岩爆发生机理及防治措施
隧道施工中的岩爆与地震灾害防控技术

隧道施工中的岩爆与地震灾害防控技术引言:随着城市化进程的加速,隧道工程在城市交通建设中扮演着至关重要的角色。
然而,隧道施工中常常会遭遇到岩爆与地震这两类灾害,给工程施工和施工人员的安全带来严峻的挑战。
因此,如何有效地预防和控制这些灾害,成为了隧道工程建设中亟待解决的问题。
本文将就隧道施工中的岩爆与地震灾害防控技术进行探讨。
一、岩爆灾害的发生机理岩爆是指在岩石开挖或加载受力过程中,岩体内部的压力超过了其极限承载力,导致岩石突然破裂并释放能量的现象。
岩爆灾害常常发生在岩石质量较差、构造活跃的地区,特别是在高压水源附近。
岩体的应力集中、物理力学性质差异等因素都会成为岩爆发生的催化剂。
此外,隧道工程施工中的震动和冲击也可能导致岩爆的发生。
二、岩爆灾害的预防与控制技术为了预防和控制岩爆灾害的发生,隧道工程中可以采用多种技术手段。
首先是合理的隧道设计。
隧道设计应该充分考虑地质条件、岩体力学性质等因素,对高风险区域进行合理的定位和设计,减少岩爆的潜在风险。
其次是采用先进的检测技术。
通过在施工现场进行岩体光弹性监测、应力监测等手段,及时了解岩体的力学状态,可以提前预警和控制岩爆的发生。
此外,在施工中采取安全措施也是关键。
例如,使用喷射混凝土和锚杆支护等的加固方式,增强隧道的稳定性和抵抗岩爆的能力。
三、地震灾害的发生机理地震是地球地壳发生快速释放能量的自然现象,其能够引起严重的破坏和损失。
在隧道施工中,地震灾害也是一个必须要面临的挑战。
地震灾害的发生机理与岩爆类似,均与地质构造和应力状态有关。
当地质构造发生变动时,形成断裂带,地震会在断裂带上由一个地点传播到另一个地点,并以波动的形式向外传播。
四、地震灾害的预防与控制技术为了预防和控制地震灾害对隧道施工的影响,科学的设计和施工是非常重要的。
首先是选址与设计。
在选址过程中,应避免选择地震活跃区域或构造复杂的地质条件。
在设计过程中,要考虑地震荷载的影响,并采取相应的抗震设计措施,如增加隧道的抗震能力和合理布置支护结构。
岩爆的预防及处理

仅供参考[整理] 安全管理文书岩爆的预防及处理日期:__________________单位:__________________第1 页共7 页岩爆的预防及处理(1)岩爆产生条件①近代构造活动山体内地应力较高,岩体内储存着很大的应变能;②围岩新鲜完整,裂隙极少或仅有隐裂隙,属坚硬脆性介质,能够储存能量,而其变形特性属于脆性破坏类型,应力解除后,回弹变形很小;③具有足够的上覆岩体厚度,一般均远离沟谷切割的卸荷裂隙带,埋藏深度多大于200m;④无地下水,岩体干燥;⑤开挖断面形状不规则,造成局部应力集中。
⑥在溶孔较多的岩层里,则一般不会发生岩爆。
(2)岩爆的特点隧洞内的岩爆一般具有以下特点:①在未发生前,并无明显的征兆,虽经过仔细寻找,并无空响声,一般认为不会掉落石块的地方,也会突然发生岩石爆裂声响,石块有时应声而下,有时暂不坠下。
②岩爆发生的地点多在新开挖的工作面附近,个别的也有距新开挖工作面较远,常见的岩爆部位以拱部或拱腰部位为多;岩爆在开挖后陆续出现,多在爆破后的2~3小时,24小时内最为明显,延续时间一般1~2个月,有的延长1年以上,事前一般无明显预兆。
③岩爆时围岩破坏的规模,小者几厘米厚,大者可多达几十吨重。
石块由母岩弹出,小者形状常呈中间厚、周边薄、不规则的片状脱落,脱落面多与岩壁平行。
④岩爆围岩的破坏过程,一般新鲜坚硬岩体均先产生声响,伴随片第 2 页共 7 页状剥落的裂隙出现,裂隙一旦贯通就产生剥落或弹出,属于表部岩爆;在强度较低的岩体,则在离隧洞掌子面以里一定距离产生,造成向洞内临空面冲击力量最大,这种岩爆属于深部冲击型。
(3)岩爆的现场预测预报①地形地貌分析法及地质分析法认真查看其地形地貌,对该区的地形情况有一个总体的认识,在高山峡谷地区,谷地为应力高度集中区,另外根据地质报告资料初步确定辅助洞施工期间可能遇到的地应力集中和地应力偏大的地段。
依据地质理论,在地壳运动的活动区有较高的地应力,在地区上升剧烈,河谷深切,剥蚀作用很强的地区,自重应力也较大。
最新岩爆发生的机理分析及防治措施综述

岩爆发生的机理分析及防治措施综述岩爆发生的机理分析及防治措施综述摘要:深部洞室的岩爆已成为水利、隧道、深部采矿工程建设的突出问题。
近年来,我国在深部采矿,隧道开挖等工程领域快速发展,由于工程经验相对较少,且多数理论研究成果很难解释岩爆的发生机理,因此对岩爆的发生机理及防治措施研究显得尤为重要和迫切。
通过介绍已有的岩爆发生机理,比较现有的岩爆发生机理,指出各岩爆机理的优缺点,并提出需要改进的部分,并对相关的隧洞工程总结有效的防治措施。
最后结合当前的研究现状提出几点见解,以期为岩爆区的工程设计、施工建设提供有益参考。
关键词:岩爆;地应力;应变能;隧洞;断裂力学E-mail:ambitiousxjfeng@引言自1738年在英国锡矿坑道中首次发现岩爆现象以来,各国在深部地下工程中的岩爆现象越来越多,这与人类不断向深部开采资源,发展地下空间的活动密切相关。
岩爆作为一种人类地下深部工程活动的产物,其定义众多,目前尚未有统一的认识。
广泛被接受的定义:在高地应力深部地下洞室中,脆性岩石卸荷造成存储的应变能突然释放,使洞室围岩出现崩落,甚至弹射并伴随爆裂声的一种动力失稳现象[1]。
岩爆的发生会给工程造成巨大的损失,严重的情况会造成大型机械设备的损坏以及人员的伤亡,因此对深部岩石的岩爆现象研究显得特别重要。
随着矿山、水利水电、铁路公路交通隧道等工程向深部发展,岩爆作为一种地质灾害现象,其发生越来越频繁。
[2]岩爆作为一种复杂的深部地下工程活动现象,其发生原因受多种因素的影响,因此对岩爆形成的机理研究以及准确预测显得特别困难。
为解决当前我国深部地下工程活动中的地质灾害问题,需要对岩爆发生的力学机理,物理现象做深入的研究,结合室内试验,现场试验以及现场检测对其发生的时间,发生的强度、烈度做进一步精确的预测。
我国自1933年在抚顺胜利煤矿报道岩爆事故以来,已记载了大量的工程岩爆事故,特别近几年来,随着我国不断向深部地下空间发展,岩爆现象发生频繁。
岩爆的防治措施

