体提供一定的变形空间，使其内部的高应力得以缓慢降低，从而达到预防岩爆的目的。
4）减少岩体暴露的时间和面积：在短进尺、多循环的施工作业过程中，应及时支护，以尽量减少岩体暴露的时间和面积，防止岩爆发生。
5）岩爆发生的处理措施：一旦发生岩爆，应彻底停机、待避，对岩爆的发生情况进行详细观察并如实记录，仔细检查工作面、边墙或拱顶，及时处理、加固岩爆地段。
6）合理选择围岩的支护加固措施：使开挖的硐室周边或前方掌子面的围岩岩体从单向应力状态变为三向应力状态；同时，围岩加固措施还具有防止岩体弹射和塌落的作用。主要的支护加固措施有：①喷混凝土或钢纤维喷混凝土加固；②钢筋网喷混凝土加固；③周边锚杆加固；④格栅钢架加固；⑤必要时可采取超前支护。
『肆』 从地质属性的角度对地质环境问题的分类
地质环境问题涉及众多的地质现象和地质过程，它们一方面存在形态学、动力学上的差异，另一方面某些现象和过程又往往具有地质学上的同源性和成因上的因果关系。因此，从地质属性的角度对地质环境问题进行分类是目前大多采用的办法，常见的分类方案大致有以下几种:
(一)按地质作用的类型分类
按地质作用的类型和地质现象出现的时间先后，可以将地质环境问题划分为原生地质环境问题和次生地质环境问题。
1.原生地质环境问题
原生地质环境问题是指由自然地质作用直接引起的，不利于人的地质现象和地质过程，如火山喷发、地震、滑坡、荒漠化、水土流失等。除此之外，在地质历史发展中形成的一些地质产物或不良的背景条件，如影响工程基础稳定性的淤泥质软土触变、冻土冻融、黄土湿陷、膨胀土胀缩以及导致地方病发生的水土化学组分异常等都属于原生地质环境问题。
2.次生地质环境问题
次生地质环境问题包括两类:一是人类活动导致或诱发的;二是由其他地质或非地质作用派生的不利于人的地质现象和过程。前者有地下水污染、次生盐渍化、坑道突水、岩爆及人为工程活动为诱因的滑坡、崩塌、地震等;后者指的是灾害链，如地震、洪水暴发引起的崩塌、滑坡等。
(二)按地质作用的驱动力来源分类
从地质作用、过程的驱动力来源上考虑，地质环境问题可以分为由内动力地质作用引起的地质环境问题和外动力地质作用引起的地质环境问题。前者主要包括火山喷发、地震;后者包括了除前者以外的其他所有有害的地质现象和过程。需要指出的是，在许多情况下，外动力地质作用的发生有其内动力作用的背景，如地震诱发山体的崩塌、滑坡等，所以，地壳稳定性差的地区，外动力地质作用也会十分活跃，地质环境问题发生的频率较高。
(三)按地质过程的动力学形式分类
从地质过程的动力学形式来考察，地质环境问题可以分为突发的和渐进发生的两类。前者与地质环境系统以突变的形式失稳有关，如地震、崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、坑道突水、瓦斯突出与爆炸、岩爆等;后者是地质环境系统渐变的外在表现形式，如水土流失、荒漠化、盐渍化、地面沉降、海水入侵等。
除上述分类外，也有人从地质环境系统组分相互作用的角度出发，将地质环境问题归纳为水盐失调、岩土体变形、生态退化三个方面。
『伍』 岩爆的定义和烈度分级问题
6.1.1 关于岩爆的定义
岩爆(rockburst)自1738年在英国锡矿坑道中首次发现以来，已成为地下工程中普遍关注的一种地质灾害，它被公认为是坚硬岩石在高地应力条件下产生的突发性的破裂。但至今对岩爆的定义和岩爆烈度分级尚无统一的认识和通用的标准，突出表现在对岩爆起始标准的界定依据有所差别。一些学者认为“岩石有松动的破裂，伴有轻微发自岩石的声音”，则列为“轻微岩爆活动”，持这种观点的以挪威岩爆学家B.F.Russeness为代表(1974)；我国较多的学者(如陶振宁，1988；谭以安，1988；邹成杰，1992；关宝树，1998等)则强调以“具有弹射现象”作为其与脆性破坏的区别，因而认为“无动力弹射现象的破裂不应归属岩爆，而应属于静态下的脆性破坏”(谭以安等，1988)。
从工程实践角度考虑，岩爆的界定应便于区别于围岩的其他类型的变形与破裂，如拱顶的坍落、冒落，边墙内鼓、滑落，底板隆起以及大变形等塑性流动变形等。岩爆以其突发性的破裂(爆裂)和特有的破裂形式区别于后者。
