淺談隧道施工期間巖爆預(yù)測和防治

《淺談隧道施工期間巖爆預(yù)測和防治》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、淺談隧道施工期間巖爆預(yù)測和防治巴圖格爾-師【摘要】在施工中安全快速對巖爆進行處理是確保工程施工安全和施工進度的關(guān)鍵和重點。本文重點介紹錦屏山引水隧洞工程施工期間巖爆段的預(yù)測和巖爆可能發(fā)生的等級與相應(yīng)的防治措施和對施工進度的影響作了簡單分析，并對項目部在施工中具體采取的防治措施進行了歸納總結(jié)，為類似工程施工提供參考借鑒。【關(guān)鍵詞】巖爆預(yù)測防治措施1工程概況錦屏二級水電站位于四川省涼山彝族自治州木里、鹽源、冕寧三縣交界處的雅礱江干流錦屏大河彎上。工程地處高山峽谷，呈V字型，遠離人口稠密和交通發(fā)達地區(qū)。

2、錦屏二級水電站利用雅礱江下游河段150km長大河彎的天然落差，全長約16.67km的引水隧洞，截彎取直獲得水頭。電站總裝機容量4800Mw，單機容量600Mw。工程樞紐主要由首部攔河閘、引水系統(tǒng)、尾部地下廠房三大部分組成，為一低閘、長隧洞、大容量引水式電站。首部攔河閘壩位于雅礱江錦屏大河彎西端的貓貓灘，電站進水口位于閘址上游2.9km處的景峰大橋，地下發(fā)電廠房位于雅礱江錦屏大河彎東端的大水溝，四條引水隧洞穿過錦屏山連接閘壩與廠區(qū)樞紐。錦屏二級水電站引水隧洞處于高山峽谷的巖溶地區(qū)，地質(zhì)條件復(fù)雜，具有

3、埋深大、洞線長、洞徑大的特點。主要工程地質(zhì)問題有高地應(yīng)力和巖爆、涌(突)水、高地溫、有害氣體、圍巖穩(wěn)定及隧洞所穿越的斷層破碎帶等。2引水隧洞工程的應(yīng)力特征施工設(shè)計文件附件對引水隧洞的應(yīng)力特征作了說明：在深800～1200m時，地應(yīng)力場由谷坡地帶局部地應(yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)橐源怪睉?yīng)力為主的自重應(yīng)力場，但地應(yīng)力隨埋深的增加呈非直線型關(guān)系，s1/s3地應(yīng)力比值是隨埋深的增加而逐漸減小；在高程1600m處最大主應(yīng)力值為70.1MPa，最小主應(yīng)力值為30.1MPa。其主應(yīng)力值是從上到下逐漸增大，斷層穿過的巖體周圍主應(yīng)力

4、值有明顯的減小。3巖爆發(fā)生的特征與規(guī)律3.1巖爆發(fā)生的特征根據(jù)輔助洞西端B線巖爆發(fā)生規(guī)律的統(tǒng)計表明：T2z雜谷腦組中，隨埋深增7加，巖爆隨之增多，發(fā)生的巖爆以零星、成片、連續(xù)型巖爆，巖爆等級以輕微為主，少數(shù)洞段發(fā)生有中等巖爆～強烈?guī)r爆；在西端白山組T2b的個別洞段已發(fā)生強烈～極強巖爆，似放炮聲、雷鳴聲，有剝落、劈裂、彈射、有集中崩落現(xiàn)象，最大巖爆坑深達3～5m，巖爆發(fā)生時間持續(xù)在3～72小時不等。巖爆多發(fā)生在距掌子面6～12m的范圍內(nèi)，掌子面開挖后的5～20小時是巖爆發(fā)生的高峰期。3.2巖爆發(fā)生的

5、規(guī)律輔助洞西端巖爆總體上T2z、T1、T3地層比T2b要弱，但都有如下規(guī)律：①斷層帶和節(jié)理密集發(fā)育地帶不會發(fā)生巖爆；②地下水出露洞段不會發(fā)生巖爆，或發(fā)生概率與發(fā)生強度要小一些；③地溫值相對較低洞段不會發(fā)生巖爆，或發(fā)生概率與發(fā)生強度小一些，否則易發(fā)生巖爆；④巖相發(fā)生變化附近，易發(fā)生巖爆；⑤巖體為整體結(jié)構(gòu)、類整體結(jié)構(gòu)、塊狀結(jié)構(gòu)的洞段易發(fā)生巖爆；⑥超前鉆孔出現(xiàn)餅化現(xiàn)象的地段，巖爆的危險性很大；⑦聽到巖石劈裂的響聲和看到隨后巖塊的掉塊現(xiàn)象可能會發(fā)生巖爆；⑧同一斷面，中線一側(cè)滲出水，另一側(cè)也有巖爆發(fā)生。4引

6、水隧洞巖爆預(yù)測結(jié)合輔助洞西的巖爆發(fā)生規(guī)律，預(yù)測錦屏電站二級引水隧洞在開挖過程中將產(chǎn)生巖爆，其強烈程度以輕微～中等為主，局部洞段將發(fā)生強烈～極強巖爆，但總體上洞線以進入白山組為界，之前要弱些，進入白山組后要強些。預(yù)測今后(以4#洞線為例)累計發(fā)生巖爆的長度：在引（4）2+500前，弱巖爆Ⅱb=668m、中等巖爆Ⅲb=44m，合計712m；在引（4）4+700前，弱巖爆Ⅱb=859m、中等巖爆Ⅲb=58m，合計917m；在引（4）6+000前，弱巖爆Ⅱb=1138m、中等巖爆Ⅲb=125m，Ⅳb=23

7、m，合計1286m。5巖爆的常用處理方法與措施目前巖爆處理的常用方法歸納起來，不外乎兩種主要手段，即一是以防為主的方案：以改善圍巖物理力學(xué)性質(zhì)、應(yīng)力解除法、調(diào)整作業(yè)、待避；二是以治為主的加固圍巖方案：具體包括噴、錨網(wǎng)、超前支護、格柵鋼架等加固措施。7根據(jù)輔助洞的經(jīng)驗，引水隧洞擬將采用如下方法處理巖爆：清碴找頂后（必要時先初噴CF30砼），作水脹式錨桿臨時支護，此過程能在巖爆發(fā)生前的最佳時間4～5小時范圍內(nèi)予以完成（進尺1.8～2m時,出碴2.5小時、臺車就位與錨桿鉆孔安裝1.5～2.5小時），隨后

8、立即安排噴CF30鋼纖維砼（摻以納米為主的特殊材料），厚度5～10cm；等掌子面掘進到20m或稍后，將組織系統(tǒng)中空注漿錨桿的施工與復(fù)噴CF30（或C25素砼）砼至設(shè)計厚度。當(dāng)掌子面有巖爆發(fā)生跡象時，亦在掌子面施作水脹錨桿并噴綱纖維砼，以確保施工過程的安全。對極強巖爆將采取應(yīng)力解除、錨網(wǎng)噴、型鋼拱架與二次襯砌等綜合措施予以處理。特殊情況下，在出碴前也可先初噴5～10cm鋼纖維砼。5.1應(yīng)力釋放孔可有效減輕巖爆強度對于中等巖爆及以上強度的巖爆，在鉆爆破孔前可根據(jù)巖爆可能發(fā)生的部位，施作