岩爆的防治措施1. 引言岩爆是一种在地下工程施工过程中常见的地质灾害,其危害性非常大。
岩爆不仅会对工程造成严重破坏,还会对施工人员的生命安全构成威胁。
因此,采取有效的防治措施对于避免岩爆事故的发生至关重要。
本文将介绍几种常见的岩爆防治措施,以期为相关从业人员提供一些指导。
2. 岩爆的原因分析岩爆是由于地下岩体中的应力破坏引起的,通常是因为以下原因导致: - 地下岩体突破了其自身的强度极限; - 岩体中存在应力聚集的区域,导致应力差异过大;- 岩体中存在结构面、节理面等弱面,导致岩体易于破裂; - 岩体受到了地下水的侵蚀和压力的作用。
3. 岩爆防治措施3.1 预处理措施在地下工程施工前,可以采取一些预处理措施来减少岩爆的发生概率。
主要包括: - 对岩体进行详细的地质调查和钻探勘察,了解岩体的性质、结构和应力状况,以便采取有针对性的防治措施; - 对可能存在岩爆危险的地段进行实测应力和压力监测,及时掌握岩体的变化情况; - 对有裂隙和弱面的岩体,可以进行钻孔注浆、喷浆固结等加固措施,以增强岩体的稳定性。
3.2 预防措施在地下工程施工过程中,可以采取一些预防措施来降低岩爆的发生概率。
主要包括: - 控制挖掘的进度和规模,避免一次性挖掘过大面积,以减少岩体的失稳概率; - 采用合理的支护措施,如钢支撑、锚杆支护、喷射混凝土衬砌等,加固岩体,提高其稳定性; - 当发现岩体出现塌方迹象时,立即停止施工,进行紧急处理; -加强安全管理,确保施工人员遵守安全规范,佩戴个人防护装备,提高安全意识。
3.3 应急处理措施当发生岩爆事故时,需要采取一些应急处理措施,以最大程度地减少事故损失。
主要包括: - 立即通知相关部门和人员,启动事故应急预案,组织人员进行事故救援; - 疏散施工人员,确保他们的生命安全; - 采取措施控制事故扩大范围,如封堵破裂裂隙、切断供电、断开燃气等; - 进行紧急支护和修复工作,保护事故现场的施工设备和周边建筑; - 对事故原因进行调查和分析,总结教训,完善防治措施。
岩爆的预防及处理

岩爆的预防及处理岩爆(rockburst)是岩石工程中常见的一种灾害,指在开采过程中岩石突然破裂、碎裂、甚至爆炸的现象。
岩爆既威胁着矿工的生命安全,也对矿山设备和工程结构造成严重的损坏。
为了预防和处理岩爆,需要采取一系列措施,本文将从目前的研究成果和实际应用出发,从预防、诊断到处理进行分析和论述。
一、岩爆的预防1. 了解岩石状况岩石的力学性质和变形特征是岩爆的直接因素,此外还受到地质构造、地应力、介质性质等多种因素的影响。
通过对矿山的地质、地球物理、地应力、地震活动等数据的调查和分析,可以给出矿山岩石的性质及变形响应规律,进而预测和评估矿山出现岩爆的可能性。
2. 选择合适的开采工艺开采工艺的选择直接影响开采面的形成和稳定性。
传统的采矿技术一般采用爆破矿石的方法,这种方法会导致岩层破碎、应力集中,从而对矿山产生威胁。
现代开采技术中提倡非爆破技术,如钻孔拱形控制、梁片法、裂缝注浆等技术,能够保持岩体的完整性,使地质应力不易集中,降低岩爆的发生概率。
3. 建立预警监测系统组建岩爆预警监测系统有助于及早了解岩爆危险程度,防范和减轻岩爆事故的损失。
监测系统应包括固定监测点和移动监测仪器,如震动仪、位移仪、应变计、温度计等,采取实时监测、在线数据处理并及时报警和预测预警方式。
这样可以使采矿员及时采取相应措施,降低岩爆事故的风险。
二、岩爆的诊断1. 进行边坡观察边坡岩体坍落常常是岩爆的开始,早期通过观察岩体表面变形和颜色的变化,发现陡峭的岩壁和混沌不清的草地、烟雾等特征,能够提早发现岩爆的可能性,进行防范和治理措施。
2. 实施地震勘测地震勘测是一种较为常见的岩爆诊断方法,可以通过岩层测震、岩石波速测试等手段,对矿山的地震活动情况进行评估和判断,并根据实时数据调整矿场挖掘方案。
3. 进行地应力测试地应力测量能够测定矿山中的地应力分布特征,为评估矿山开采面和仓面稳定性提供数据支持,提供决策依据,对预防岩爆、保障矿工生命和财产安全具有重要作用。
矿山岩爆与灾害防治

监测与预警技术的发展趋势
智能化
利用人工智能、大数据等技术提高监测和预警的智能化水平,提 高预警的准确性和实时性。
多方法融合
将多种监测方法进行融合,综合分析各种数据,提高预警的准确 性和可靠性。
远程化
利用无线网络和云计算等技术实现远程监控和预警,提高预警的 及时性和有效性。
04
矿山灾害防治措施
预防措施
保护矿产资源
资源可持续利用
矿产资源是宝贵的国家资产,岩爆等 灾害不仅会破坏矿体,还会影响矿产 资源的可持续开采和利用。有效的灾 害防治措施能够减少资源损失,确保 矿产资源的可持续利用。
提高采矿效率
稳定的作业环境是提高采矿效率的基 础。通过防治矿山灾害,可以创造更 加安全、稳定的作业环境,进而提高 采矿效率和企业经济效益。
中国山西某煤矿的岩爆防治
采用综合防治措施,包括加强地质勘查、优化采掘方案、强化安全监管等,有效降低了岩爆发生的概 率。
案例分析的启示与借鉴意义
重视地质勘查
在矿山设计和开采前,应充分了解地质构造和岩体应力分布情况, 为预防岩爆提供科学依据。
强化安全监管
建立健全矿山安全监管体系,加强日常巡查和监测,及时发现和处 置岩爆隐患。
在确保安全的前提下,组织人员对灾害现场进行清理,寻找并救 助失踪和受困人员。
灾后评估与重建
对灾害造成的损失进行评估,制定灾后重建计划,包括修复受损设 施、重建采掘工作面等。
完善矿山安全管理体系
针对灾害发生的原因和暴露出的安全管理漏洞,完善矿山安全管理 体系,提高灾害防治水平。
05
典型案例分析
国内外典型岩爆灾害案例
矿山岩爆与灾害防治
汇报人:可编辑 2023-12-31
岩爆_精品文档

