深埋隧道岩爆倾向性评估方法
深埋隧道岩爆倾向性评估方法
深埋隧道岩爆倾向性评估方法吴春成;朱志辉;张伟【摘要】深埋硬岩隧道开挖过程中岩爆风险较高,开展岩爆倾向性评估方法研究具有重要意义.文章以某隧道工程为研究背景,统计分析了岩爆发生情况;将岩爆倾向性单指标评估方法按能否反映硐室开挖过程的影响和初始应力场的偏应力特征分为两类,并分别利用Barton判据、陶振宇判据、Hoek判据、二郎山隧道判据对该隧道岩爆倾向性进行了评估分析;对比分析了两类评估方法在该隧道应用的适用性,研究结果表明:反映洞室开挖过程影响和初始应力场偏应力特征的判据方法对岩爆倾向性判别的准确率较低,但能够判断岩爆可能发生位置,且在大尺度上采用Barton判据、陶振宇判据能较为准确评价岩爆风险等级.研究结果可为深埋隧道岩爆倾向性判别提供科学依据与参考.【期刊名称】《高速铁路技术》【年(卷),期】2019(010)004【总页数】5页(P76-80)【关键词】深埋隧道;岩爆倾向性;经验;判据;适用性【作者】吴春成;朱志辉;张伟【作者单位】中国铁路青藏集团有限公司,西宁810007;西藏铁路建设有限公司,拉萨850000;东北大学,沈阳110819【正文语种】中文【中图分类】U455.6某隧道位于我国西南部，埋深达 2 000 m，岩爆风险极高[1]。
迄今已发生上百次岩爆，中等及以上岩爆次数较多。
岩爆倾向性判别是深埋高应力隧道开挖过程中的重要内容，因此，开展深埋隧道岩爆倾向性判别方法研究具有重要意义。
关于岩爆倾向性判别方法，国内外学者在强度、刚度、突变、分形和能量等诸多方面提出了众多岩爆风险和倾向性估计判据。
代表性的有岩爆变量公式预测、经验判据评判、人工神经网络预测、模糊数学综合评判、模糊概率风险预测、可拓物元评判、距离判别分析方法等。
岩爆倾向性判别方法可概括性地化分为单指标经验判据和多因素经验评价指标或系统两大类。
单指标经验判据方法多以强度、能量和刚度等理论为基础，典型性的判别方法有Hoek判据[2]、Russenes判据[3]、Turchaninov判据[4]、二郎山隧道判据[5]、陶振宇判据[6]、Barton判据[7]等。
高应力隧道施工岩爆大变形风险评估技术的分析
高应力隧道施工岩爆大变形风险评估技术的分析发表时间：2019-04-30T11:06:01.377Z 来源：《基层建设》2019年第4期作者：刘强[导读] 摘要：随着我国隧道建设的迅猛发展，在高应力隧道建设施工过程中，常常会发生岩爆、大变形等灾害，不仅延误工期、产生重大经济损失，甚至还会造成施工人员伤亡，因此如何减少在隧道施工时产生的岩爆、大变形风险成为广大研究者们一直以来致力于研究的课题。
中铁隧道股份有限公司摘要：随着我国隧道建设的迅猛发展，在高应力隧道建设施工过程中，常常会发生岩爆、大变形等灾害，不仅延误工期、产生重大经济损失，甚至还会造成施工人员伤亡，因此如何减少在隧道施工时产生的岩爆、大变形风险成为广大研究者们一直以来致力于研究的课题。
本文重点研究岩爆与大变形灾害成因，总结其主要影响因素，阐述了岩爆、大变形风险评估指标建立原则，并就施工时岩爆和大变形风险动态评估进行说明，为高地应力隧道施工提供有效指导。
关键词：隧道施工；岩爆；大变形；风险评估1岩爆、大变形主要影响因素分析对于高地应力隧道，受高地应力影响，岩体被挤压、拉裂，因而变得松弛起来，一般很容易形成岩爆或是大变形等灾害，这会对施工进度产生不利影响。
高地应力软岩大变形是施工过程中的一大常见问题。
引起隧道施工岩爆、大变形的主要因素也可归因于为地质条件、设计因素、施工因素三大类。
1.1地质因素地质因素可概况为以下几方面：岩石强度、围岩完整性、岩石脆性特征、地下水状况、地应力大小等。
岩石的强度反映岩石的坚硬程度，岩质越坚硬，岩体越易存储应变能，发生岩爆的可能性越大。
若岩石的强度较小，那么其承载能力也较小，容易在隧道开挖过程后产生较大的变形。
软岩隧道基本不发生岩爆，岩爆主要发生在岩石强度较大的坚硬岩隧道。
变形主要发生在岩石的单轴抗压强度较小的软质岩隧道。
围岩完整性一般包括岩体节理、裂隙、层理等发育情况，通常越完整的岩石发生岩爆的概率越大。
结构面的存在能够破坏围岩的完整性，在隧道开挖过程中，围岩越破碎，稳定性越差，发生大变形、坍塌的可能性也就越大。
利用修正强度应力比法预测隧道围岩岩爆
利用修正强度应力比法预测隧道围岩岩爆作者：谢彬来源：《建筑建材装饰》2015年第06期摘要：岩爆是在高应力条件下地下工程围岩因开挖卸荷引起的重要地质灾害，给地下工程围岩的稳定性和施工安全带来严重威胁，本文介绍了利用强度应力比法预测隧道围岩发生岩爆的危险性，为隧道施工防止岩爆发生或降低岩爆烈度级别提供参考。
关键词：强度比法；围岩；岩爆；危害性；预测前言岩爆是深埋地下工程在施工过程中常见的动力破坏现象，当岩体中聚积的高弹性应变能大于岩石破坏所消耗的能量时，破坏了岩体结构的平衡，多余的能量导致岩石爆裂，使岩石碎片从岩体中剥离、崩出。
