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如何防治隧道岩爆?

2017.06.29 11:394042

随着建设工程向深部发展,由深埋高应力导致的动力灾害(如深埋隧洞岩爆和深部矿山巷道冲击地压等)在深部工程建设中频发,已成为深部工程施工的普遍问题。然而,究竟该如何防治隧道岩爆呢?

岩爆是一种地质灾害,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。岩爆的发生是突发性的,岩体急剧破坏,岩片由岩体表面上突发性的飞出,极大地威胁着地下工程施工人员和设备的安全。那么,什么是岩爆?如何防治隧道岩爆呢?佰佰安全网来普及下相关的地质灾害小知识。

岩爆是什么?

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。

岩爆产生的条件

不是任何隧道施工都会发生岩爆,岩爆的发生通常应具备以下条件:

1)隧道位于地应力较高的近代构造活动山体内且岩体内存储着很大的应变能。

2)围岩完整,属坚硬脆性介质,能够储存能量,应力解除后,回弹变形很小。

3)具有足够的覆盖层,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)隧道开挖断面形状不规则,易造成局部应力集中。

隧道岩爆的发生与地震活动、断层滑动或开挖布局和进程有联系,同时也与岩性、构造和地应力状态等因素有密切关系;隧道岩爆的发生与施工技术的也息息相关,一个合理有效的隧道施工技术能够最大程度的减少施工发生岩爆机率;隧道岩爆的发生与施工技术人员的综合素质水平以及其自身采取的施工方法也密切相关。

隧道岩爆的特点

1)在未发生前,并无明显征兆,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,有时暂不坠落。

2)岩爆多发生在隧道新开挖的工作面附近,个别也有距离新开挖面较远的距离,常见岩爆以拱部或拱腰部居多;岩爆在开挖后陆续出现,多在爆破后23小时,24小时以内为最明显,延续时间多为12个月,有的延续时间达1年以上,事前一般无明显征兆。

3)岩爆时围岩破坏的规模,小者几厘米厚,大者可达几十吨重。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,属于表层岩爆;在强度较低岩体,则在离隧道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。

隧道岩爆的危害

岩爆往往造成开挖工作面的严重破坏、设备损坏和人员伤亡,已成为岩石地下工程和岩石力学领域的世界性难题。轻微的岩爆仅剥落岩片,无弹射现象。严重的可测到4.6级的震级,一般持续几天或几个月。

隧道岩爆的防治措施


隧道岩爆的防治工作,仍是以预防为主,治理为辅的主要防治对策。

1、岩爆的预防措施

1)切实提高光面爆破效果,保证洞室轮廓规则圆顺,避免应力集中;并严格控制装药量,以尽可能减少爆破对围岩的影响。

2)爆破后立即对围岩喷洒高压水,软化岩石,减弱岩爆强度。

3)加强机械找顶和人工来回找顶。

4)选用预先释放部分能量的办法,如松动爆破法、超前钻孔预爆法、超前小导坑掘进法、打应力释放孔等方法,将岩石原始应力释放。

2、岩爆的处理措施

1)对岩爆部位加强找顶工作,只有当找顶彻底后,方能进行下一步的测量画弧和钻眼作业。

2)加强对岩爆部位的支护,必须先打安全锚杆(必要时再挂网),并根据实际情况进行喷浆封闭,再进行开挖作业,这样才能使锚杆在爆破前有充分的凝固时间和防止石块掉落。在锚杆安装好后再在锚杆之间钻适量的空眼,以减小岩爆二次发生的机率和强度。

3)岩爆严重时,台车上的人员要及时撤离到安全地点,然后由有经验的人在有人陪同下对岩爆部位进行找顶处理。找顶从上而下,上层找好铺完架子后再进行下层找顶。一定要等找顶工作彻底后,所有人员才能进入掌子面进行作业。同时各作业人员要注意做好自我防护,提高自我保护意识,切忌盲目作业。

4)对于岩爆特别严重的部位,在最短的时间内要对围岩进行锚喷网支护,防止作业时落石伤人,待二次岩爆过后,采用钢格栅支护,用Φ22mm螺纹钢与锚杆焊接成网状,然后及时进行二次喷浆支护;钻眼前并先打超前锚杆。

有关隧道岩爆的地质灾害小知识就为您介绍到这,更多地质灾害知识请到本网站搜索查询吧!

( 作者: 陈淼琪 )

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