岩爆引言:岩爆是一种地质现象,指的是岩石在地下岩层中受到强大的压力作用,导致岩石破裂和破碎,释放出巨大的能量。
岩爆通常发生在地质活跃的地区,如火山地区和地震带,对周围环境和人类活动都有着重大影响。
本文将介绍岩爆的形成机制、危害和防治措施。
一、岩爆的形成机制1. 岩层压力:岩爆的形成首先是由于地下岩石层受到强大的压力作用。
岩层压力可以来自于地壳运动、地下水位的降低、地震等因素。
当岩石受到压力时,原本稳定的岩石结构会发生破裂。
2. 岩层脆化:岩石在受到压力作用后,会发生脆化现象,即由韧性变为脆性。
这是因为岩石内部存在微小裂隙或断层,在外力作用下,这些裂隙会扩展并连通,使岩石变得脆弱而易于破裂。
3. 岩层释放:当岩石脆性破裂后,岩层中储存的能量会得到释放。
这种能量释放通常以剧烈的爆炸形式表现出来,产生巨大的冲击波和喷射物。
这些冲击波和喷射物能够对周围环境造成严重破坏。
二、岩爆的危害1. 破坏性巨大:岩爆释放的能量巨大,能够造成巨大的物理破坏。
它通常会导致附近建筑物的倒塌、道路的崩塌和地表的起伏不平。
对于火山地区而言,岩爆还可能引发火山喷发,进一步加剧破坏程度。
2. 人员伤亡:岩爆发生时,会产生大量的碎片和颗粒物,并产生强烈的冲击波。
这些碎片和冲击波对人体构成严重威胁,可能造成伤亡和重伤。
在活跃地质区域居住或开展作业的人员需要特别注意岩爆的风险。
3. 失去资源:岩爆破坏了地下岩石层,导致资源的损失。
例如,在矿山开采过程中,岩爆可能导致矿石的丧失,造成经济损失。
对于火山地区而言,岩爆还会摧毁周围的农田和森林,使人们失去生计和收入来源。
三、岩爆的防治措施1. 地质勘探:在规划和建设前,对地质条件进行充分的勘探是关键。
通过对地下岩层的详细调查和分析,可以评估岩爆的潜在风险,制定相应的预防措施,避免岩爆的发生。
2. 工程设计:在建筑物和基础设施的设计中,应考虑到岩爆的风险因素。
合理选择建筑材料和结构设计,提高抗岩爆能力,减少损失。
浅析引起岩爆的若干因素及岩爆的防治措施

浅析引起岩爆的若干因素及岩爆的防治措施
浅析引起岩爆的若干因素及岩爆的防治措施
岩爆是围岩在高地应力场条件下所产生的岩片(块)飞射抛散,以及洞壁片状剥落等动力破坏现象.岩爆是地下工程施工的一大地质灾害,由于它的破坏性很大,常常给施工安全、岩体及建筑物的稳定性带来很多的问题,甚至会造成重大工程事故.目前,地下工程岩爆问题引起了国内外的普遍关注.本文主要论述了岩爆发生的若干影响因素及防治岩爆的一些具体措施.
作者:李田田王志坚肖占作者单位:中国矿业大学建筑工程学院,江苏,徐州,221008 刊名:中国西部科技英文刊名:SCIENCE AND TECHNOLOGY OF WEST CHINA 年,卷(期):2009 8(17) 分类号:P9 关键词:岩爆影响因素防治措施。
分析隧道工程中岩爆的防治措施

分析隧道工程中岩爆的防治措施1岩爆的机理在进行岩爆机理的研究过程中,中外专家没有得到共识,所以笔者从两方面上进行分析,这两方面主要是静力学理论和动力学理论。
1.1静力学理论在进行隧道施工的过程中,遇到高地应力或者是硬脆性的环境,其稳定性趋于失衡的时候,会导致岩爆的形成,主要指的是切应力无限接近于围岩的压缩强度,在进行隧道的施工中,经常会用这一点用作判断的依据。
(1)强度理论观点这里所说的强度理论观点主要是指围岩承受过大的应力,在过大应力的作用下失稳的一种状态,这个现象可以运用格里菲斯的理论进行解释,同时也可以运用摩尔—库伦准则进行相应的解释。
(2)能量学观点从能量学的角度来进行考虑,岩爆的发生主要是围岩中聚集了太多的能量,当承受不住的时候,产生了释放,也就说其弹性应变能的释放,对于弹性应变能,进行判断的依据主要是弹性应变的指数。
(3)断裂以及损伤理论针对岩体的材质而言,比较容易出现裂缝以及损伤,而岩爆的出现与这一点也是有着密切的关系,所以早已存在的小断面也较容易出现岩爆。
1.2动力学理论动力学理论主要是指通过人为开挖而出现的一种地质灾害,并不是自然灾害,在进行开挖的过程中,由于每个围岩的环境不一样,所以出现的情况也不一样。
在进行钻爆法进行开挖的过程中,要运用各炮层的顺序进行起爆以及周边眼起爆之后进行开挖,与此同时,瞬间的大幅卸载以及岩爆事件的本身也会产生一种叠加效应,其中最为显著的是处于一种双向受压和一侧临空的情况,有巨大破坏潜力的扰动,这样,围岩就非常容易发生变动,这些应力的波动会随着环境的变动而不断的恶化,一旦受到外界的刺激,就会发生大规模瞬间的动力扩展,围岩失稳,这点就是围岩的动力学理论机制。
2岩爆的防治与应对2.1隧道岩爆的预测岩爆主要是基于高应力的条件下出现的一种破裂现象,所以可以根据所开发地段的地应力进行相应的评估,在实际的评估过程中,可以运用的理论比较多,主要可以分为两种方法,一种是理论法,这种方法是经过长时间的理论基础沉积下来的,例如应力判据法和脆性指标法等。
煤矿开采的岩爆灾害控制与防治

美国在矿山岩爆灾害防治方面也有很多成功的实践经验,例如采用先进的监测预警系统、加强矿山地 质勘查、提高采场设计等。
成功防治岩爆灾害的案例介绍
山西焦质勘查、优化采场设 计、采用先进的监测预警系统等措施,成功 地预防和控制了岩爆灾害的发生,保障了矿 工的生命安全和企业的正常生产。
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推广岩爆灾害防治知识 和技术,提高整体防治 水平。
制定应急预案和救援措施
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根据矿区实际情况制定针对性 的应急预案。
建立快速反应的救援队伍,配 备先进救援设备。
加强与地方政府的沟通协调, 确保救援资源得到有效利用。
定期组织应急演练,提高矿工 应对突发事件的能力。
推进科技创新和研发
加强岩爆灾害防治科研工作,提高防治技术水平。 鼓励企业与科研机构合作,共同推进科技创新和研发。
引进国内外先进的岩爆灾害防治技术和设备。
加大对岩爆灾害防治科研项目的投入,提高科研成果的 转化率。
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案例分析与实践经验
国内典型煤矿岩爆灾害案例分析
山西焦煤集团某煤矿
该煤矿在开采过程中遭遇了严重的岩爆灾害,造成人员伤亡和设备损失。通过分析灾害发生的原因,总结了岩爆 灾害的特点和预防措施。
煤矿开采的岩爆灾害控制与防治
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目录
• 岩爆灾害概述 • 岩爆灾害的监测与预警 • 岩爆灾害的控制措施 • 岩爆灾害的防治策略 • 案例分析与实践经验
01
岩爆灾害概述
岩爆灾害的定义与特征
定义
岩爆灾害是指煤矿开采过程中, 由于岩体应力集中而引发的岩石 破裂、崩塌等破坏现象。
实时监测和反馈控制
岩爆的预防及处理范文