自1738年英国南斯塔福锡矿首次发生岩爆以来，世界上已有包括我国在内的二十多个国家记录了岩爆发生的情况，岩爆使施工难度加大，成本增加，危及施工安全。
针对岩爆的发生机制，采用有针对性的防治措施，可以防止岩爆发生或降低岩爆烈度级别，这使得预测岩爆发生的危险位置及等级显得尤为重要，虽然国内外众多学者就岩爆形成机制还没有形成一致意见，但都认为岩爆发生的前提是由于硐室开挖造成围岩卸荷，导致岩爆发生。
卸荷作用不仅引起岩体应力分异，造成围岩应力重分布和集中，而且还会因差异回弹而在围岩中形成一个被约束的残余应力体系。
岩体的变形和破坏的发生正是由于应力状态的上述两个方面的变化引起的，下面介绍如何通过采用修正强度应力比法对其进行综合分析，实现预测岩爆发生位置及等级。
1工程概况以笔者所在的向莆铁路棋盘石隧道为例，棋盘石隧道起于福建省尤溪县城关镇尤溪河岸，止于尤溪县台溪乡清溪村牛头洋。
隧道全长10822m，DK404+340～DK405+906，DK406+613～DK406+882两段的埋深678>H≥387，属于高应力区， DK405+906～DK406+613埋深H≧800m，属于极高地应力区，DK406+882～DK407+950，DK408+186～DK408+711，DK409+150～DK410+567等几段，隧道埋深H≧216m，属于极高应力区，具体围岩物理力学参数见表1。
隧道地应力测试与岩爆倾向性分析
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｃ ｎｃｕｓｏｎ Ｔｈ ｙ ｒ ｕ ｉ ｒ ｃｕ ｉ ｇ ｍｅｈ ｄ ｗａ ｅ ｏ ａ ａｙ ｅ ａ ｄ ｅ ａｕ ｔ ｈ ｅ ｅ ｔｏ ｎ ｓ ｆｔ ｏ ｋ ｓ ａ ｃ ｏ ｌ ｉ ｓ： ｅ ｈ ｄ ａ ｌ ｆａ ｔｒｎ ｔ ｏ ｓｕｓ ｄ ｔ ｎ ｌ ｚ ｎ ｖ ｌ ａｅ ｔ ｅ ｔｎｄ ｎ ｉｕｓ ｅ ｓｏ ｒ ｃ ｃ ｈｅ ｏ ｔ ｕ ｓ ｆｏ ｅ ｔ ｎ ｅ ｃ ｏ ｄ ｎ ｏ ｔ ｅ Ｒｕｓｅ ｅ ｒｔ ｒｏ ｕ ｂ ｒｔｏ ｎ ｕ ｎ １ａ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｈ ｓ ｎ ｓ ｃ ｉ ｉｎ，Ｔ ｒ ｈａ ｉ ｏ ｒｔｒｏ ｅ ｕ ｃ ｎ ｎ ｖ ｃ ｅ ｉｎ，Ｈｏ ｋ ｃ ｉｅ ｉｎ ａ ｄ ｏｈ ｒ ｃ ｉｅ ｉｎ ． ｉ ｃ ｒｔｒｏ ｎ ｔ ｅ ｒｔｒｏ ｓ Ｔ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗｅ ｈ ｔｔ ｅ ｅｗａ ｈ ｏ ｓｂ ｌ ｙ ｏ ｏ ｋ ｏ ｔ ｕ ｓ．Ｔｈ ａｉ ｎ ｌｅ ｃ ｖ ｔｏ ｔ ｄ ｗｏ ｄ ｂ ｈ ｓ ｎ ａ ｄ ｉ ｈｅｒ ｓ ｌｓｓ ｏ ｄ ｔ ａ ｈ ｒ ｓｔ ｅ ｐ ｓｉ ｉｉ ｆｒ ｃ ｕ ｂ ｒｔ ｔ ｅ ｒ ｔ ａ ｘ ａ ａｉ ｎ ｍｅｈｏ ｕｌ ｅｃ ｏ ｅ ｎ ｎ ｏ ｔ ｅ ｃ ｎ ｔ ｃ ｉｎ ｐ ｏ ｅ ｓ ｈ ｅ ｅ ｓ ｒ ａｅ ｙ ｍｅ ｓ ｒ ｓｗｏ ｌ ａ ｅ ｈ ｏ ｓｒ ｔ ｒ ｃ ｓ ，ｔ ｅ ｎ ｃ ｓａ ｙ ｓ ｆ ｔ ａ ｕ ｅ ｕ ｄ ｂｅ ｔｋ ｎ． ｕ ｏ Ｋｅ ｒ ｓ：ｇ ｏ ｎ ｔｅ ｓ；ｈ ｄ ａ ｌ ａ ｔ ｒｎ ｔ ｏ ｙ ｗｏ ｄ ｒ ｕ ｄ ｓｒ ｓ ｙ ｒ ｕ ｉ ｆ ｃ ｕ ｉ ｇ ｍｅｈ ｄ；ｒ ｃ ｕｂｕ ｓ ｅ ｃ ｉｎ ｃｒ ｏ ｋ ｏ ｔ ｒｔｐｒｄｉｔ ｏ
隧 道 地 应 力 测 试 与 岩 爆 倾 向性 分 析
关于岩爆判别准则及防治措施
安革连～琶布铁路隧道岩爆判别准则及处理措施安革连～琶布铁路隧道主隧道全长19200m，主隧道最大埋深约1260m，施工斜井总长6880m，斜井最大埋深约946m。
隧道穿越主要岩层为石英斑岩、花岗斑岩、花岗正长岩等，岩石质地坚硬，隧道开挖存在岩爆可能。
实际施工中2号斜井已发生岩爆现象，对现场施工造成一定的影响，为减小岩爆对施工及安全的影响，初步制定岩爆地段的指导性判别准则及处理措施，供项目部参考。
一、可能发生岩爆的区段及工程地质特征根据《工程地质勘察报告》，主隧道及斜井可能发生岩爆的区段及工程地质性质见表1.表1 可能发生岩爆区段及工程地质特征表中可能发生岩爆的里程范围仅为勘察阶段理论推测，实际发生岩爆的里程范围会有所不同。
二、岩爆发生的判据岩爆是岩石工程中围岩体的突然破坏，并伴随着岩体中应变能的突然释放，是一种岩石破裂过程失稳现象。
岩爆的发生与岩石强度、地应力、岩体的完整性、开挖方法有关，归纳起来，岩爆发生的基本条件如下：（1）岩石单轴抗压强度：σc＞80MPa（至少＞60MPa）（2）岩质和岩性：坚硬、脆性（3）岩体结构：完整或基本完整（4）地应力值最大地应力可取围岩自重应力场中的垂直分量σmax=γ·H式中：γ——围岩容重H——埋深σmax＞0.25σc；严重岩爆σmax=0.15～0.25σc；中等岩爆σmax＜0.15σc；轻微或不发生（5）开挖轮廓。