无论是硐室开挖过程中的岩爆现象(参见二郎山岩爆实录)和室内的岩石力学试验研究(参见6.2节)，均显示岩爆就其破裂机制而言，是一种岩石自身弹性应变能释放造成的破裂或爆裂，爆裂以后可以不同方式脱离母体。因而对这种现象就其力学机制而言可定义为：
地下硐室处在一定原始应力状态下的围岩，在硐室开挖过程中，围岩因开挖卸荷引起周边应力分异，造成岩石内部破裂和弹性应变能的释放引起的突然脆性破裂，称之为岩爆。
爆裂造成的岩块，可以爆裂松动∙∙、爆裂脱落∙∙、爆裂弹射∙∙和爆裂抛掷∙∙等方式脱离母体。其方式、初速度和规模的大小与爆裂时的破裂机制及释放能量的大小和波及的深度有关。(详见6.5节)。
6.1.2 岩爆烈度分级
二郎山隧道设计中采用的是三级分类方案(表6-1)。但施工实践中感到其不便于具体操作，为此结合二郎山工程实践，拟定了新的分级方案(RMS)。
表6-1 二郎山隧道设计采用的岩爆烈度分级方案Tab.6-1 Rock burst intensity grades applied to Erlangshan tunnel design
注：σHmax为最大水平主应力。 (据交通部第一公路勘测设计院，1996)
6.1.2.1 岩爆烈度分级原则、依据
岩爆烈度分级主要考虑了以下原则和依据。
6.1.2.1.1 以爆裂松动脱落为起始状态，以爆裂抛掷为终极状态
爆裂松动大体相当于挪威拉森斯(R.F.Russenes，1974)分级中的1级，即轻微岩爆活动。应该指出，某些学者将有明显弹射现象和声响作为1级，实际上在具体描述时，将1级的破坏方式和过程描述为“劈裂成板……脱离母体，产生射落∙∙”(谭以安方案中的Ⅰ级弱岩爆)，未用弹射∙∙两字。在实际工作中，个别脱落的岩块也容易被人忽视或识别，因而要以此作为岩爆的判据标准，操作起来难度较大。但已破裂的岩块和残留的痕迹，往往可作为围岩破裂机制的直接证据。因而将爆裂松动或脱落作为起点，无论从岩爆力学机制和工程实践角度来看都是较为适宜的。
岩爆的另一极端状态则是爆裂抛掷，它会造成地下硐室摧毁性破坏。
6.1.2.1.2 便于确定合理的工程防治措施
各分类方案中，轻微岩爆(拉森斯方案)或弱岩爆(谭以安方案)将破坏程度定为轻微、不损坏机械设备。而岩爆的极端状态(如谭以安方案的极强岩爆，Ⅳ级)则是摧毁性的。在这两个极端状态之间，如果只有一种中间状态，显然不利于工程措施的合理设计。从这一点考虑，谭以安的4级分级方案是较为合理的。因此，本方案中也采用了4级划分原则。
6.1.2.1.3 分级依据应尽量便于实际操作
分级中突出在现场容易判别的标志，这样有利于施工、监理、设计和地质人员在现场取得共识及时制定对策。
6.1.2.1.4 岩爆分级与岩石变形破裂发展阶段对照
本方案中的4级划分可以与岩石在三向应力条件下变形破坏全过程加以对照。尽管硐室开挖对硐室围岩是一个卸荷过程，然而硐壁附近岩体将引起法向应力降低和切向应力增高的应力分异过程。因而这一部分岩体的应力状态与低(或无)围压条件下轴向应力增高这一三向应力状态相当。有关这方面对照的详细论证，详见6.5节。
6.1.2.2 二郎山公路隧道岩爆烈度分级方案(RMS)
根据以上分级原则和依据，提出了表6-2所示的二郎山公路隧道岩爆烈度分级方案(RMS)。该方案已被工程主管部门四川省交通厅高管局和施工单位等采纳应用，并取得了良好效果。
表6-2 二郎山公路隧道岩爆烈度分级方案(RMS)Tab.6-2 Rock burst intensity grades applied to Erlangshan tunnel construction(RMS)
注：h为破坏波及深度(m)；B为硐径或跨度(m)；σθmax为硐壁最大切向应力(MPa)。
RMS方案虽然是针对二郎山公路隧道提出的，但其有关分级原则、分级依据的探讨具有普遍意义，并且已经历了该工程实践的检验，实际可操作性良好，可供类似地下工程实践参考。
6.1.3 岩爆分级烈度方案对比
现将二郎山岩爆烈度分级方案(RMS)与国内外已有方案进行对比(表6-3)，便于在工程实际中相互印证和应用。