岩爆的预防及处理范文岩爆是指在地下工程中,由于地下岩体的不稳定性引起的爆炸性崩塌现象。
岩爆的发生对人员和设备都会带来巨大的威胁和损失,因此岩爆的预防和处理非常重要。
本文将从岩爆的原因、预防措施和处理方法等方面进行详细论述。
一、岩爆的原因岩爆的发生与以下几个因素有关:1. 岩石力学性质:岩石的力学性质是岩爆发生的主要原因之一。
岩石的强度、固结度、岩体结构等都会影响岩爆的发生。
2. 地下水位和水压:地下水位和水压的波动也是岩爆发生的重要因素之一。
地下水会使岩体中的岩层饱和,降低其强度,进而导致岩体的不稳定性增加。
3. 工程挖掘:地下工程的开挖也会引发岩爆。
工程挖掘过程中,存在爆破和机械冲击等施工活动,这些活动会对岩体进行破坏和削弱,导致岩爆的发生。
二、岩爆的预防措施为了防止岩爆事件的发生,采取以下措施是至关重要的:1. 岩体勘察和评估:在进行地下工程之前,必须对岩体进行全面的勘察和评估。
通过对岩石的强度、固结度、岩体结构等进行评估,可以判断岩体的稳定性,从而采取相应的防护措施。
2. 合理的施工方案:在进行地下工程施工时,必须制定合理的施工方案。
合理的施工方案包括针对不同岩体条件的施工方法、使用合适的爆破参数等。
3. 悉心的支护设计:选择合适的支护材料和支护方式对岩体进行加固,是预防岩爆的重要环节。
合适的支护设计可以增加岩体的稳定性,减少岩爆的发生。
4. 及时的检测和监测:对地下岩体进行及时的检测和监测可以发现岩体变形和破坏的迹象,从而提前采取措施,防止岩爆的发生。
5. 健全的管理制度:完善的管理制度是预防岩爆的基础。
建立健全的地下工程安全管理制度,并进行严格的监督和检查,可以有效减少岩爆事件的发生。
三、岩爆的处理方法当岩爆事件发生时,需要采取以下处理方法:1. 保护人员安全:岩爆事件发生后,首要任务是保护人员的安全。
立即组织人员疏散,并做好相关救援工作,确保人员的生命安全。
2. 抢险和救援:在岩爆事件发生后,需要尽快组织人员进行抢险和救援工作。
隧道施工中的岩爆预防与处理方法

隧道施工中的岩爆预防与处理方法一、引言隧道施工过程中,岩爆是一种常见的地质灾害现象。
岩爆不仅会对施工工作造成严重的影响,还会对人员的安全造成威胁。
因此,在隧道施工中预防和处理岩爆问题显得尤为重要。
本文将介绍隧道施工中岩爆的预防与处理方法。
二、岩爆的原因分析岩爆是指岩石在受到应力作用下,由于松散结构、裂纹和应力集中等因素,发生突然破裂和剥落的现象。
在隧道施工中,岩爆通常是由以下几个原因引起的:1.地应力超限:地下深处的岩石受到的应力很大,当超过其抗压强度时,就会发生岩爆。
2.岩石结构松散:某些岩层本身就具有较高的松散性,容易发生破裂和剥落,进而引发岩爆。
3.应力集中:隧道施工过程中,往往会存在一些不规则的空洞、深层土体破裂等情况。
这些情况会导致岩爆发生的几率大大增加。
以上是岩爆发生的主要原因,了解这些原因对我们制定预防和处理措施非常重要。
三、岩爆预防方法为了有效预防岩爆的发生,我们可以采取以下措施:1.地质勘察:在隧道施工前进行详细的地质勘察工作,了解各种岩石的特性、组成和力学性质。
这将有助于我们预测岩爆的可能性,并制定相应的预防措施。
2.合理的钻探技术:在隧道施工过程中,应采用合理的钻孔技术,确保岩石的质量和结构稳定。
同时,选择合适的钻孔方向和钻孔距离,避免造成应力集中。
3.加固支护:在施工过程中,采用适当的加固支护措施,如钢筋混凝土衬砌、锚杆支护等,可以有效地提高岩壁的稳定性,减少岩爆的风险。
4.合理的爆破方案:合理的爆破方案非常重要,可以减少爆破产生的冲击波和震动,减轻岩石的破坏程度,降低岩爆的发生几率。
以上是岩爆预防的一些常用方法,通过这些措施的综合应用,可以最大限度地减少岩爆的发生。
四、岩爆处理方法当岩爆发生时,我们需要迅速采取适当的处理措施,以保障施工人员的安全和隧道工程的顺利进行。
以下是一些常用的岩爆处理方法:1.疏导通风:及时清理岩石碎片和尘土,确保通风畅通。
同时,组织专业人员进行空气质量检测,确保施工人员的呼吸道安全。
岩爆形成条件、预测预报与防治

岩爆形成条件、预测预报与防治岩爆是高地应力条件下地下工程开挖过程中,硬脆性围岩因开挖卸荷导致洞壁应力分异, 储存于岩体中的弹性应变能突然释放, 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。
它直接威胁施工人员、设备的安全, 影响工程进度, 已成为世界性的地下工程难题之一。
一、岩爆形成机理分析综合分析岩爆形成机理,可从内因和外因两个方面解释岩爆。
在高地应力区开挖硐室、围岩岩体结构、水文地质条件、地质构造和地形地貌可以构成岩爆形成的内因。
从外因方面来说,硐室开挖施工和钻爆发施工、地震也可以诱发岩爆。
1、高地应力形成岩爆的必要要件是应变能储集, 其力学条件满足: 原岩处于高地应力环境和洞室开挖后形成二次应力高度集中。
(1)原岩初始高地应力环境根据勘察资料显示, R c/σmax值为2. 1~7. 0, 达到高应力和极高应力水平, 具备了岩爆形成的条件之一。
式中: R c-岩石饱和抗压强度(MP a); σmax-垂直于隧洞轴线方向的最大初始应力(MP a)。
(2)洞室开挖后形成二次应力高度集中在高及极高应力区开挖隧洞, 必将扰动原岩的初始应力状态,破坏隧洞周围岩体初始应力平衡, 从而导致应力重新分布。
当重新分布的围岩应力超过岩爆临界应力, 则产生岩爆。
(3)岩爆发生在洞室围岩内dσ3/ (σ1-σ3)正增长期增长很快的那一范围d σ3/ (σ1- σ3)越高,越易引起岩爆,因为高的dσ3/ (σ1-σ3)抑制了围岩静态破坏与位移,dσ3/ (σ1-σ3)亦可理解为高应力区中σ3的变化,它与岩爆的关系是:在一定应力环境中,围岩内高应力环境(高的σ1-σ3)中最高σ3部位(可直观判读)最容易引起岩爆。
2、围岩岩体结构(1)在深层岩浆岩或片理、片麻理不发育的变质岩中发生的岩爆往往强烈程度较大,使得岩片(块)常呈弹射状抛出。
而在片理、片麻理发育的变质岩中发生的岩爆则往往强烈程度较小,主要为劈裂或剥落形式。
岩爆的成因及防治措施