钻爆法施工应采用光面爆破，提高光爆效果，钻爆法在开挖轮廓上造成的超欠挖会造成应力局部集中，进而引发岩爆。
三、岩爆烈度划分标准为便于岩爆地段的处理，根据岩爆发生的强度及烈度，将岩爆划分为无岩爆、轻微岩爆、中等岩爆、强烈岩爆。
根据国内秦岭隧道的岩爆预报、防治技术研究成果，岩爆划分标准见表2，本划分标准仅供参考，在本隧道施工过程中，根据实际发生的岩爆特征进行修正。
表2 岩爆烈度划分标准四、岩爆地段防治、支护措施（1）防治措施①超前钻孔、灌注高压水。
深部矿岩岩爆倾向性评估方法及支护建议
深部矿岩岩爆倾向性评估方法及支护建议黄小丰;舒炜炜【摘要】随着经济发展, 我国浅部矿产资源已趋于枯竭, 深部开采环境下的高应力与频繁开采扰动往往诱发岩爆灾害, 直接影响着矿山的安全高效回采.岩爆涉及的内因及外因众多, 致灾机理复杂, 对6种具有代表性的岩爆倾向性评估方法进行总结归纳, 并为其实际应用提出满足现场工程需求的优化建议, 不仅丰富了岩爆倾向性评估方法, 而且使其评估结果更加全面可靠.同时, 为解决岩爆区域传统支护方式效果欠佳的难题, 从主动柔性支护和预留锚固支护两方面提出了对策及建议, 对改善深部矿岩支护效果具有指导作用.%The shallow mineral resources are being exhausted with the economic development, the rock burst disasters are often induced by the high stress and frequent mining disturbances in deep mining environments, which directly affect the safe and efficient mining. There are numerous internal and external causes involved in rock burst and its mechanism is complex. Aiming at the evaluation of rock burst proneness, six representative evaluation methods for rock burst proneness are summarized, and some optimization suggestions are proposed to meet the requirements of on-site engineering for the practical application. It not only enriches the evaluation methods for rock burst proneness, but also generates the more comprehensive and reliable evaluation results. Besides that, in order to solve the problem of poor effect of traditional support methods in rock burst area, some countermeasures from the aspects of active flexible supporting and reserved anchor supporting are proposed to improve the effect of rock mass support in deep mines.【期刊名称】《现代矿业》【年(卷),期】2018(000)012【总页数】4页(P32-34,40)【关键词】深部开采;岩爆;倾向性评估;岩体支护【作者】黄小丰;舒炜炜【作者单位】湖南辰州矿业有限责任公司;中南大学资源与安全工程学院【正文语种】中文矿产资源作为国家经济发展的基本保障，其浅部资源已经趋于枯竭，大量矿井逐渐向深部延伸。
高地应力下深埋隧洞开挖岩爆数值模拟与预测
高地应力下深埋隧洞开挖岩爆数值模拟与预测 1陈文亮，章青，刘仲秋河海大学工程力学系，南京（210098)E-mail：cwl9898@摘 要：结合锦屏二级水电站辅助洞工程,通过三维弹塑性有限元数值模拟,分析隧洞掌子面 推进过程中的围岩空间应力场状态和演化趋势；基于数值模拟结果选用4种不同的岩爆预测 方法， 对开挖过程中岩爆的发生情况进行了预测， 判定在洞肩和洞底角点处发生岩爆可能性 较大，这与锦屏二级水电站辅助洞岩爆实际发生情况基本一致。