表6-3 国内外岩爆烈度分级方案对比表Tab.6-3 Rock burst intensity grades in China and abroad
① J为焦耳，代表岩爆释放的能量；②Wet为岩爆倾向性指数(详见6.3.2)。
『陆』 隧道岩爆的预测要点有哪些
1、地质预报：当隧道埋深较大时，每一开挖循环结束后，进行一次地质调查，绘制开挖工作面的地质素描图和地质展示图，根据地质调查结果，进行地质预报。
2、岩体二次应力场现场测试：采用钻孔应力解除和应力恢复测试方法，分段对洞壁及掌子面现场测定围岩表层岩体二次应力场。同时进行现场岩石点荷载强度试验，利用洞壁切向应力洞壁岩石单轴抗压强度Rb来预报岩爆和判定等级。
『柒』 发生地质灾害怎么办
地质灾害：自然的变异和人为的作用都可能导致地质环境或地质体发生变化，当这种变化达到一定程度、其产生的后果便给人类和社会造成危害，称为地质灾害，如崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、地面沉降、地面塌陷、岩爆、坑道突水、突泥、突瓦斯、煤层自然、黄土湿陷、岩土膨胀、砂土液化，土地冻融、水土流失、土地沙漠化及沼泽化、土壤盐碱化，以及地震、火山、地热害等。
1、当遇滑坡发生时，应该怎么办？
1）当处在滑坡体上时，首先应保持冷静，不能慌乱。慌乱不仅浪费时间，而且极可能做出错误的决定。要迅速环顾四周，向较为安全的地段撤离。一般除高速滑坡外，只要行动迅速，都有可能跑离危险区段。跑离时，以向两侧跑为最佳方向。在向下滑动的山坡中，向上或向下跑是很危险的。当遇无法跑离的高速滑坡时，更不能慌乱，在一定条件下，如滑坡呈整体滑动时，原地不动，或抱住大树等物，不失为一种有效的自救措施。
2）当处于非滑坡区，而发现可疑的滑坡活动时，应立即报告邻近的村、乡、县等有关政府或单位。国土资源部门应立即组织有关政府、单位、部队、专家及当地群众参加抢险救灾活动。
2、若遇泥石流发生时应该怎么办？
1）当处于泥石流区时，应迅速向泥石流沟两侧跑离，切记不能顺沟向上或向下跑动。一般粘性泥石流比稀性泥石流容易躲离和得生。前面所提的即为在粘性泥石流中得生的典型实例。而当处于非泥石流区时，则应立即报告该泥石流沟下游可能波及（影响）到的村、乡、镇、县或工矿企业单位，密切注视泥石流的变化发展趋势。
2）有关政府部门应立即组织有政府、单位（村、乡、镇）、专家及当地群众参加的抢险救灾活动。
3）拟定并实施应急措施（或计划）。包括加强管理泥石流沟及下游沟谷。比如：酌情限制车辆和行人通行；组织危险区群众迅速撤离等。
4）密切注视该泥石流灾害可能引发某种生命线工程（如水库）铁路、公路、发电厂、通讯设施、电台、渠道等）的次生灾害甚至第三次灾害。如火灾、洪水、中断交通、爆炸、房屋倒塌等。
5）建立观测站（网）进行长期动态监测，掌握灾情的变化发展趋势，并作出决断。特别要注意泥石流具有阵发性、间歇性等特点。
3、怎样避免和防止人为因素导致滑坡和崩塌？
1）加强预先勘察，防患于未然。避免或禁止的斜坡上修建路坝、厂矿、建筑物，设堆积场等使斜坡“加载”的工程；或在斜坡下部修路障、挖沟切坡、挖洞采矿等削弱“抗滑能力”的工程；以及大量爆破等诱发滑坡的活动。在施工以前要首先对场地进行勘察，弄清斜坡的稳定情况。若发现场地斜坡稳定条件差，或者正好碰上老滑坡体，则最好避免在这种场地上施工。若无法避开，那么在施工前必须对该斜坡进行彻底加固治理，以免留下后患。
2）合理选择施工方法和施工时间，以免破坏斜坡的稳定性。例如开挖工程，应该挖一段砌筑加固一段。若大面积开挖而不加防护，便将大大降低斜坡稳定性，可能会造成滑坡或崩塌。雨季中，由于水的影响，斜坡的自然稳定性比旱季差。因此，在稳定性较差的斜坡上施工，应该选择在雨季前施工和完工，以避开雨季的影响。
3）及时治理不稳定斜坡。在施工期间或工程、建筑物运营后，若发现场地斜坡有不稳定迹象，要及时查明原因并进行整治，控制其发展。
4）要严禁无规划、不合理地向斜坡引流、排泄地表水及地下水和生产、生活废水，也要防止坡体上蓄水池、渠道等输水、蓄水设施向坡体渗漏，并严禁在稳定性差、裂隙发育的斜坡上进行农业灌溉。