岩爆的成因及防治措施岩爆是高地应力区的地下工程在开挖过程中或开挖完毕后,由于弹性变形能的瞬间释放而产生爆裂、松脱、剥落、弹射甚至抛掷现象的一种动力失稳地质现象。
岩爆是地下工程施工的一大地质灾害,由于它的破坏性很大,常常给施工安全、岩体及建筑物的稳定带来很多的问题,甚至会造成重大工程事故。
本文将岩爆发生的若干因素及其防治措施作一些讨论。
标签:岩爆影响因素防治措施1引言随着世界经济的发展,人类对各种矿产资源、能源的需求日益增加,且越来越多的地下工程在修建,岩爆灾害也频繁发生。
在地下工程开挖过程中,岩爆是围岩各种失稳现象中最强烈的一种,由于其突发性和强大的破坏性,不仅威胁施工人员和设备安全,而且还严重影响工程进度和工程造价,现在已成为是世界性的地下工程难题之一,引起了国内外的普遍关注,并促进了岩爆研究的进展。
2岩爆的成因2.1岩爆的分类从工程实践出发,考虑岩爆的危害方式、危害程度以及防治对策等,按破裂程度岩爆可分为以下几种。
2.1.1破裂松弛型围岩成块状、板状或片状爆裂,爆裂响声微弱,破裂的岩块少部分与洞壁母岩断开,但弹射距离很小,顶板岩爆的石块主要是坠落。
2.1.2爆裂弹射型岩爆的岩块完全脱离母岩,经安全处理后留下岩爆破裂坑。
岩爆发生时的爆裂声响如枪声,弹射的岩块最大不超过1/3m3,也有粉末状的岩粉喷射。
主要危害是弹射的岩片伤人,对机械设备无多大影响。
2.1.3爆炸抛射型有巨石抛射,声响如炮弹,抛石体积几立方米至数十立方米,抛射距离数米至二十米,对机械、支撑造成大的破坏。
2.2岩爆的发生机制岩爆是高地应力的产物,其机制一般描述为:岩爆是具有大量弹性应变能储备的硬质脆性岩体由于洞室开挖,径向约束卸除,环向应力骤然增加,能量进一步集中,在集中应力作用下,产生突发性胀剪脆性破坏。
弹性应变能伴随声响和震动部分得以消耗。
同时,剩余能量转化的动能使围岩急剧动态失稳,造成岩片(块)脱离母体,获得有效弹射,猛然向临空方向抛(弹)射。
岩爆发生机理及防治措施讲解学习

岩爆发生机理及防治措施岩爆发生机理与治理措施摘要:岩爆是深埋长大隧道的主要地质灾害之一,目前基于岩爆发生机理和治理方式国内外专家都提出了不少理论方法,但用于生产实践时都遇到或多或少的问题。
内外相关文献资料的基础上,笔者通过两年多来在岩爆洞段的施工经验,并查阅国对岩爆的发生机理和防治对策进行探讨。
关键词:深埋长隧道断裂型岩爆应力型岩爆水胀式锚杆爆破应力释放孔1、岩爆发生机理岩爆是高地应力地区岩石地下工程中的一种常见灾害。
它常常表现为声响、片状剥落、严重照片帮和岩爆性的坍塌,有的伴的声响及岩片弹射、能量猛烈释放、洞室豁然破坏,往往给人员、机械设备和建筑的安全带画巨大的损失。
在地下洞室的修建过程中,由于开挖使地应力重新分布,围岩应力集中,在洞壁平行于最大初始应力σ1的部位,切向应力梯度显著增大,洞壁受压导致垂直洞壁方向产生张应力。
这种应力的作用不断增强,首先产生环向的张裂或劈裂,进而发生剪切破坏。
一旦岩块被剪断,且又具有较高的剩余能量时,致使岩块发生弹射,完成弹性势能到动能的转换,形成岩爆。
岩爆的发生有外部和内部两方面的原因。
其外因在于:岩体中蓄存有高地应力,特别是地下洞室的开挖改变了岩体内存的力学环境,其内因是岩石矿物结构密度、坚硬度较高,一般发生岩爆的岩石单轴搞压强度均在120Mpa以上,内因和外因同时成立是即发生岩爆。
2、岩爆的分类根据对辅助洞1000多米的岩爆洞段的观察分析,可将岩爆划分为应力型岩爆和断裂型岩爆,应力型岩爆主要发生在围岩结构完整,无贯穿性结构面的岩层中,岩石的主应力达到40%岩石单轴抗压强度以上,岩爆表现形式以片状剥落为主,并伴有声响及岩片弹射,一般破坏性不大;断裂型岩爆主要发生在岩石结构完整,并伴有贯穿性结构面或断层的岩体中,岩体的应力主要集中在贯穿性结构面附近,往往岩体内的最大主应力大于或接近岩石单轴抗压强度,主要表现形式为突发性的震动,并伴有强烈的响声,在有相交结构面的围岩中往往还因岩爆震动引起大规模的坍塌,破坏性较大。
岩爆的预防及处(三篇)