关键词：深埋隧洞；数值模拟；应力场；岩爆；预测1. 引言岩爆是高应力区进行地下开挖时,由于破坏了岩体的力学平衡,围岩中产生了应力集中而 使岩体产生脆性破坏并伴随能量释放的动力失稳现象。
有关统计资料表明 所以在深层开挖中研究岩爆显得尤为重要。
近几十年来,国内外采矿界和岩体工程界的专家、学者对岩爆机理、岩爆预测以及岩爆 防治诸方面进行了大量的研究,取得了一定成果 刚度理论、岩爆倾向理论等外，近年来谢和平[ 2~6][1],岩爆多发生在强度高、厚度大的坚硬岩(煤) 层中,一般而言，随着埋深的增加岩爆发生的机会将越来越大,。
在岩爆机理方面除了传统的强度理论、[ 8][7 ]采用分形理论、潘岳等采用突变理论来解释岩爆现象。
在岩爆预测方法方面根据不同的岩爆机理理论，可得出不同的判据，主要分 为应力判据，岩性判据，能量判据，临界深度判据等。
但由于岩爆是极为复杂的动力失稳现 象,岩爆的机理到目前为止还不很清楚,利用传统的岩爆分析方法来预测岩爆遇到了极大的困 难，在这种情况下,人工智能、专家系统、神经网络在岩爆预测中得到了很好的运用，如冯 夏庭等[9 ]提出的基于支持向量机的预测方法为岩爆预测提供了一条十分有效的途径。
在深埋隧洞开挖过程中,因开挖卸荷引起隧洞周边围岩应力场的扰动和重分布,导致围岩 应力值和方向发生变化。
而在影响范围之外,岩体应力维持初始地应力状态。
在高地应力区, 岩体强度高,储存的弹性应变能大,由于应力场的变化造成高强度脆性岩石内部破裂,引起弹 性应变能的突然释放,容易引起岩爆。
深埋公路隧道施工阶段岩爆预测研究
２ ． 弹 性 应 变 能 指数 法
挪 威 学 者 Ｂ． Ｆ． Ｒａ ｓ ｓ ｅ ｎ ｓ ｉ ｌ 最 早 提 出运 用应 力 强 度 比 法 对 岩 爆 进 行 预 测 ，该 方 法 考 虑 围岩 初 始 地 应 力 以及 围岩 本 身
强度两个 因素。运用弹塑性力学原理 ，对于 开挖 内径为 ． ｒ的
摘
要：岩爆是隧道施工过程 中常见 的一种地质 灾害现象 ，论文结合某分离式公路深埋 隧道施 工实际情 况 ，采用 国
内 外通 用 的 应 力 强 度 比法 、弹 性 应 变 能 力指 数 法 ，对 隧 道 进 行 了岩 爆 综 合 预 测 ，最 后 ，根 据现 场 实 际 对 该 综 合 预 测 方法的准确性进行了评价 。 关 键 词 ：岩 爆 预 测 ；深 埋 隧 道 ；应 力强 度 比 ；弹 性 应 变能
中 图分 类 号 ：Ｔ Ｕ ４ ５ ７
引言
文 献 标 识 码 ：Ａ
文章编号 ：１ ０ ０ ６ － ７ ９ ７ ３（ ２ ０ １ ３ ）１ ２ － ０ ３ ０ ６ － ０ ２
一
、
为洞壁处的剪应力 ； 为 围岩 的 泊松 比 。
岩 爆 是 在 高 应 力 条 件 下 进 行 隧 道 开 挖 的过 程 中 ， 由于 围
起 止桩 号 为 ：Ｚ Ｋ ４ ２ ＋ ７ ２ ９ ￣ＺＫ ５ ０ ＋ ９ ９ ２，长 ８ ， ２ ６ ３ ｍ ，右 洞 起 止 桩 号 为 ：Ｙ Ｋ４ ２ ＋ ７ ２ ３￣Ｙ Ｋ５ ０ ＋ ９ ６ ５ ，长 ８ ， ２ ４ ２ ｍ ，属 分
无岩爆
１
Ｉ
｝
＜０ ． ５ 弱岩 爆 ＜ Ｏ． ７ 中等 强度岩
弹性 应 变 能 大 小 与 初 始 地 应 力 、 围 岩 强 度 特 性 有 关 。通 过 岩
深埋硬岩隧洞岩爆倾向性指标RVI的建立及验证
1
引
言
由于岩爆危害性极高，对岩爆倾向性指标 RVI
收稿日期：2010–12–23；修回日期：2011–02–16
基金项目：国家重点基础研究发展计划(973)项目(2010CB732006)；国家自然科学基金资助项目(50920105908) 作者简介：邱士利(1980–)，男，2003 年毕业于吉林大学环境与资源学院水文地质与工程地质专业，现为博士研究生，主要从事高应力硬岩卸荷破坏 机制及预测方法等方面的研究工作。E-ma工岩爆实 例数据库
锦屏 II 级水电站位于四川省凉山彝族自治州境
• 1128 •
岩石力学与工程学报
2011 年
(a) 破坏断面形态
(b) 南侧拱脚支护破坏 基本信息
(c) 结构面发育情况
内雅砻江干流上，利用雅砻江锦屏大河弯的天然落 差裁弯取直凿洞引水，平行布置 7 条隧洞，长度约 为 16.7 km，最大埋深为 2 525 m。锦屏 II 级水电站 隧洞群具有埋深大、隧洞长和工程难度大的特点， 隧洞开挖过程中遇到了多种工程地质问题和围岩破 坏现象，其中岩爆灾害尤为突出。 自 2005 年冯夏庭研究员领导的中国科学院武 汉岩土力学研究所锦屏项目组开展锦屏 II 级水电站 引水隧洞围岩稳定性研究工作以来，在锦屏 II 级水 电站管理局、中国水电工程顾问集团华东勘测设计 研究院(以下简称华东院)和各施工单位的大力配合 下收集了大量引水隧洞工程围岩失稳案例，包括硬 岩应力诱发脆性破坏 ( 主要以片帮和岩爆破坏为 主)、结构控制型失稳和软岩大变形等。本文建立的 锦屏 II 级水电站隧洞群施工岩爆实例数据库是上述 数据集的重要组成部分。