5）严禁在山坡上不合理地开荒造田、乱砍滥伐、破坏山坡保护层。
6）政府部门应根据当地的实际情况，制定一套科学合理的保护自然的法规，用法律的手段督促人们保护大自然，一切按自然规律办事，这样便可防止或避免灾害的发生。
4、当被洪水围困时如何避险？
安排家人向屋顶转移，并稳定好他们的情绪；想办法发出呼救信号，与外界取得联系，以便得到及时救援；利用竹木等漂浮物将家人护送漂移至附近的高大建筑物上或较安全的地方。
一、灾害前有哪些征兆？
地质灾害发生前有以下自然现象:堵塞多年的泉水复活，或出现泉水(井水)突然干枯、井水水位突变、水色突然浑浊或翻砂、冒气等异常现象；动、植物异常，如蛇挡道，蚯蚓上路乱窜，蚂蚁成群结队携幼搬迁上树，猪、狗、牛、羊、鸡等惶恐不安、不入窝圈不入睡，老鼠乱窜，植物形态发生变化，如树木枯萎或歪斜等现象。
崩塌灾害发生的前兆特征有:山坡前缘时有掉块、坠落现象，小崩小塌不断发生；山坡脚部出现新的破裂形迹，可嗅到异常气味；偶尔听见岩石的撕裂、摩擦错碎的声音；出现热气、冷气、地下水质、水量等异常。
滑坡灾害发生的前兆特征有:滑坡前缘出现横向及纵向放射状裂缝，前缘土体出现隆起现象；滑体后缘裂缝急剧加长加宽，新裂缝不断产生，滑体后部快速下坐，四周岩土体出现松驰，不时有小型坍滑现象出现；滑带岩土体因摩擦错动发出声响，并从裂缝中冒出热气或冷风；滑体上如有长期位移观测资料，临滑前，无论是水平位移量还是垂直位移量，均会出现加速变化的趋势。
泥石流灾害发生的前兆特征有:山谷中传出轰鸣声，主河流水位上涨或正常流水突然中断。另外，长期降雨或突降暴雨无征兆也要注意防范泥石流。
二、灾害发生后怎么自救？
1.不要立即进入灾区搜寻财物，以免再次发生滑坡、崩塌
当滑坡、崩塌发生后，后山斜坡并未立即稳定下来，仍不时发生崩石、滑坍，甚至还会继续发生较大规模的滑坡、崩塌。因此，不要立即进入灾害区去挖掘和搜寻财物。
2.立即派人将灾情报告给政府
偏远山区地质灾害发生后，道路、通讯毁坏，无法与外界沟通，应该尽快派人将灾情向政府报告，以便开展救援。
3. 迅速组织村民查看是否还有滑坡、崩塌发生的危险
灾害后，在专业队伍未到达之前，应该迅速组织力量巡查滑坡、崩塌斜坡区和周围是否还存在较大的危岩体和滑坡隐患，并迅速划定危险区，禁止人员进入。
4.查看天气，收听广播，收看电视，关注是否还有暴雨
根据多年的经验，并注意收听广播、收看电视，了解近期是否还会有发生暴雨的可能。如果还有暴雨，应该尽快对临时居住的地区进行巡查，制订防灾应急预案，安排专门人员时刻监视斜坡和沟谷情况，避免新的灾害发生。
5.有组织搜寻附近受伤和被困人员
撤离灾害地段后，要迅速清点人员，了解伤亡情况。对于失踪人员要尽快组织人员进行搜寻。
『捌』 岩爆形成机理与防治
6.3.3.1 卸荷与温差耦合的反应力衍生波子力的岩爆机理
在三维主压应力处于平衡状态的大山岩体中挖掘水平洞室，形成向洞轴心向的卸荷，岩体除产生卸荷弹性恢复性变形，并产生应力自适应性调整，与自护能力，形成自然平衡拱，处于新的平衡状态。由前节判据可知，σθ这一最大主压力，仅为岩体强度的1/3，τθr强度亦仅为岩体τ值的2/5，均不足以造成岩体破坏。岩体自身的强度和能量能充分维持自身稳定。依据岩爆突发性动力破坏现象，从动量原理考虑，这一较大冲量必然是一匿动力所形成。这一匿动力，不应属正向压应力，应是一反应力。从隧洞掘进过程中掌子面熵情变化中可判断，因地温本身呈梯度性升高，加上掘进刻切所做功，部分能以热的形式耗散，引起岩体与掌子面气温的升高，采用通风喷水以降温除尘，造成岩体表里温差，形成由表向里的温差拉应力，这是洞室应力自适应调整后的附加拉应力值，使σr呈负向增长，当-σr达岩体σt强度时，岩体产生脆断性拉张破坏，在脆断能量释放过程中，产生新生的波子力，形成新生的动应力，如式(1.22)，σd=vp2πfAMPa，式中vp(纵波波速)，f(振波频率)A(振幅)这是添加在反应力拉张上的很大冲量，形成突发性动力破坏。