岩爆的预防及处(1)岩爆产生条件①近代构造活动山体内地应力较高,岩体内储存着很大的应变能;②围岩新鲜完整,裂隙极少或仅有隐裂隙,属坚硬脆性介质,能够储存能量,而其变形特性属于脆性破坏类型,应力解除后,回弹变形很小;③具有足够的上覆岩体厚度,一般均远离沟谷切割的卸荷裂隙带,埋藏深度多大于200m;④无地下水,岩体干燥;⑤开挖断面形状不规则,造成局部应力集中。
⑥在溶孔较多的岩层里,则一般不会发生岩爆。
(2)岩爆的特点隧洞内的岩爆一般具有以下特点:①在未发生前,并无明显的征兆,虽经过仔细寻找,并无空响声,一般认为不会掉落石块的地方,也会突然发生岩石爆裂声响,石块有时应声而下,有时暂不坠下。
②岩爆发生的地点多在新开挖的工作面附近,个别的也有距新开挖工作面较远,常见的岩爆部位以拱部或拱腰部位为多;岩爆在开挖后陆续出现,多在爆破后的2~3小时,24小时内最为明显,延续时间一般1~2个月,有的延长1年以上,事前一般无明显预兆。
③岩爆时围岩破坏的规模,小者几厘米厚,大者可多达几十吨重。
石块由母岩弹出,小者形状常呈中间厚、周边薄、不规则的片状脱落,脱落面多与岩壁平行。
④岩爆围岩的破坏过程,一般新鲜坚硬岩体均先产生声响,伴随片状剥落的裂隙出现,裂隙一旦贯通就产生剥落或弹出,属于表部岩爆;在强度较低的岩体,则在离隧洞掌子面以里一定距离产生,造成向洞内临空面冲击力量最大,这种岩爆属于深部冲击型。
(3)岩爆的现场预测预报①地形地貌分析法及地质分析法认真查看其地形地貌,对该区的地形情况有一个总体的认识,在高山峡谷地区,谷地为应力高度集中区,另外根据地质报告资料初步确定辅助洞施工期间可能遇到的地应力集中和地应力偏大的地段。
依据地质理论,在地壳运动的活动区有较高的地应力,在地区上升剧烈,河谷深切,剥蚀作用很强的地区,自重应力也较大。
②AE法(声发射法)AE法主要利用岩石临近破坏前有声发射现象这一结果,通过声波探测器对岩石内部的情况进行检测,该方法的基本参量是能率E和大事件数频度N,它们在一定程度上反映出岩体内部的破裂程度和应力增长速度。
岩爆发生的机理分析及防治措施综述

岩爆发生的机理分析及防治措施综述岩爆发生的机理分析及防治措施综述岩爆是指在矿山或隧道等地下工程中,由于开采、支护等因素引起的岩石失稳,产生爆炸性破裂现象。
岩爆是一种具有不确定性的地质灾害,通常会带来严重的人身、财务和环境损失,并对生产经营和社会经济发展产生重大冲击。
因此,对于岩爆的机理和防治措施研究具有十分重要的现实意义。
本文将对岩爆发生的机理和防治措施进行综述。
一、岩爆发生的机理1. 地质构造因素地质构造因素是影响岩爆发生的重要因素之一。
在构造破坏带中,由于岩石受到地质应力的影响,容易发生失稳破裂,导致岩爆发生。
地震、断层等对于岩石的破坏也会增加岩爆的发生概率。
2. 工程开采因素工程开采是导致岩爆发生的主要因素。
开采过程中,挖掘面积越大,矿井和隧道的支护条件越差,岩石失稳的概率就越大。
此外,工程开采在时间和空间上的连续性也会加剧岩体受到应力的变化,导致岩体剪切、断裂、滑动等破坏变形。
3. 岩石学因素岩石学因素主要是岩石自身的物理性质和化学成分的影响。
矿石脆弱易碎、裂纹多、脱落等都会导致岩体失稳。
温度变化、湿度、酸性环境、物理载荷等都会引起岩体内部应力变化,导致岩体的不稳定性。
二、岩爆防治措施1. 改善开采条件通过改善开采条件来减少岩爆的发生。
包括提高采矿工效、优化采矿工艺、加强矿井、岩体的支护加固等。
2. 增加固结措施增加固结措施,提高岩体的稳定性。
包括加固巷道、转运通道、提高采场固结、防止煤柱圧缩变形等。
3. 保持合理水平保持合理的水平,可以有效地降低岩爆的发生概率。
通过设置隔水帷幕、加强采前排水、控制配水压力等来调节水压力,减轻岩石应力。
4. 增强技术管理加强矿山技术管理,对伤害性岩石进行有效的监测和评价,及时开展防范措施,有效避免岩爆的发生。
5. 保证爆破安全在矿山爆破作业中,保证使用合适、安全的爆破材料和爆破方案,避免不必要的岩体破裂和爆炸风险,在工艺方面采用手动控爆炸,便于随时停止。
最新岩爆发生机理及防治措施

岩爆发生机理及防治措施岩爆发生机理与治理措施摘要:岩爆是深埋长大隧道的主要地质灾害之一,目前基于岩爆发生机理和治理方式国内外专家都提出了不少理论方法,但用于生产实践时都遇到或多或少的问题。
内外相关文献资料的基础上,笔者通过两年多来在岩爆洞段的施工经验,并查阅国对岩爆的发生机理和防治对策进行探讨。
关键词:深埋长隧道断裂型岩爆应力型岩爆水胀式锚杆爆破应力释放孔1、岩爆发生机理岩爆是高地应力地区岩石地下工程中的一种常见灾害。
它常常表现为声响、片状剥落、严重照片帮和岩爆性的坍塌,有的伴的声响及岩片弹射、能量猛烈释放、洞室豁然破坏,往往给人员、机械设备和建筑的安全带画巨大的损失。
在地下洞室的修建过程中,由于开挖使地应力重新分布,围岩应力集中,在洞壁平行于最大初始应力的部位,切向应力梯度显著増大,洞壁受压导致垂直洞壁方向产生张应力。
这种应力的作用不断増强,首先产生环向的张裂或劈裂,进而发生剪切破坏。
一旦岩块被剪断,且又具有较高的剩余能量时,致使岩块发生弹射,完成弹性势能到动能的转换,形成岩爆。
岩爆的发生有外部和内部两方面的原因。
其外因在于:岩体中蓄存有高地应力,特别是地下洞室的开挖改变了岩体内存的力学环境,其内因是岩石矿物结构密度、坚硬度较高,一般发生岩爆的岩石单轴搞压强度均在120Mpa以上,内因和外因同时成立是即发生岩爆。
2、岩爆的分类根据对辅肋洞1000多米的岩爆洞段的观察分析,可将岩爆划分为应力型岩爆和断裂型岩爆,应力型岩爆主要发生在围岩结构完整,无贯穿性结构面的岩层中,岩石的主应力达到40%岩石单轴抗压强度以上,岩爆表现形式以片状剥落为主,并伴有声响及岩片弹射,一般破坏性不大;断裂型岩爆主要发生在岩石结构完整,并伴有贯穿性结构面或断层的岩体中,岩体的应力主要集中在贯穿性结构面附近,往往岩体内的最大主应力大于或接近岩石单轴抗压强度,主要表现形式为突发性的震动,并伴有强烈的响声,在有相交结构面的围岩中往往还因岩爆震动引起大规模的坍塌,破坏性较大。
岩爆的预防及处理

