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一般岩爆如何预防及处理?

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提问人72980 - 泥土工 2级  举报  

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关键词: ,施工,产生

   
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回答人:54253789 - 泥土工 2级 - 提交时间:2015/3/17 9:46:00   我也要给他一个好评有用(0)  我要给他一个坏评没用(0)  举报

(1)岩爆孕育产生条件 
  ①近代结构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,岩体干枯; 
  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,则一般不会产生岩爆。 
  (2)岩爆的特点 
  隧洞内的岩爆一般具有以下特点: 
  ①在未产生前,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,也会突然产生岩石爆裂声响,石块有时应声而下,有时暂不坠下。 
  ②岩发作生的所在多在新开挖的劳动面相近,个另外也有距新开挖劳动面较远,多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孕育产生声响,陪同片状剥落的裂隙出现,裂隙一旦贯通就孕育产生剥落或弹出,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孕育产生,造成向洞内临空面进攻力量最大,这种岩爆属于深部进攻型。 
  (3)岩爆的现场预测预报 
  ①地形地貌剖析法及地质剖析法 
  认真观察其地形地貌,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,另外凭据地质申报资料开端确定帮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,该要领的基本参量是能率E和大事件数频度N,它们在一定水平上反应出岩体内部的破裂水平和应力增长速度。这种预报要领是最直接的,也是最有效的。 
  ③钻屑法(岩芯饼化法)
  这种要领是通过对岩石钻孔进行,可在进行超前预报钻孔的同时,对钻出的岩屑和取出的岩芯进行剖析;对强度较低的岩石,凭据钻出岩屑体积巨细与理论钻孔体积巨细的比值来判断岩爆趋势。在钻孔过程中有时还可以获得如爆裂声、磨察声和卡钻现象等帮助信息来判断岩发作生的可能性。 
  ④地温法 
  接纳红外线测温仪,若地温接近正常埋深地温,说明地下水渗流弱,围岩干枯无水,则孕育产生岩爆的可能性较大。 
  以上几种要领在实际施工过程中要综合应用,相辅相成互相印证,方能对岩爆的产生进行准确的预报。 
  (4)岩爆防治办法 
  ①改进围岩应力 
  这种要领主要是降低围岩应力是围岩应力小于围岩强度,制止岩爆的产生。在施工中主要接纳如下办法: 
  在洞身开挖爆破时,接纳“短进尺、多循环”,接纳光面爆破技术,尽量减少对围岩的扰动,改进围岩应力状态。 
  选择合适的开挖断面形式,也可改进围岩应力状态。 
  应力解除法:通过打设超前钻孔或在超前钻孔中进行松动爆破,在围岩内部造成一个破坏带,即形成一个低弹区,从而使动壁和掌子面应力降低,使高应力转移至围岩深部,施工时可在掌子面上打设5~6个超前钻孔,深15~20m左右,既可以起到超前钻探地质的作用,又可以起到释放掌子面应力的作用。超前钻孔的安排形式及参数与地质预测预报孔相同。 
  ②改进围岩性质 
  在施工过程中,可接纳对劳动面相近隧道岩壁喷水或钻孔注水来促进围岩软化,从而消除或减缓岩爆水平。但这种要领在隧道施工中一般对隧道围岩的稳定有一定的影响。 
  ③对围岩进行加强支护和超前支护加固 
  其作用有两个: 
  改进掌子面及1~2倍洞径洞段内围岩的应力状态,由于支护的作用不但转变了应力巨细的漫衍,并且还使洞壁从单维应力状态变为三维应力状态。 
  拟接纳的加固要领有:锚杆和超前锚杆支护、锚喷砼支护、钢纤维喷砼支护、钢支撑,二次衬砌。这种要领是施工中最为常用的,因此施工过程中,在易产生岩爆的地段,要接纳锚杆、超前锚杆支护、锚喷砼支护、钢纤维喷砼支护、钢支撑等多种支护要领有效的组合在一起来防备岩爆的产生。 
  (5)岩爆段施工技术
  针对隧道的地质特征,在施工中可能出现岩爆的地段应接纳积极主动的预防办法和强有力的施工支护,确保岩爆地段的施工安定,将岩发作生的可能性及岩爆的危害降到最低。在高应力地段施工中可接纳以下技术办法: 
  ①在施工前,针对已有勘测资料,首先进行观点模型建模及数学模型建模劳动,通过三维有限元数值运算、反演剖析以及对隧道差别开挖工序的模拟,开端确定施工区域地应力的数量级以及施工过程中哪些部位及里程容易出现岩爆现象,优化施工开挖和支护顺序,为施工中岩爆的防治提供开真个理论依据。 
  ②在施工过程中,加强超前地质探测,预报岩发作生的可能性及地应力的巨细。接纳上述超前钻探、声反射、地温探测要领,同时利用隧道内地质辑录观察岩石特性,将几种要领综合运用判断可能产生岩爆高地应力的范畴
  ③打设超前钻孔转移隧道掌子面的高地应力或注水降低围岩外貌张力超前钻孔可以利用钻探孔,在掌子面上利用地质钻机或液压钻孔台车打设超前钻孔,钻孔直径为45mm,每循环可安排4~8个孔,深度5~10m,须要时也可以打设局部径向应力释放孔,钻孔偏向应笔直岩面,间距数十厘米,深度1~3m不等。须要时,若预测到的地应力较高,可在超前探孔中进行松动爆破或将完整岩体用小炮震裂,或向孔内压水,以制止应力集中现象的出现。 
  ④在施工中应加强监测劳动,通过对围岩和支护结构的现场观察、通过对帮助洞拱顶下沉、两维收敛以及锚杆测力计、多点位移计读数的转变,可以定量化地预测滞后产生的深部进攻型岩爆,用于指导开挖和支护的施工,以确保安定。 
  ⑤在开挖过程中接纳“短进尺、多循环”,同时利用光面爆破技术,严格控制用药量,以尽可能减少爆破对围岩的影响并使开挖断面尽可能规则,减小局部应力集中产生的可能性。在岩爆地段的开挖进尺严格控制在2.5m以内。 
  ⑥加强施工支护劳动 
  支护的要领是在爆破后立即向拱部及侧壁喷射钢纤维或塑料纤维混凝土,再加设锚杆及钢筋网。须要时还要架设钢拱架和打设超前锚杆进行支护。 
  衬砌劳动要紧跟开挖工序进行,以尽可能减少岩层袒露的时间,减少岩爆的产生和确保人身安定,须要时可接纳跳段衬砌。同时应准备好临时钢木排架等,在听到爆裂响声后,立即进行支护,以防产生事故。 
  ⑦对产生岩爆的地段,可接纳在岩壁切槽的要领来释放应力。以降低岩爆的强度。 
  ⑧在岩爆地段施工对人员和设备进行须要的防护,以包管施工安定。

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