由反应力的拉伸力加波子力的形成机理说明岩爆主要是突发性拉张破坏，这与岩爆碎片所展示的形态一致，因拉张中，受侧向限制，因而周边又显力偶性的张剪破坏特性。剪切破坏型，应属特有地质背景条件。多发性的中强岩爆，应为岩爆加卸荷松弛崩落。岩爆后，破坏了岩体的适应平衡条件，未获及时有效加固处理，因岩性稍弱和存有不利结构面形成一定松弛范围，在拉应力加重力的联合作用下，对两侧形成张剪性偶力，造成岩体张剪破裂与崩坍，形成巨大声响，与初期岩爆产生机理稍有差异，这一现象早作分析与有效处理，则可避免。
6.3.3.2 发生岩爆的必须条件
(1)岩石坚硬完整均一性好。若岩体为有缺陷的不连续体，在洞室岩体达自适应调整后，匿动力所形成冲量，将在围岩形变中耗散，造成非连续面的位移，而不能产生新的破裂，不能衍生波子力。形不成大的动力冲量。
(2)具必须的熵情条件，大山区的水平隧洞，随隧洞向山体深部掘进，则地温在常温带之后，呈一定地温梯度增加，但地温等高线不仅受山体高度影响，亦受深切沟谷的深度影响，不是随山体地形起伏，而是稍平缓的起伏曲线，表明受深切沟谷侧面的吸放热的温度影响特性，故隧洞可能沿同一地温高程掘进，不会形成大的起伏，但垂直山体掘进总的趋向会逐渐升高。在高山区于深部开挖洞室，在成洞卸载后，上部岩体重力较大，洞室围岩体因卸荷失去原有平衡态而产生岩石质点的振荡，质点振荡所形成的功，以热的形式而耗散，所以高山区洞室掌子面的温度较高，须通风和喷水降温除尘，熵情变化大，会产生大的反应力，所以对岩温水温气温与其变化须重视掌握，才有利于对岩爆情况的掌握与研究。
6.3.3.3 岩爆的防治
明确岩爆形成机理，则防治应有明确针对性
(1)作好区域内宏微地质力学的分析研究，掌握成岩建造与构造改造对岩体所形成的缺陷与损伤，了解历次构造作用的主应力场方向与转换情况，现在的主应力场方向，从地形演变预测现在应力情况与相应的应力梯度方程，预测区内断裂破碎带，节理密集带分布与等距性展布的变化等特性。
(2)根据预估或掌握所测试的地应力成果，研究天然应力场中在洞室开挖后岩体自适应调整所形成的σr、σθ值，与岩体强度比，以掌握其安全度的大小。
(3)充分利用岩体强度与自护能力，加强对洞室围岩的保护，遇围岩岩性强度较低或有软弱夹层与不利的结构面，须及时加强与加固。从天生桥Ⅱ级水电站Ⅰ与Ⅱ号引水洞中两次岩爆松弛坍落类型的事例说明，采用超前占孔，在将要掘进的洞室围岩范围，作小爆破或作水力破裂，使岩体产生破损，形成一应力释放环带，可能没有帮助，也可能加重危害。
(4)控制和减小反应力滋生的强度。至山体一定深度，掌子面的气温增高，烟尘较浓，须进行通风喷水，以除尘降温，保障一定合适的施工环境是必须的措施，但因之形成围岩体表里的温差，产生向洞室轴心的拉应力，破坏了洞室围岩自适应调整的平衡条件，当拉应力超过岩体抗拉强度时，就要产生拉裂破坏，所以，应尽可能控制反应力的强度。显然在洞壁向围岩喷撒冷水降低表面岩体温度是不当措施，不是岩爆减弱而增加其发生频率，煤矿防冲击压，进行顶板爆裂割切以减少顶板来压，注水以减煤岩能量的措施，是针对其形成机理采取的措施，岩爆与煤爆其形成机理是明显不同的，采用拿来的方法不当。
(5)防衍生大的波子力的发生，由于客观因素与保障生产时的施工所必须的条件，无法避免出现反应力，则应采取喷锚措施，避免岩体出现拉裂破坏形成波子冲击力，减少破裂物体所受冲量。明确喷混凝土层所能承受的岩体中拉应力所形成的压力，对洞室围岩的松弛范围作相应深度锚固，即可防治岩爆发生。
在洞室松弛变形垮坍过程中，经过渐进破坏，破坏时亦产生波子力，波子力冲击使破坏范围扩大，亦产生较大分贝的声响，但其形成机理与破坏形式有差异，不能称为岩爆。
『玖』 岩体地质工程施工问题
现在来简要地谈谈地质监控施工法基本内容，扼要地说，地质监控施工法的基本内容可用下面45条表述：
（1）岩体地质工程是地质工程的一种类型，它和其他类型地质工程一样，是严格地受地质条件控制的。地质工程的基础理论是地质控制论，岩体地质工程的基础理论也是地质控制论。
（2）在地质控制论指导下进行地质工程建筑的施工方法称为地质监控施工法。地质监控施工法是岩体地质工程建筑的基本方法，岩体地质工程设计和施工都必须运用这一方法作指导。