岩爆的预防及处理岩爆是指在地下工程中,由于地层开挖引起的地下压力增大,导致地层破裂并向地表喷发的一种地质灾害。
岩爆具有突发性、破坏性大、危害范围广等特点,严重威胁到地下工程的安全与稳定。
因此,预防和处理岩爆问题对于地下工程的安全非常重要。
下面将就岩爆的预防及处理进行详细介绍。
一、岩爆的预防1.认识地质条件:在进行地下工程前,必须详细了解地区的地质条件,包括地质构造、岩层性质、裂隙发育情况等。
特别要注意是否存在易发生岩爆的特殊地质体,例如含有高风化程度、裂隙发育等特征的岩块。
2.合理的开挖方法:选择适当的开挖方法对于预防岩爆非常重要。
应根据地质条件和岩性特征选择开挖方法,选择合适的预支护措施,如钻孔爆破、机械掘进等。
3.合理的支护设计:在地下工程中,要根据地质条件和岩体的稳定性来设计合理的支护措施,以提高地下工程的稳定性和安全性。
可采用锚杆、钢支撑、喷射混凝土等预支护方式,同时增加固结应力,增强地下开挖区域的稳定性。
4.合理的施工措施:在地下工程的施工过程中,要采取相应的措施来减小岩爆的发生概率。
例如,在开挖过程中控制振动和冲击力度,减少岩层的破碎和裂隙扩展;合理控制开挖工作面的长度,以减小岩体的应力集中。
5.有效的监测系统:安装完善的岩爆监测系统,对地下工程进行实时监测,及时发现异常情况。
常用的监测方法有地应力测量、应力杆、岩石声波监测等。
二、岩爆的处理1.采取应急措施:一旦发生岩爆,首先要采取紧急措施,保护现场人员的安全。
例如安排人员撤离危险区域、设置警戒线等。
2.加固和修复:发生岩爆后,需要对受损地区进行加固和修复工作。
加固手段可以包括加密锚杆、喷射混凝土等,以增加岩体的稳定性和承载力。
3.分析岩体稳定性:对于发生岩爆的地区,应进行细致的岩体稳定性分析,找出岩爆发生的原因。
根据分析结果,调整开挖和支护方法,以提高地下工程的稳定性。
4.加强监测和预警:在岩体稳定性较差的地区,应加强监测和预警工作。
2024年岩爆的预防及处理