根据研究目的，该岩爆实 例数据库仅包含了岩爆破坏深度不小于 0.5 m 的岩 爆破坏案例。实际上，在引水隧洞工程中埋深超过 1 900 m 后，破坏程度小于 0.5 m 的应力诱发脆性破 坏现象在隧洞沿线普遍发育，在合理支护条件下此 类破坏可得到有效控制，极少会对工程施工过程构 成较大的影响。因此，研究中更关注于破坏深度大 于 0.5 m 的岩爆破坏现象，因其危害性和对施工过 程影响程度相对更大。图 1 给出了锦屏 II 级水电站 隧洞群施工岩爆实例数据库中 2#引水隧洞 2010 年 2 月 4 日的极强岩爆的信息构成，信息主要包括岩爆 发生时间、位置、发生过程描述、破坏特征、应力 条件、围岩条件以及支护情况。数据库中岩爆实例 均以图 1 中实例相同的格式收集和记录，截至 2010 年 10 月该数据库共包含典型岩爆案例 62 例，其中辅 助洞 27 例、排水洞 5 例和引水隧洞 30 例。本文岩 爆案例破坏深度测量主要采用激光测距仪器测量获 得，测量以设计洞形为基准，测距为设计洞形线垂 线方向的最大破坏深度。
隧道施工中的岩爆风险评估与预防控制策略
隧道施工中的岩爆风险评估与预防控制策略岩爆，作为一种岩石破裂引起的突然释放能量的现象，是隧道施工中常见的安全隐患之一。
岩爆不仅会给隧道施工工人的生命安全造成威胁，还会给工程进度和质量带来不可忽视的影响。
因此，在隧道施工前，必须对岩爆风险进行评估，并采取相应的预防控制策略，以确保施工的安全顺利进行。
一、岩爆风险评估的方法和技术在进行隧道施工前，进行岩爆风险评估是非常重要的一步。
岩爆风险评估主要依据隧道岩体的力学性质、地应力状态、岩体结构及裂隙特征等进行分析。
评估方法多种多样，既包括定性评估，又包括定量评估。
定性评估是指通过对隧道周围岩体的现场观察和采样分析，判断岩体的具体性质，包括岩石的稳定性、岩体结构和应力分布等因素。
这种评估方法主要依赖专业人士的经验和判断力。
定量评估则是通过实际的测试和计算分析来获得可靠的数据。
常用的评估技术包括测量岩石的物理力学性质，如抗压强度、弹性模量等，以及进行岩石的裂隙测量和应力测量。
二、岩爆风险评估中的关键因素进行岩爆风险评估时，需要考虑多个关键因素，以提高评估的准确性与可靠性。
1. 岩体的物理力学性质：岩体的物理力学性质包括岩石的抗压强度、弹性模量、剪切强度等。
这些参数对岩爆的发生和发展起着重要作用。
2. 岩体的地应力状态：地应力是由地壳的不均匀性引起的，会对岩体的稳定性产生影响。
因此，在岩爆风险评估中，也要考虑地应力的大小和方向。
3. 岩体的断裂结构：岩体的结构对其力学性质具有重要的影响。
断裂结构的存在会使岩体突然释放能量，造成岩爆的发生。
4. 变形和裂隙的监测：通过对隧道周围的岩体进行监测，可以及时发现岩体变形和裂隙的变化情况，从而预测岩爆的可能性。
三、岩爆风险预防控制策略针对岩爆风险，我们可以采取一系列的预防控制策略，以确保施工的安全进行。
1. 采用预支护措施：在隧道施工过程中，可以先行进行预支护，为岩体提供额外的支撑和加固，以减少岩体突然失稳的可能性。
2. 加强岩体检查和监测：隧道施工过程中，需要对周围的岩体进行日常的检查和监测，及时发现岩体变形、裂隙等异常情况，并采取相应的措施。
隧道施工中的岩风险评估
隧道施工中的岩风险评估隧道施工是现代交通建设中重要的一环，然而，岩层的差异性和不确定性带来了一系列的风险，可能对施工过程和隧道设施的安全性产生负面影响。
因此，对隧道施工中的岩风险进行准确评估，具有重要的意义。
本文将探讨隧道施工中的岩风险评估方法及其应用。
一、岩风险评估的重要性隧道工程中的岩风险评估是为了防范和减轻可能发生的风险，保障隧道工程的顺利进行。
隧道工程中的岩层通常具有差异性和不确定性，例如岩石的强度、裂缝、地下水位等。
这些因素可能导致隧道工程中的岩风险，例如岩层坍塌、滑坡、泥石流等。
通过岩风险评估，可以及早发现和识别潜在的风险点，并采取相应的预防和控制措施。
二、岩风险评估的方法1.岩层勘察隧道施工前，需要对岩层进行详细的勘察。
这包括岩石的物理性质、力学性质、变形性质等。
通过采集岩样，进行室内试验和实地观察，得到岩层的相关数据。
岩层勘察是岩风险评估的基础，为后续的风险评估提供数据支持。
2.风险识别在岩层勘察的基础上，对隧道施工中的潜在风险进行识别。
通过综合分析岩层的物理性质和力学性质，结合工程经验，判断可能存在的岩风险。
例如，较高的岩石裂缝密度、变形指标超过警戒值等都可能是岩风险的预警信号。
3.风险评估风险评估是基于岩层的勘察和风险识别，对可能存在的岩风险进行定量化评估。
风险评估可以使用一些常见的方法，例如层次分析法、模糊综合评判法等。
通过对各项风险指标的权重和得分进行计算和分析，得到风险评估结果。
4.风险控制根据风险评估的结果，对存在较高风险的隧道进行风险控制。
风险控制措施可以包括技术措施和管理措施。