（3）岩体地质工程施工既是按图施工，又是工程地质勘察的继续。施工前的设计只是方案设计，在施工过程中应该根据新取得的资料和认识及时修改设计。按图施工不是目的，确保建成的工程安全稳定投入运用才是目的。
（4）岩体地质工程施工设计必须运用岩体力学理论做指导进行分析判断，修改施工设计。
（5）岩体力学是为岩体地质工程建设服务的，岩体力学为岩体地质工程建设服务不是仅靠岩体力学计算分析，而最重要的是靠正确和准确的岩体力学概念和经验判断，岩体力学和岩体地质工程工作者必须正确和准确地掌握岩体力学概念。
（6）为了进行岩体力学分析，在岩体地质工程施工设计前必须获取岩体结构、地应力、地下水和岩体力学参数，并以此为依据进行岩体稳定性力学分析，修改施工设计。
（7）在进行岩体地质工程力学分析时，必须在准确地查清工程岩体的工程地质条件，准确地判断岩体力学介质和正确地抽象给定岩体力学模型，准确地取得工程岩体力学性质指标基础上，正确地选用岩体力学分析方法进行分析才能给出比较符合实际的结果。
（8）岩体力学分析不能仅考虑岩体自然条件，还必须把岩体改造措施加进力学模型内一起考虑，否则力学分析结果是不符合实际的。
（9）判断岩体力学模型时，除了要正确地判断岩体力学介质和岩体工程结构外，还必须正确判定岩体内结构面分布规律。结构面分布规律即是鉴别岩体力学介质和抽象岩体力学模型的必须充分考虑的地质条件，也是进行地质超前预报的重要依据。
（10）对岩体地质工程来说，地质监控施工法有4项重要技术：①地质超前预测、预报；②岩体改造；③爆破技术；④变形监测和监控技术。这4项技术都是受地质条件控制的。
（11）地质超前预测是指施工前，设计阶段的工程地质勘察工作，是对工程建设区的地质背景进行判断预测，但它的准确度是不高的。
（12）获取地质结构、地应力和地下水的最有效方法是边施工边勘察及进行施工地质超前预报。
（13）为了确保施工地质超前预报工作的兑现，应将施工地质超前预报作为施工的一道工序，纳入施工程序之中。
（14）施工地质超前预报的主要工作内容有：施工掌子面地质素描、钻进速度测试、变形监测、掌子面地下水特征监测等。
（15）地质超前预报是在施工过程中，一般来说，预报范围超前5～10m即可。它可以较高的准确度获取掌子面前方地质信息，对施工进行监控，采取科学的防灾措施，实现岩体工程施工科学化，减少施工事故，降低建筑成本。预报内容包括：①掌子面前方地质条件预报；②成灾可能性预报；③防灾措施方案预报。
（16）掌子面前方地质超前预报是根据地质素描和风钻孔测试资料，运用地质规律进行判断，主要的地质规律有3条，即：①结构面发育规律；②地应力的地质标志；③岩体水力学规律。
（17）地质素描的主要内容为断层、大节理、岩脉、软弱夹层、节理密度统计、结构面闭合和充填状况等，这些资料对确定岩体力学模型及力学参数十分重要。
（18）施工设计中应该努力寻找关键块体，对易产生冒落的关键块体应该采取超前防护。
（19）钻进速度测试可利用钻速仪，亦可通过给进把感觉获得，它对于判断掌子面前方平行于掌子面的破碎带、软弱结构面和软弱夹层十分有用。
（20）变形监测既可以判断施工过程中岩体稳定性用作施工安全监测，亦可通过反分析方法用作分析岩体力学参数和地应力状况。
（21）掌子面开挖后通过变形监测或根据地质素描结果进行块体稳定性分析，发现掌子面附近存在有不稳定岩体时，必须及时进行临时支护。常用的支护技术有喷射混凝土和砂浆锚杆，喷射混凝土的喷层厚度要根据围岩岩性来定，对软弱岩体喷层厚度不能小于30cm，锚杆长度应穿过形成块体的软弱结构面。
（22）施工暴露的工作面上出现的地下水不仅可以判断掌子面前方地下水状况，亦可作为判断地应力状况。
（23）简单地说，高地应力地区一般岩体渗透性很低，不出现出水现象，即有出水点时不是高地应力地区，没有出水点时可能是高地应力地区，地下水呈线性分布时地下水的滴水线方向常常与地应力的最大主应力方向垂直。
（24）在掌子面钻进过程中如果出现飙水现象时应该特别注意，这表明掌子面前方存在高压地下水，有可能出现突水现象。这时不应该急于爆破掘进，而应该迅速地进行地下水压测量，根据地下水压测量结果及前方地质结构和地质体力学性质，判断产生突水可能性，进行突水预报。
