表1 岩体初始地应力的分级
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应力分级 |
最大主应力量级σm（MPa） |
岩石强度应力比(Rb/σm) |
主要现象 |
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极高地应力 |
σm≥40 |
<2 |
硬质岩：开挖过程中时有岩爆发生，有岩块弹出，洞壁岩体发生剥离，新生裂缝多；基坑有剥离现象，成形性差；钻孔岩芯多有饼化现象。 软质岩：钻孔岩芯有饼化现象，开挖过程中洞壁岩体有剥离，位移极为显著，甚至发生大位移，持续时间长，不易成洞；基坑岩体发生卸荷回弹，出现显著隆起或剥离，不易成形。 |
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高 地 应 力 |
20≤σm<40 |
2～4 |
硬质岩：开挖过程中可能出现岩爆，洞壁岩体有剥离和掉块现象，新生裂缝较多；基坑时有剥离现象，成形性一般尚好；钻孔岩芯时有饼化现象。 软质岩：钻孔岩芯有饼化现象，开挖过程中洞壁岩体位移显著，持续时间较长，成洞性差；基坑发生有隆起现象，成形性较差。 |
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中等地应力 |
10≤σm<20 |
4～7 |
硬质岩：开挖过程洞壁岩体局部有剥离和掉块现象，成洞性尚好；基坑局部有剥离现象，成形性尚好。 软质岩：开挖过程中洞壁岩体局部有位移，成洞性尚好；基坑局部有隆起现象，成形性一般尚好。 |
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低地应力 |
σm<10 |
＞7 |
无上述现象。 |
注：表中Rb——岩石饱和单轴抗压强度（MPa）；σm——最大主应力（MPa）
表2 岩爆烈度分级
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岩爆分级 |
主要现象 |
岩爆判别 |
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临界埋深（m） |
岩石强度应力比Rb/σm |
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轻微岩爆 |
围岩表层有爆裂脱落、剥离现象，内部有噼啪、撕裂声，人耳偶然可听到，无弹射现象；主要表现为洞顶的劈裂-松脱破坏和侧壁的劈裂-松胀、隆起等。岩爆零星间断发生，影响深度小于0.5m；对施工影响较小。 |
H≥Hcr |
4～7 |
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中等岩爆 |
围岩爆裂脱落、剥离现象较严重，有少量弹射，破坏范围明显。有似雷管爆破的清脆爆裂声，人耳常可听到围岩内的岩石的撕裂声；有一定持续时间，影响深度0.5～1m；对施工有一定影响。 |
2～4 |
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强烈岩爆 |
围岩大片爆裂脱落，出现强烈弹射，发生岩块的抛射及岩粉喷射现象；有似爆破的爆裂声，声响强烈；持续时间长，并向围岩深度发展，破坏范围和块度大，影响深度1～3m；对施工影响大。 |
1～2 |
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极强岩爆 |
围岩大片严重爆裂，大块岩片出现剧烈弹射，震动强烈，有似炮弹、闷雷声，声响剧烈；迅速向围岩深部发展，破坏范围和块度大，影响深度大于3m；严重影响工程施工。 |
<1 |
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说明：本表适用于完整-较完整的中硬、坚硬岩体，且无地下水活动的地段。表中H—地下洞室埋深（m）。