2024年岩爆的预防及处理引言:岩爆是一种危险的地质灾害,常常会造成严重的人员伤亡和财产损失。
随着科技和人类社会的发展,对于岩爆的预防和处理方法也在不断改进和完善。
本文将介绍2024年岩爆的预防及处理方法。
一、岩爆的基本概念和形成机制1. 岩爆的定义岩爆是指在地下矿井或隧道中,由于地应力破坏岩体结构,导致岩体大规模剥落、坍塌和碎裂,从而产生极大能量和冲击波,引发爆炸性的地质灾害。
岩爆具有突发性、剧烈性和广泛性的特点,对井下人员和设备的安全造成严重威胁。
2. 岩爆的形成机制岩爆的形成机制主要与以下因素有关:(1) 地应力:地下岩体受到地质构造和覆岩荷载的作用产生内部应力,当这些应力超过岩石的抗拉强度时,岩体就会发生破坏;(2) 岩体结构:岩石的物理性质和结构决定了它的抗拉强度和稳定性,结构破碎和岩层滑动容易导致岩体剥离和坍塌;(3) 地质构造:地下岩层的构造断裂、层面滑动、岩层的交接等地质构造缺陷是岩爆的多发区域;(4) 采矿活动:采矿活动会改变地下地质应力分布和岩层稳定性,增加岩爆的风险。
二、岩爆的预测与监测方法1. 岩爆的预测方法岩爆的预测方法主要包括地质学调查、地应力测量、岩体声波监测、振动监测和岩体应力监测等。
通过对地下岩体的物理特性和地质构造的分析,以及对地下地应力和岩体应力的监测,可以预测出潜在的岩爆危险区域。
2. 岩爆的监测方法岩爆的监测方法包括地面监测和井下监测两种方式。
地面监测主要是通过对采矿工作面周边地表形变的监测,以及地震波的监测来判断岩爆的危险性。
井下监测主要是通过安装传感器和监测设备,在井下监测岩体的位移、应力和振动等参数的变化,从而及时发现岩爆的迹象。
三、岩爆的预防与控制措施1. 岩爆的预防措施(1) 合理规划和设计:在矿井或隧道的规划和设计中,要充分考虑岩体的力学性质和稳定性,合理选择采矿方法和支护措施,减少岩爆的风险。
(2) 加强地质勘探:在施工前对地下岩体进行详细勘探,了解地质构造和岩体性质,找出潜在的岩爆危险区域并采取相应的预防措施。
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岩爆发生机理与治理措施
摘要:岩爆是深埋长大隧道的主要地质灾害之一,目前基于岩爆发生机理和治理方式国内外专家都提出了不少理论方法,但用于生产实践时都遇到或多或少的问题。
内外相关文献资料的基础上,笔者通过两年多来在岩爆洞段的施工经验,并查阅国对岩爆的发生机理和防治对策进行探讨。
关键词:深埋长隧道断裂型岩爆应力型岩爆水胀式锚杆爆破应力释放孔1、岩爆发生机理
岩爆是高地应力地区岩石地下工程中的一种常见灾害。
它常常表现为声响、片状剥落、严重照片帮和岩爆性的坍塌,有的伴的声响及岩片弹射、能量猛烈释放、洞室豁然破坏,往往给人员、机械设备和建筑的安全带画巨大的损失。
在地下洞室的修建过程中,由于开挖使地应力重新分布,围岩应力集中,在洞壁平行于最大初始应力σ1的部位,切向应力梯度显著增大,洞壁受压导致垂直洞壁方向产生张应力。
这种应力的作用不断增强,首先产生环向的张裂或劈裂,进而发生剪切破坏。
一旦岩块被剪断,且又具有较高的剩余能量时,致使岩块发生弹射,完成弹性势能到动能的转换,形成岩爆。
岩爆的发生有外部和内部两方面的原因。
其外因在于:岩体中蓄存有高地应力,特别是地下洞室的开挖改变了岩体内存的力学环境,其内因是岩石矿物结构密度、坚硬度较高,一般发生岩爆的岩石单轴搞压强度均在120Mpa以上,内因和外因同时成立是即发生岩爆。
2、岩爆的分类
根据对辅助洞1000多米的岩爆洞段的观察分析,可将岩爆划分为应力型岩爆和断裂型岩爆,应力型岩爆主要发生在围岩结构完整,无贯穿性结构面的岩层中,岩石的主应力达到40%岩石单轴抗压强度以上,岩爆表现形式以片状剥落为主,并伴有声响及岩片弹射,一般破坏性不大;断裂型岩爆主要发生在岩石结构完整,并伴有贯穿性结构面或断层的岩体中,岩体的应力主要集中在贯穿性结构面附近,往往岩体内的最大主应力大于或接近岩石单轴抗压强度,主要表现形式为突发性的震动,并伴有强烈的响声,在有相交结构面的围岩中往往还因岩爆震动引起大规模的坍塌,破坏性较大。
对辅助洞施工安全造成严重威胁的极强岩爆多属于断裂型岩爆,从本质上讲,岩爆的发生并不是洞周高应力直接作用结果,而是开挖面附近某一范围内存在的断裂构造在高应力作用下发生破坏(如错动),
导致能量突然释放,对围岩造成强烈冲击作用的结果。
断裂破坏过程中伴随着不同程度的震动,岩爆是开挖面附近围岩在震动冲击荷载下发生破坏的结果。
因此,震动是诱发岩爆的内在原因,岩爆是破坏的表现方式。
现场出现的大范围坍塌破坏,并不都是岩爆,很大程度是岩爆震动导致岩体破裂,开挖后出现坍塌破坏的结果。
实际上,震动可导致岩爆,也可以导致岩体坍塌。
在绝大多数情况下,前者说明破坏岩体受到了很大的冲击,后者倾向于岩体比较破碎,自身稳定性差。
3、岩爆的预测
岩爆的预测是工程施工容易忽略的重要问题,目前国内外尚无一套有效的预测方法。
在辅助洞施工中,结合生产实践,主要采取了以下预测措施:1)宏观上,对已经开挖洞段地质构造,岩石特性进行分析,或对平行的另一洞段地质情况进行横向延伸,可大致判断出前方未开挖洞段的地质情况。
2)微观上,采用先进的物探手段,如TSP超前地质预报、表面雷达超前预报,可分析出前方围岩是否完整性良好,是否有大的结理构造等,一般来说如果前方岩性较完整,80%的情况下是有岩爆发生的。
4、岩爆的治理
岩爆的治理是解决岩爆问题的最终目的,也是关系人员安全和设备安全的重要措施。
岩爆的防治方法很多,根据国内外常用的处理岩爆的方法,并结合辅助洞的实际,对岩爆的治理作如下讨论:
1)开挖前释放岩爆能量,释放能量的方法有很多种,如打应力释放空孔、松动爆破、冲水减压等,在辅助洞也试用了多种解压方法。
首先是冲水减压法,在掌子面爆破后立即用高压水对掌子面以及周边暴露岩面进行冲洗,冲洗时间均在十分钟左右,通过五个循环的试用,冲水减压法对释放岩爆应力没有起到一点作用,事后分析其原因,主要在于冲水减压法治理岩爆的机理在于也许变岩石的性能,减弱其岩石强度,从而从岩爆发生的内因上消除岩爆,但在大理岩中用此方法,因大理岩遇水并不软化的特性而失效。
其后试用了打应力释放空孔减压的方法,每个循环均在易发生岩爆的拱部针对性的打10~20个深5m,直径50mm 的空孔,并对孔内注水,此方法在弱岩爆地段有一定的效果,但在中等以上岩爆洞段因打孔释放的能量不够而起不到有效的成效。
最后在国际知名岩爆处理专家朱焕春博士的指导了,辅助洞成功运用了应力解除爆破孔释放能量的方法。
根据
辅助洞的开挖断面尺寸,在中等强度岩爆洞段,应力解除爆破孔按9个孔布置,三排三列均匀布置在掌子面,其中最上一排孔距离顶拱1m,以15°仰角布置,最上排的两侧孔同时均以10°的角度分别向两侧边墙倾斜,最底一排孔距离底板高程2m,中间一排孔距离最底一排孔2.25m,这两排孔均优先考虑为水平与洞轴平行布置。
爆破孔深4m(一般为当循环开挖深度的两倍),底部1.4m长度装7卷φ32药卷(炸药类型与正常爆破用药相同),外端封堵1m,以保证密实为原则。
上述方案的基本思路是利用应力解除爆破释放可能导致强岩爆的能量,降低风险,些后利用及时的柔性支护系统保护围岩的完整性的围压条件,维持围岩的承载能力和抗冲击能力,使得较低的冲击能量不至于导致围岩破坏。
运用爆破应力释放孔结合爆破后柔性支护的方法,对控制岩爆发生可起到有效的抑制作用,并且运用简单,处理快速,成本低廉。
2)开挖过程中控制洞室成型,避免应力集中开挖使用光面爆破,短进尺、弱爆破,钻孔深度2.0m,周边眼孔距50cm,周边眼单孔装药量不大于400g/孔,单循环总装药量不大于200kg;并严格控制超欠挖,使洞室成型圆顺,减少因为洞室不规则引起的应力集中而诱发岩爆;
3)减少岩体暴露时间和面积除开挖使用短进尺和弱爆破外,爆破后立即对暴露岩面(包括掌子面)进行初喷混凝土支护,根据对岩爆发生情况的观察,爆破后2~5个小时是岩爆发生频率较高的时间段,因此宜在此时间前给洞壁围岩一个附加的径向压力,虽然喷混凝土能够提供的附加径向压力不大,但能起到四俩拨千斤的作用,一是控制围岩继续变形,二是有效的控制片帮的发生。
喷混凝土厚度宜在5~10cm之间。
适量的掺入钢纤维可起到很好的效果,钢纤维混凝土较一般喷混凝土具有强度高,柔性好,护变形能力大的特点。
4)加固支护在作好初期喷混凝土支护后,并不能完全消除岩爆安全隐患,此时的围岩处于应力重新分布、岩爆能量积累的过程中,一旦积累到一定程度,必然导致初期喷混凝土支护的失效。
常用的支护手段视岩爆级别采取措施如下:㈠继续加喷钢纤维混凝土;㈡周边锚杆加固,可应付突然发生的岩爆,通常摩擦型锚杆能收到很好的效果,锚杆数量视岩爆级别定,常用的锚杆有普通砂浆锚杆、水胀式锚杆等;㈢挂网锚喷支护,先施作锚杆,再挂钢筋网或钢丝网,钢筋网规格以φ4@10cm×10cm为宜,最后复喷钢纤维混凝土;㈣格栅钢架支护,钢架
尽量紧贴岩面,用锚杆固定,再喷钢纤维混凝土覆盖。
5、施工安全措施
1)增设临时防护措施,给主要的施工设备安装防护网和防护棚架,给施
工人员配发钢盔,掌子面加挂钢丝网;
2)岩爆非常剧烈时,为了安全,在危险距离以外躲避一段时间,直到岩
爆平静为止;
3)加强巡回撬顶,及时清除爆裂危石,确保施工人员安全;
4)所有工序都从远离掌子面的安全地段向掌子面方向进行处理。
6、结语
岩爆是深埋长隧道的主要工程地质问题之一。
目前基于岩爆发生机理和治理方式国内外专家都提出了不少理论方法,但用于生产实践时都没起到理想的效果,而且往往忽略了施工过程中的实际困难和安全因素。
本文通过现场调研,并把各种方法试用于生产实践,总结出一套岩爆洞段施工的方法,无疑对生产实践有现实的指导意义。