（25）在出现有突水可能时，应停止掘进，采取防突措施。
（26）防止突水措施有两项技术，一种是疏干掌子面前方地下水，导洞和超前钻孔可用作疏干掌子面前方地下水；另一种技术是灌浆增加地质体抗拉强度，一般可采取超前灌浆30m，掘进10～15m，步步为营地前进。至于一次超前灌浆多少，掘进多少，要视掌子面前方岩体材料特征来定，即可以通过预报灌浆体作防突层厚度来确定。
（27）掘进的掌子面由软弱岩体组成时，掌子面出水会使掌子面形不成形状，连续产生塌方，应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压力。
（28）高地应力地段容易出现岩爆或塑性变形，岩爆既可以出现在地下洞室施工中，亦可以出现在地面工程施工中。制止岩爆的方法可以采用超前向围岩内打钻孔，进行围岩内应力转移，或采用预埋锚杆防止地面岩爆。
（29）低地应力地段容易产生塌方，必要时应对掌子面前方地应力情况进行快速测量或利用地应力的地质标志进行判断，对产生塌方地段应采取超前防治措施。
（30）施工设计中应该努力寻找应力控制点或应力集中点，施工开挖顺序应该使应力集中点的应力分散，降低地应力集中程度，减少地质体中主应力差，防止地质体产生破坏，产生施工事故。
（31）岩体改造不仅是为岩体工程加固服务，有时为了易于开挖或岩体放落，也要对岩体进行弱化处理，所以岩体改造有强化处理和弱化处理。
（32）根据成灾超前预报结果，对施工开挖可能出现破坏地段，必须作出防灾措施方案预报。防灾措施方案预报内容包括：①防止施工过程中诱发产生灾害对施工提出的要求，如防止大的爆破振动，防止掌子面暴露时间过长等；②防止开挖后产生塌方、突水灾害。常用的防护技术有：采取超前支护，超前疏干，超前注浆，喷锚支护等。
（33）几乎所有的岩体工程施工过程中都要使用爆破，爆破会损伤岩体，一旦岩体被损伤就不可能复原，而变成破碎岩体，岩体质量大大下降。岩体爆破一定要根据岩体结构特征和岩体工程要求进行设计，岩体工程施工一定要使用控制爆破，禁止使用大爆破。
（34）为了防止岩体工程失稳，最好在岩体接近极限平衡状态时，按岩体改造原理对岩体进行加固，这是岩体加固的最佳时期；不然的话，如果岩体失稳后再采取补救措施，必然拖延工期，工程投资亦必将大大增加。
（35）岩体加固和支护必须充分利用岩体变形发展过程特征。岩体加固支护要利用积极弹性变形和充分利用粘性变形发展的一定过程，这是岩体工程加固和支护的艺术。
（36）因为岩体具有一定的粘性，岩体工程开挖后，即使是在力学上处于不稳定状态，它也不是立即产生破坏，其破坏需要经历一定的变形过程，即经历一段时间，这段时间称为岩体自稳时间，岩体工程加固工作必须在这段时间内完成。
（37）岩体自稳时间随岩体质量不同而不同。岩体质量愈好，自稳时间愈长；岩体质量愈差，自稳时间愈短。铁道围岩分类中Ⅰ～Ⅱ类围岩，如果有地下水活动的话，则不能自稳，必须采取管棚超前支护处理再开挖；Ⅱ类围岩无地下水活动时，自稳时间约为4～8h，甚至可长至2～3d，它主要决定于围岩内粘性成分含量和含水情况；Ⅲ类围岩自稳时间可长达1周至数月；Ⅳ、Ⅴ类以上围岩，除产生块体塌方外，一般可较长时期稳定。
（38）为了保护地质体，在地质工程施工过程中，严禁采用大爆破。大爆破可以加快掘进速度，但由于爆破震动使地质体遭到破坏，比进行地质体加固和推迟掘进进度带来的损失更大，特别是接近设计境界时绝对禁止采用大爆破进行施工。
（39）对于特殊的地质体，在施工过程中应该采取特殊的保护措施，如遇到膨胀岩时，应该对新开挖出来的掌子面尽快采取封闭措施，防止风化；同时，对这种地质体尽量少扰动，扰动会增加其膨胀性。
（40）对软弱地质体掘进时应尽量采用短进尺，快支护措施，对有水的掌子面应注意留排水孔。
（41）变形监测是监控施工的基础工作之一，是预防岩体地质工程施工过程中产生地质灾害事故和保证岩体地质工程施工安全的重要技术，它是施工人员的眼睛。根据监测结果分析，及时修改设计和及时采取防灾措施。聪明的地质工程建设者都清楚这一点，但是，很多人并不认识这一点，只是在出了事故后后悔，这是不应该的。