例如，通过加固措施提高岩层的稳定性，增加隧道的支护措施，以降低岩风险的发生概率和程度。
三、岩风险评估的应用岩风险评估方法可以应用于隧道施工的各个阶段。
在隧道设计阶段，通过岩层勘察和风险识别，对设计参数进行修正和优化，以提高隧道的抗风险能力。
在隧道施工阶段，通过实时监测和岩风险评估，及时发现和处理岩风险，避免事故的发生。
深埋隧道岩爆规模现场快速估算方法
E'*$38#1'3*&6')#6'(")*6,(3-(86,*&+#$*(-8(+N758&6'"3**165""*$&
LIZ G/ofe+51 " LI Zhiqiig1 " WANG liaoNi+52, DZAN Sh/q*+3, FENG G/a+glia+5L , YAN Chiggen1 & 1.2c6&&'&D@)(6J+E"96+7(0 +7 T7)A%B5)=E"W)0 +7"26++7Y) K 1 $$DL"96)7+；2.9999,877%' /7()7 %B)7( 9&-G+7E4)-)=%F".%)I)7( 1$$1$2"96)7+；3.2c6&&'&D9)A)'/7()7 %B)7(" '6e%(zSo& Tn)e%5= "Zhengzhou ,@%+7 450001 , C6)+ ；4. Cstit8te of lock +7F 2 &)'0%c6+7)c5"96)7 %5%Hc+F %-E &D2c)%7c%5"M86+7"@8U%) L3$$K1 "96)7+'
第一作者：刘国锋& 19I9-),男"甘肃庆阳人"工学博士 "讲师"主要从事地下工程岩体灾变机理、预测与防控方面的教学与科研工作$
马路坪矿深部开采岩爆倾向性评价与防治对策
了该矿 深部 开采岩爆 防 治的建议措 施 。 关键词 ： 深部 开采 ； 岩爆 ； 向性评价 ； 倾 防治措 施
０ 前 言
目前 ， 磷集 团下 属 多个 矿 山 的开拓 采 准 已进 开 入 到 ＋６０～ ＋７ ０ ｍ 水 平 ， 离 地 表 达 ６ ０ ｍ 左 ０ ５ 距 ０ 右， 地应力 现象严重 ， 深部 高应力地 段 出现巨大声 响
弹性 能量 指数 的值 越 大 ， 表示 破 坏 时释放 的能
以及弹射等岩爆现象 ， 从而导致矿山原有的支护措
施失效 ， 主要 开拓 巷道 破 坏现 象 严 重 ， 出现 底 鼓 、 冒
量越多， 所以能较好的反映岩爆 的烈度。其评判指 标 为 ： ，＜ ． ｗｅ ２ ０无岩爆 ；． ≤ Ｗｅ ３ ５弱岩爆 ； ２０ ，＜ ． ３５ ｗｅ ５０ 中等岩 爆 ； ｅ＞５ ０强岩爆 。 ． ≤ ＜ ． ｗ ． １ 根 据岩石 力学 试验 结果 ，马路 坪 矿深部 岩石 的 弹性应 变能指 数计算 结果如表 １ 所示 。
现 场工程地 质调 查和 实验 室岩石 力 学性 能测试 ， 在考 虑岩爆发 生机制 的基础 上 ， 选用弹性
应 变能指数 、 弹性 能 准则、 线 能量储 耗指数 以及 岩体 完整性 系数 ４个指 标对 马路 坪矿 深部
岩体 的岩爆倾 向性进行 模糊 综合评 价 ， 获得 该矿 ４种典 型岩 样 的岩爆 倾 向性 ， 并据此提 出
表 １ 弹性 应变能指数法岩爆倾向性评价结果
岩石
砂 岩 ６４ ．２
顶、 弹射等现 象 ， 要 多次 维 护 与加 固， 护工 作 量 需 维 大， 支护成本 高 。随着 开磷 集 团开采 深 度 的进 一 步
加大 ， 岩爆 将会严 重制 约着矿 山 的安 全生产 。
考虑岩体性质空间变异的岩爆倾向性概率评估
考虑岩体性质空间变异的岩爆倾向性概率评估刘加柱;高永涛;吴顺川;吴忠广;李光全;李在利【期刊名称】《工程科学学报》【年(卷),期】2024(46)1【摘要】为了探究更为符合工程实际的岩爆倾向性评判方法,对岩爆倾向性及其不确定性问题进行了研究.首先,建立改进的黏结强度弱化-摩擦强度强化模型,结合能量指标实现岩爆倾向性分析;依托埋深超千米的大红山铜矿工程,将点估计-有限元分析应用于岩爆倾向性评判,构建分析模型;进一步求得岩爆倾向性的概率模型,并得到直观的概率分布情况.结果表明:所用本构及指标可较好地进行岩爆倾向性分析,考虑参数变异性后,95%置信度的岩爆深度与现场记录深度吻合度较高,岩爆角度范围也基本吻合,比仅取定值更为准确,验证了所作不确定性分析的可行性与正确性.不同统计指标符合不同的分布函数,岩爆深度、范围角及完全能量释放值的最优分布分别为Normal分布、Gamma分布及Lognormal分布.基于深度及范围角指示,以80%、40%、20%为界限,可将倾向性概率划分为极大、大、中、小四个等级区间,岩爆区域的概率分布图可以更为直观合理地判断出岩爆破坏的区域和概率.研究结果对岩爆支护及风险评估具有参考意义.【总页数】10页(P1-10)【作者】刘加柱;高永涛;吴顺川;吴忠广;李光全;李在利【作者单位】北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室;昆明理工大学国土资源工程学院;交通运输部科学研究院标准与计量研究中心;玉溪矿业有限公司【正文语种】中文【中图分类】TD-05【相关文献】1.深部矿岩岩爆倾向性评估方法及支护建议2.裂隙倾角与密度对深部岩体岩爆倾向性影响的数值模拟研究3.基于模糊数学法的阿舍勒铜矿深部岩体岩爆倾向性预测4.北截金矿深部岩体岩爆倾向性与岩爆等级分析预测因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
