隧道發(fā)生了巖爆,為確順利施工,結(jié)合隧道開挖對(duì)巖爆的防治經(jīng)驗(yàn),現(xiàn)對(duì)巖爆的產(chǎn)生條件特點(diǎn)以及巖爆的現(xiàn)場(chǎng)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和防護(hù)措施交底如下,請(qǐng)現(xiàn)場(chǎng)領(lǐng)工員和施工人員參考。
巖爆產(chǎn)生條件
①近代構(gòu)造活動(dòng)山體內(nèi)地應(yīng)力較高,巖體內(nèi)儲(chǔ)存著很大的應(yīng)變能。
②圍巖新鮮完整,裂隙極少或僅有隱裂隙,屬堅(jiān)硬脆性介質(zhì),能夠儲(chǔ)存能量,而其變形特性屬于脆性破壞類型,應(yīng)力解除后,回彈變形很小。
③具有足夠的上覆巖體厚度,一般均遠(yuǎn)離溝谷切割卸荷裂隙帶埋藏深度多大200m
④無(wú)地下水,巖體干燥;
⑤開挖斷面形狀不規(guī)則,造成局部應(yīng)力集中。
⑥在溶孔較多的巖層里,則一般不會(huì)發(fā)生巖爆。
巖爆的特點(diǎn)
①在未發(fā)生前,并無(wú)明顯的征兆,雖經(jīng)過(guò)仔細(xì)尋找,并無(wú)空響聲,一般認(rèn)為不會(huì)掉落石塊的地方,也會(huì)突然發(fā)生巖石爆裂聲響,石塊有時(shí)應(yīng)聲而下有時(shí)暫不墜下。
②巖爆發(fā)生的地點(diǎn)多在新開挖的工作面附近,個(gè)別的也有距新開挖工作面較遠(yuǎn),常見的巖爆部位以拱部或拱腰部位為多;巖爆在開挖后陸續(xù)出現(xiàn),多在爆破后的2~3小時(shí),24小時(shí)內(nèi)最為明顯,延續(xù)時(shí)間一般1~2個(gè)月,有的延長(zhǎng)1年以上,事前一般無(wú)明顯預(yù)兆。
③巖爆時(shí)圍巖破壞的規(guī)模,小者幾厘米厚,大者可多達(dá)幾十噸重。石塊由母巖彈出,小者形狀常呈中間厚、周邊薄、不規(guī)則的片狀脫落,脫落面多與巖壁平行。
④巖爆圍巖的破壞過(guò)程,一般新鮮堅(jiān)硬巖體均先產(chǎn)生聲響,伴隨片狀剝落的裂隙出現(xiàn),裂隙一旦貫通就產(chǎn)生剝落或彈出,屬于表部巖爆;在強(qiáng)度較低的巖體,則在離隧洞掌子面以里一定距離產(chǎn)生造成向洞內(nèi)臨空面沖擊力量最大,這種巖爆屬于深部沖型。
巖爆的現(xiàn)場(chǎng)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)
1、地形地貌地質(zhì)分析法
認(rèn)真查看其地形地貌,對(duì)該區(qū)的地形情況有一個(gè)總體的認(rèn)識(shí),在高山峽谷地區(qū),谷地為應(yīng)力高度集中區(qū),另外根據(jù)地質(zhì)報(bào)告資料初步確定輔助洞施工期間可能遇到的地應(yīng)力集中和地應(yīng)力偏大的地段。 依據(jù)地質(zhì)理論,在地殼運(yùn)動(dòng)的活動(dòng)區(qū)有較高的地應(yīng)力,在地區(qū)上升劇烈,河谷深切,剝蝕作用很強(qiáng)的地區(qū)自重應(yīng)力也較大。
2、AE法(聲發(fā)射法)