（42）变形监测技术应力求可靠，不要片面地追求精度，简易可行的技术往往是可靠的，可保证工程顺利进展。愈是精密的仪器对环境条件要求愈是严格，而岩体工程现场往往满足不了它的使用条件要求，反而弄巧成拙。
（43）为了取得位移反分析的完整资料，变形监测不仅要在施工过程中做，在施工前和后的一定时间内也应该做。这有利于资料分析，特别是位移反分析和工程质量检查工作。
（44）位移反分析是获取岩体力学参数的重要手段之一。位移反分析结果的可靠性，除取决于监测资料的可靠性外，更重要的是取决于岩体力学模型抽象的正确性。位移反分析不应该简单地一律都采用连续介质力学模型，应该根据岩体结构、岩体工程结构特征、地应力状况及工程变形特点和经验，选用反分析力学模型。
（45）注重变形监测结果，当日变形率小于允许日变形率时，才可以施作永久衬砌。
上列45条内容的基础是地质，必须根据地质情况灵活运用。
『拾』 岩爆发生的断裂力学解释
岩爆是岩体破坏的一种形式。它是处于高应力或极限平衡状态的岩体或地质结构体，在开挖活动的扰动下，其内部储存的应变能瞬间释放，造成开挖空间周围部分岩石从母岩体中急剧、猛烈地突出或弹射出来的一种动态力学现象（郭然，2003）。随着地下空间的开发利用及地下矿山的开采，岩爆作为一种极其严重的地质灾害越来越引起人们的重视。如何减轻或防止岩爆的危害，成为许多国家关心的问题之一，各国为此投入了大量的人力物力进行研究，防止岩爆的发生，取得了很大的成就。
由于岩爆的复杂性，对不同类型岩爆所提出的物理机制也不相同。依据岩爆的震源机理，岩爆可概括为五种类型：应变型岩爆、弯曲破坏型岩爆、矿柱型岩爆、剪切破裂型岩爆和断层滑移型岩爆（郭然，2003）。在金属矿山中以应变型岩爆和剪切破裂型岩爆较为多见，而在煤矿则以弯曲破坏型岩爆和矿柱型岩爆为多，断层滑移型岩爆则发生在断层带附近。不同类型的岩爆其研究方法不尽相同，由传统的强度理论到应用断裂力学、损伤力学，直至引入非线性科学包括突变理论和分岔理论等，这些理论从不同角度反映了岩爆的
图9-19 斜裂纹扩展
孕育特征。
本节将从断裂力学角度，对岩爆的发生进行解释。岩体通常存在大量随机分布的裂隙或缺陷；在高地应力区的开挖，由于应力调整而形成二次应力场使围岩中的裂纹扩展、连接以致失稳扩展。岩爆所经历过程通常是一个由微观裂纹扩展、连接到突发的宏观尺度脆性断裂过程（李广平，1997；Dyskin A V et al.，1993）。
考虑岩体内任一裂纹，在如图9-19所示应力作用下，当周向应力σθ增大到一定值，初始微裂纹将会平行或偏向最大主应力的方向扩展。当σr≥0时（以压为正），初始裂纹将以稳定的方式产生分叉；随着载荷增加，裂纹长度将相应增长，不会发生裂纹的失稳扩展。
但是对于围岩自由表面附近的微裂纹，自由表面对裂纹扩展具有重要影响。在裂纹达到一定长度后，自由表面的存在导致裂纹非稳定扩展，从而使裂纹长度突然增长；另一方面随着裂纹的扩展，不同的裂纹将相互连接而形成更长的裂纹，使岩体分裂形成薄片状岩层。薄层的厚度h取决于该初始裂纹与自由表面的距离，分裂层的长度由压应力集中区的长度决定。在压应力σθ的作用下，此薄片状岩层有可能发生屈曲断裂而形成岩爆，如图9-20所示。
图9-20 岩爆的断裂模型
根据Dyskin和Germanovich（1993）的分析，可求出考虑裂纹与自由表面相互作用的应力强度因子为
岩石断裂与损伤
式中τ为裂纹面上的有效切应力，利用对偶渐进法和数值分析给出岩体不发生岩爆的条件为
岩石断裂与损伤
当围岩支护应力σr满足式（9-33），则不会发生岩爆。当裂纹在围岩表面附近没有进行支护时（σr=0），裂纹发生失稳扩展的临界长度为，将其代入式（9-32）中，可得到裂纹发生失稳扩展的临界应力为
岩石断裂与损伤
式中μ为裂纹面上的摩擦系数。由裂纹失稳扩展链接贯通而形成的薄片状岩层在压应力的作用下，满足屈曲条件则发生宏观脆性断裂而形成岩爆。薄片状岩层屈曲的临界长度为
岩石断裂与损伤
式中E、v为岩石的杨氏模量和泊松比。