深埋隧道岩爆倾向性评估方法
吴春成１ 朱志辉２ 张 伟３
（１．中国铁路青藏集团有限公司， 西宁 ８１０００７； ２．西藏铁路建设有限公司， 拉萨 ８５００００；３．东北大学， 沈阳 １１０８１９）
摘 要：深埋硬岩隧道开挖过程中岩爆风险较高，开展岩爆倾向性评估方法研究具有重要意义。文章以某隧 道工程为研究背景，统计分析了岩爆发生情况；将岩爆倾向性单指标评估方法按能否反映硐室开挖过程的影 响和初始应力场的偏应力特征分为两类，并分别利用 Ｂａｒｔｏｎ判据、陶振宇判据、Ｈｏｅｋ判据、二郎山隧道判据对 该隧道岩爆倾向性进行了评估分析；对比分析了两类评估方法在该隧道应用的适用性，研究结果表明：反映 洞室开挖过程影响和初始应力场偏应力特征的判据方法对岩爆倾向性判别的准确率较低，但能够判断岩爆 可能发生位置，且在大尺度上采用 Ｂａｒｔｏｎ判据、陶振宇判据能较为准确评价岩爆风险等级。研究结果可为深 埋隧道岩爆倾向性判别提供科学依据与参考。 关键词：深埋隧道；岩爆倾向性；经验；判据；适用性 中图分类号：Ｕ４５５６ 文献标志码：Ａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｏｃｋｂｕｒｓｔｏｃｃｕｒｓｆｒｅｑｕｅｎｔｌｙｄｕｒｉｎｇｅｘｃａｖａｔｉｏｎｏｆｄｅｅｐｈａｒｄｒｏｃｋｔｕｎｎｅｌｓ．Ｉｔｈａｓｇｒｅａｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｒｏｃｋｂｕｒｓｔｔｅｎｄｅｎｃｙ．Ｔｈｅｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｏｆｒｏｃｋｂｕｒｓｔｉｓａｎａｌｙｚｅｄｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｌｙａｓｓｏｃｉａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆｏｎｅｔｕｎｎｅｌ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｃｈａｍｂｅｒｅｘｃａｖａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｔｈｅｄｅｖｉａｔｏｒｙｓｔｒｅｓｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｉｎｉｔｉａｌ ｓｔｒｅｓｓｆｉｅｌｄ，ｔｈｅｓｉｎｇｌｅｉｎｄｅｘｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｒｏｃｋｂｕｒｓｔｔｅｎｄｅｎｃｙｃａｎｂｅｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｔｗｏｔｙｐｅｓ．ＵｓｉｎｇＢａｒｔｏｎ ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ，ＴａｏＺｈｅｎｙｕｃｒｉｔｅｒｉｏｎ，ＨｏｅｋｃｒｉｔｅｒｉｏｎａｎｄＥｒｌａｎｇＭｏｕｎｔａｉｎＴｕｎｎｅｌｃｒｉｔｅｒｉｏｎ，ｔｈｅｒｏｃｋｂｕｒｓｔｔｅｎｄｅｎｃｙｏｆｔｈｅ ｔｕｎｎｅｌｉｓｅｖａｌｕａｔｅｄ．Ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｗｏｋｉｎｄｓｏｆａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｓｔｏｒｏｃｋｂｕｒｓｔｔｅｎｄｅｎｃｙｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｏｎｉｓ ｃｏｍｐａｒｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓ，ｉｔｉｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅｃｒｉｔｅｒｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｗｈｉｃｈｒｅｆｌｅｃｔｓｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｓｔｒｅｓｓｆｉｅｌｄ，ｃａｎｊｕｄｇｅｔｈｅｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｏｃｋｂｕｒｓｔ，ａｌｔｈｏｕｇｈｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｒａｔｅｏｆｔｈｅ ｒｏｃｋｂｕｒｓｔｔｅｎｄｅｎｃｙｉｓｌｏｗ．