站勘测时，钻孔岩芯成饼状由于迟后地应力的作用变
成椭圆形。黄河上游拉西瓦水电站也是高地应力地
区，由于饼状岩芯的出现和洞室开挖时高地应力的释
放，围岩失稳爆塌现象经常发生。金沙江溪落渡水电
站为玄武岩岩性，不论是大洞、小洞都有岩爆发生，
特别在洞室相互贯接部位的棱体，由于高地应力作
用，开挖出的棱体围岩尚未及时支护就发生劈裂破坏
坍塌，给施工安全造成威胁。
2 施工方法对岩爆的影响
岩爆的表现形式与隧洞开挖方式有关。在掘进
机开挖的洞段中表现形式有：(1)轻度岩爆。发生
在掘进后数日，听不见爆裂声音。(2)中度岩爆。
岩爆发生在掘进后24 h左右，常听见岩石断裂的咔
咔声，有时出现轻度的弹射。(3)中强度岩爆。中
强度岩爆埋深一般在400 m以上，伴随掘进即刻出
现闷雷式的开裂声，爆裂岩石似酥饼层层坍落，面
积宽约半个顶拱。(4)最严重的是伴随开挖出现岩
爆，掘进机掌子面出现大面积岩爆，严重影响掘进
进度。
天生桥二级水电站引水隧洞每条长度约9．6 km，
3条引水隧洞加上施工支洞长度超过30 km，掘进
机法施工断面直径10．8 m，“钻爆法”开挖断面衬
砌后直径为9．8 m，是当时国内规模最大的隧洞工
程。原施工设计方案为全部采用“钻爆法”施工。方
案修改后，洞线截弯取直，采用了“钻爆法”和掘进
机法开挖的两种施工方案，并取消3条施工支洞。
隧洞施工掘进后，遇到了各类严重的工程地质问
题，其中也包括岩爆。天生桥二级水电站引水隧洞
埋藏深度为100～800 m，在灰岩积和白云岩分布的
洞段， 当隧洞埋深大于200 m之后，频繁地出现岩
爆。随着埋深的增加，岩爆出现的频度增多，规模
增大，出现的时间也随之缩短。
“钻爆法”开挖洞段，岩爆形式反映在边墙和顶
拱，呈现倒刺状开裂，最大的坍方深度大于2 m。埋
深大于400 m洞段严重的也出现闷雷声和放炮声。隧
洞埋深在500 m以上，除了溶洞和溶蚀裂隙洞段几乎
都有不同程度的岩爆。由于洞体埋深大，属中一强岩
爆段。此外，在厂房基坑开挖中，也因高地应力作
用，出现了岩石爆裂声，伴有边坡岩层倾倒破坏，拖
延工期达8个月之久。掘进机在隧洞施工中具有快
速、隧洞成型条件好的优点，但相对于“钻爆法”施
工灵活性差，特别是遇有中强度等级以上的岩爆，掘
进机施工优点无法得到发挥，相反带来了负担或更不
利的影响。因此，岩溶地区、高地应力地区地下工程
采用掘进机施工，天生桥二级水电站工程只能说是一
个探索，为复杂条件下地下工程施工积累了宝贵的经
验或第一手资料。
3 强岩爆区洞室施工实例
锦屏二级水电站引水隧洞岩爆问题是近期国内具
有较强代表性的工程，洞体埋藏深度大于1 500 m，
岩爆问题比较突出。在施工中，既对岩爆问题有了
新的认识，也积累了岩爆频繁区隧洞施工经验。锦
屏二级水电站引水隧洞因处在大陆板块碰撞带边
缘，更是地应力集中区。高深埋层隧洞中岩爆发生
更为突出，具有明显的岩爆等级伴随增大地应力升
高而加剧的特征。埋深大于1 500 m，就有洞室岩
爆发生，埋深大于1 000 m，就有地应力回弹效应。
在砂板岩、片岩等软岩中产生蠕变洞径收缩、变
形；部分洞段进行二次扩挖，重新支护。大理岩、
条带大理岩，中、厚层状砂板岩等脆性岩体在深埋
无地下水消能条件下，围岩中存在闭合裂隙带结构
面，伴随洞体开挖，地应力集中释放，出现结构垮
塌、倒塌、滑塌，乃至爆塌。在巨厚层状深埋大理
岩体中，突发性岩爆多有气浪和巨响，爆塌更为强
烈。由于岩爆和高地应力释放，掘进机常被岩爆爆
塌的岩块、岩片卡紧，无法正常掘进，巨大的岩爆
气浪可将出渣车冲出数十米。
中强级岩爆发生在相对完整的板岩和厚层状大
理岩中，这些洞段地应力集中快，释放速度也快，
往往一次爆破后除渣时就有爆裂声，除渣后光爆孔
就因爆塌而消失。在钻孔时掌子面刚开挖出洞顶出
现爆声，时有塌顶，是施工危险性最高区段，自然
是最难防的岩爆段。在完整大理岩中的强岩爆可以
说是不可抗拒的，随着突发性巨响而爆塌弹射，同
时有巨大冲击波发生，常以等待应力释放较充分后
才进行治理，清除爆塌岩体和有针对性的加强支
护。
在中强岩石洞段，只要有地下水浸渗，岩爆就不
再发生，地下水起到了良好的消能作用。而超强岩爆