Hcr=0.318Rb（1-μ）/ （3-4μ）γ
式中：Hcr—临界埋深，即发生岩爆的最小埋深（m）；
Rb—岩石饱和单轴抗压强度（MPa）；
μ—岩石泊松比；
γ—岩石重力密度（10kN/m3）。
岩爆是一种应变能释放引发岩体发生破坏的一种地质灾害。多发生在埋藏深、整体、干燥和地质坚硬的岩层中。在隧道开挖时围岩形成新的临空面,初始应力由原来的三向应力状态变为两向应力状态,并在开挖壁面上局部应力集中,若局部应力达到某一临界应力时,岩爆就发生了。因而产生爆裂松脱、剥落、弹射甚至抛掷现象的一种动力失稳地质灾害。冯建军描述了二郎山隧道岩爆特征：岩爆声响既发生在掌子面也发生在岩体内部,轻微岩爆的声响较为清脆,可听到“啪、啪”“嘎、嘎”的声响,强烈岩爆段所发出的声响较为沉闷,像“澎、澎”的声音并夹有“啪、啪”声。Ⅰ级岩爆表现为爆裂脱落型，破坏形式为劈裂破坏与剪切破坏两种；Ⅱ级岩爆表现为弹射现象。岩爆爆坑大多数呈“锅底”形,坑边沿多为阶梯形。强烈岩爆段爆坑多为“V”形。新鲜破裂为主,少数沿原有裂隙面。爆落岩块多呈不规则的棱块状,也有呈中间厚边缘薄的椭圆状。断裂带两侧或软弱结构面附近往往形成局部应力集中区,故两侧硬岩中岩爆现象发生,而断层带部位一般不发生岩爆。岩爆区段一般较为干燥,有地下水出露的地方无岩爆产生。二滩水电站洞室开挖中的岩爆可以认为,岩爆的潜能是开挖时由应力重分布所产生,而被大台阶爆破和地震所触发。徐林生对国内外岩爆研究现状综述表层零星间断爆裂松动、剥落。万姜林描述太平骚水电站引水隧洞的岩爆：从爆落的岩石尺寸和形状看有块、板、片和碎屑状几种, 岩块和岩板尺寸较大一般可达几十厘米至, 有一至两组平行破裂面, 其余一组破裂面呈刀刃状岩片一般尺寸较小, 呈中间厚、周边薄, 断口参差不齐。从岩爆坑的断面形状看, 有直角形、阶梯形和锅状。杨天俊描述拉西瓦水电站地下硐室岩爆现象：板状剥皮、片状剥落,断层带附近岩体存在板状劈裂现象。
这里简单介绍一下靠近三大洞室的进厂交通洞发生岩爆的情况。2008年1月21号晚8点左右，进场交通洞在桩号0+095～0+070m段围岩发生较大的爆裂声音，类似放炮，并在已喷锚支护部位出现张开裂缝、错位及伴随混凝土掉块发生。现场地质人员对该段进行现场查勘发现：开裂缝沿桩号0+095m右拱肩部位向上游延伸至桩号0+070m拱脚部位，裂缝张开宽度0.5～3cm左右，开裂方向基本沿洞轴线和顺轴线结构面方向（轴线近EW、顺轴线结构面N80°～85°E/SE∠80°～85°）。同时向现场人员了解周围洞室开挖放炮情况，发现该段围岩开裂声音并不与周围洞室开挖放炮同步发生，因此推断周围洞室开挖爆破影响较小，推测可能是地应力造成的岩爆现象。
2号引水隧洞下平段靠近主厂房上游边墙一侧，顶拱左侧即靠河谷侧发生轻微岩爆，表现为薄片状岩体沿新鲜破坏面崩落，这是典型的高应力控制的围岩破坏现象。与河流方向近平行的洞室，在靠河谷一侧发生应力集中导致的劈裂、崩落等轻微岩爆现象在尾水洞扩散段、3号引水隧洞下平段、进厂交通洞以及过坝交通洞等完整性较好的块状结构岩体中也有出现，多属于轻微-中等岩爆。
总的说来，过坝交通洞、进场交通洞、尾水洞、尾调室、主变室、厂房上1支洞、右岸导流洞都曾发生轻微岩爆现象，地下洞室中发生轻微-中等岩爆现象基本上都在玄武岩体中，集块熔岩表现不明显，分析主要是与集块熔岩整体性较好有关。对岩爆的预防，在开挖过程中可采用“短进尺、多循环”的掘进方法，并利用光面爆破技术，尽量降低应力集中的发生，改善围岩应力状态。开挖后对开挖面多进行喷水，降低围岩应力；在已开挖的洞壁进行支护加固，其中包括随机锚杆的支护以及系统锚杆挂网喷混凝土支护；对已形成的危岩体进行清除后再进行支护的措施，确保的施工安全和洞壁的稳定；对于严重部位应采取超前打孔释放应力。另外应加强施工中的安全监测工作，通过围岩收敛监测、锚杆应力计及多点变位计监测等原型观测的手段，来预测岩爆发生的可能性，从而指导开挖和支护施工，确保安全。