ＴｈｅＢａｒｔｏｎｃｒｉｔｅｒｉｏｎａｎｄＴａｏＺｈｅｎｙｕｃｒｉｔｅｒｉｏｎｃａｎｂｅｕｓｅｄｔｏｅｖａｌｕａｔｅｔｈｅｒｏｃｋｂｕｒｓｔｒｉｓｋ ｇｒａｄｅａｃｃｕｒａｔｅｌｙｏｎａｌａｒｇｅｓｃａｌｅ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｂａｓｉｓａｎｄｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈｉｎｇｔｈｅ ｒｏｃｋｂｕｒｓｔｔｅｎｄｅｎｃｙｏｆｄｅｅｐｔｕｎｎｅｌｓ．
７ ６
ＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔＭｅｔｈｏｄｏｆＲｏｃｋｂｕｒｓｔＴｅｎｄｅｎｃｙｉｎＤｅｅｐＴｕｎｎｅｌｓ
ＷＵＣｈｕｎｃｈｅｎｇ１ ＺＨＵＺｈｉｈｕｉ２ ＺＨＡＮＧ Ｗｅｉ３ （１．ＣｈｉｎａＲａｉｌｗａｙＱｉｎｇｈａｉＴｉｂｅｔＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｘｉｎｉｎｇ ８１０００７，Ｃｈｉｎａ；
２．ＴｉｂｅｔＲａｉｌｗａｙＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌｈａｓａ ８５００００，Ｃｈｉｎａ； ３．ＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ １１０８１９，Ｃｈｉｎａ）
收稿日期：２０１８１０１０ 作者简介：吴春成（１９６９），男，高级工程师。 引文格式：吴春成，朱志辉，张伟．深埋隧道岩爆倾向性评估方法［Ｊ］．高速铁路技术，２０１９，１０（４）：７６－８０．
ＷＵＣｈｕｎｃｈｅｎｇ，ＺＨＵＺｈｉｈｕｉ，ＺＨＡＮＧＷｅｉ．ＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔＭｅｔｈｏｄｏｆＲｏｃｋｂｕｒｓｔＴｅｎｄｅｎｃｙｉｎＤｅｅｐＴｕｎｎｅｌｓ［Ｊ］．ＨｉｇｈＳｐｅｅｄＲａｉｌｗａｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ２０１９，１０（４）：７６－８０．
２０１９年 ８月 第 １０卷 第 ４期
高 速 铁 路 技 术 ＨＩＧＨ ＳＰＥＥＤＲ７（２０１９）０４—００７６—０５ ＤＯＩ：１０．１２０９８／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－８２４７．２０１９．０４．０１６
Ｎｏ．４，Ｖｏｌ．１０ Ａｕｇ．２０１９
第 ４期
吴春成，等：深埋隧道岩爆倾向性评估方法
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｅｅｐｔｕｎｎｅｌ；ｒｏｃｋｂｕｒｓｔｔｅｎｄｅｎｃｙ；ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ；ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ；ａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙ
２０１９年 ８月
某隧道位于我国西南部，埋深达 ２０００ｍ，岩爆风 险极高［１］。迄今已发生上百次岩爆，中等及以上岩爆 次数较多。岩爆倾向性判别是深埋高应力隧道开挖过 程中的重要内容，因此，开展深埋隧道岩爆倾向性判别 方法研究具有重要意义。
关于岩爆倾向性判别方法，国内外学者在强度、刚 度、突变、分形和能量等诸多方面提出了众多岩爆风险 和倾向性估计判据。代表性的有岩爆变量公式预测、 经验判据评 判、人 工 神 经 网 络 预 测、模 糊 数 学 综 合 评 判、模糊概率风险预测、可拓物元评判、距离判别分析 方法等。岩爆倾向性判别方法可概括性地化分为单指 标经验判据和多因素经验评价指标或系统两大类。单 指标经验判据方法多以强度、能量和刚度等理论为基 础，典 型 性 的 判 别 方 法 有 Ｈｏｅｋ判 据［２］、Ｒｕｓｓｅｎｅｓ判 据［３］、Ｔｕｒｃｈａｎｉｎｏｖ判据［４］、二郎山隧道判据［５］、陶振宇 判据［６］、Ｂａｒｔｏｎ判据［７］等。面对不同工程概况，各类岩 爆倾向性判据方法的适用性不同。为准确判定深埋隧 道开挖过程中的岩爆倾向性，有必要针对各类岩爆倾 向性经验判据方法，开展适用性对比分析研究。