AE法主要利用巖石臨近破壞前有聲發(fā)射現(xiàn)象這一結(jié)果,通過(guò)聲波探測(cè)器對(duì)巖石內(nèi)部的情況進(jìn)行檢測(cè),該方法的基本參量是能率E和大事件數(shù)頻度N,它們?cè)谝欢ǔ潭壬戏从吵鰩r體內(nèi)部的破裂程度和應(yīng)力增長(zhǎng)速度。這種預(yù)報(bào)方法是最直接的,也是最有效的。
3、鉆屑法(巖芯餅畫法)
這種方法是通過(guò)對(duì)巖石鉆孔進(jìn)行,可在進(jìn)行超前預(yù)報(bào)鉆孔的同時(shí),對(duì)鉆出的巖屑和取出的巖芯進(jìn)行分析;對(duì)強(qiáng)度較低的巖石,根據(jù)鉆出巖屑體積大小與理論鉆孔體積大小的比值來(lái)判斷巖爆趨勢(shì)。在鉆孔過(guò)程中有時(shí)還可以獲得如爆裂聲、磨察聲和卡鉆現(xiàn)象等輔助信息來(lái)判斷巖爆發(fā)生的可能性。
4、地溫法
采用紅外線測(cè)溫儀,若地溫接近正常埋深地溫,說(shuō)明地下水滲流弱,圍巖干燥無(wú)水,則產(chǎn)生巖爆的可能性較大。 以上幾種方法在實(shí)際施工過(guò)程中要綜合應(yīng)用,相輔相成互相印證,方能對(duì)巖爆的發(fā)生進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)。
巖爆防治措施
1、改善圍巖應(yīng)力
這種方法主要是降低圍巖應(yīng)力是圍巖應(yīng)力小于圍巖強(qiáng)度,避免巖爆的發(fā)生。在施工中主要采取如下措施:
在洞身開挖爆破時(shí),采用“短進(jìn)尺、多循環(huán)”,采用光面爆破技術(shù),盡量減少對(duì)圍巖的擾動(dòng),改善圍巖應(yīng)力狀態(tài)。 選擇合適的開挖斷面形式,也可改善圍巖應(yīng)力狀態(tài)。應(yīng)力解法:通過(guò)打設(shè)超前鉆孔或在超前鉆孔中進(jìn)行松動(dòng)爆破,在圍巖內(nèi)部造成一個(gè)破壞帶,即形成一個(gè)低彈區(qū),從而使動(dòng)壁和掌子面應(yīng)力降低,使高應(yīng)力轉(zhuǎn)移至圍巖深部,施工時(shí)可在掌子面上打設(shè)5~6個(gè)超前鉆孔,深15~20m左右,既可以起到超前鉆探地質(zhì)的作用,又可以起到釋放掌子面應(yīng)力的作用。超前鉆孔的布臵形式及參數(shù)與地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)孔相同。
2、改善圍巖性質(zhì)
在施工過(guò)程中,可采取對(duì)工作面附近隧道巖壁噴水或鉆孔注水來(lái)促進(jìn)圍巖軟化,從而消除或減緩巖爆程度。但這種方法在隧道施工 中一般對(duì)隧道圍巖的穩(wěn)定有一定的影響。
3、對(duì)圍巖進(jìn)行加固
改善掌子面及1~2倍洞徑洞段內(nèi)圍巖的應(yīng)力狀態(tài),由于支護(hù)的作用不但改變了應(yīng)力大小的分布,而且還使洞壁從單維應(yīng)力狀態(tài)變?yōu)槿S應(yīng)力狀態(tài)。 擬采用的加固辦法有:錨桿和超前錨桿支護(hù)、錨噴砼支護(hù)、鋼纖維噴砼支護(hù)、鋼支撐,二次襯砌。這種方法是施工中最為常用的,因此施工過(guò)程中,在易發(fā)生巖爆的地段,要采取錨桿、超前錨桿支護(hù)、錨噴砼支護(hù)、鋼纖維噴砼支護(hù)、鋼支撐等多種支護(hù)方法有效的組合在一起來(lái)防止巖爆的發(fā)生。
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