巖爆常識與分級標(biāo)準(zhǔn)

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1、一般巖爆的預(yù)防及處理（1）巖爆產(chǎn)生條件　?、俳鷺?gòu)造活動山體內(nèi)地應(yīng)力較高，巖體內(nèi)儲存著很大的應(yīng)變能；　　②圍巖新鮮完整，裂隙極少或僅有隱裂隙，屬堅(jiān)硬脆性介質(zhì)，能夠儲存能量，而其變形特性屬于脆性破壞類型，應(yīng)力解除后，回彈變形很?。弧　、劬哂凶銐虻纳细矌r體厚度，一般均遠(yuǎn)離溝谷切割的卸荷裂隙帶，埋藏深度多大于200m；　?、軣o地下水，巖體干燥；　　⑤開挖斷面形狀不規(guī)則，造成局部應(yīng)力集中?！　、拊谌芸纵^多的巖層里，則一般不會發(fā)生巖爆?！　。?）巖爆的特點(diǎn)　　隧洞內(nèi)的巖爆一般具有以下特點(diǎn)：　　①在未發(fā)生前，并無明顯的征

2、兆，雖經(jīng)過仔細(xì)尋找，并無空響聲，一般認(rèn)為不會掉落石塊的地方，也會突然發(fā)生巖石爆裂聲響，石塊有時(shí)應(yīng)聲而下，有時(shí)暫不墜下?！　、趲r爆發(fā)生的地點(diǎn)多在新開挖的工作面附近，個(gè)別的也有距新開挖工作面較遠(yuǎn)，常見的巖爆部位以拱部或拱腰部位為多；巖爆在開挖后陸續(xù)出現(xiàn)，多在爆破后的2～3小時(shí)，24小時(shí)內(nèi)最為明顯，延續(xù)時(shí)間一般1～2個(gè)月，有的延長1年以上，事前一般無明顯預(yù)兆?！　、蹘r爆時(shí)圍巖破壞的規(guī)模，小者幾厘米厚，大者可多達(dá)幾十噸重。石塊由母巖彈出，小者形狀常呈中間厚、周邊薄、不規(guī)則的片狀脫落，脫落面多與巖壁平行。　?、軒r爆圍巖

3、的破壞過程，一般新鮮堅(jiān)硬巖體均先產(chǎn)生聲響，伴隨片狀剝落的裂隙出現(xiàn)，裂隙一旦貫通就產(chǎn)生剝落或彈出，屬于表部巖爆；在強(qiáng)度較低的巖體，則在離隧洞掌子面以里一定距離產(chǎn)生，造成向洞內(nèi)臨空面沖擊力量最大，這種巖爆屬于深部沖擊型?！　。?）巖爆的現(xiàn)場預(yù)測預(yù)報(bào)　?、俚匦蔚孛卜治龇暗刭|(zhì)分析法　　認(rèn)真查看其地形地貌，對該區(qū)的地形情況有一個(gè)總體的認(rèn)識，在高山峽谷地區(qū)，谷地為應(yīng)力高度集中區(qū)，另外根據(jù)地質(zhì)報(bào)告資料初步確定輔助洞施工期間可能遇到的地應(yīng)力集中和地應(yīng)力偏大的地段?！　∫罁?jù)地質(zhì)理論，在地殼運(yùn)動的活動區(qū)有較高的地應(yīng)力，在地區(qū)上

4、升劇烈，河谷深切，剝蝕作用很強(qiáng)的地區(qū)，自重應(yīng)力也較大。　?、贏E法（聲發(fā)射法）　　AE法主要利用巖石臨近破壞前有聲發(fā)射現(xiàn)象這一結(jié)果，通過聲波探測器對巖石內(nèi)部的情況進(jìn)行檢測，該方法的基本參量是能率E和大事件數(shù)頻度N，它們在一定程度上反映出巖體內(nèi)部的破裂程度和應(yīng)力增長速度。這種預(yù)報(bào)方法是最直接的，也是最有效的?！　、坫@屑法（巖芯餅化法）　　這種方法是通過對巖石鉆孔進(jìn)行，可在進(jìn)行超前預(yù)報(bào)鉆孔的同時(shí)，對鉆出的巖屑和取出的巖芯進(jìn)行分析；對強(qiáng)度較低的巖石，根據(jù)鉆出巖屑體積大小與理論鉆孔體積大小的比值來判斷巖爆趨勢。在鉆孔

5、過程中有時(shí)還可以獲得如爆裂聲、磨察聲和卡鉆現(xiàn)象等輔助信息來判斷巖爆發(fā)生的可能性?！　、艿販胤ā　〔捎眉t外線測溫儀，若地溫接近正常埋深地溫，說明地下水滲流弱，圍巖干燥無水，則產(chǎn)生巖爆的可能性較大。　　以上幾種方法在實(shí)際施工過程中要綜合應(yīng)用，相輔相成互相印證，方能對巖爆的發(fā)生進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)?！　。?）巖爆防治措施　　①改善圍巖應(yīng)力　　這種方法主要是降低圍巖應(yīng)力是圍巖應(yīng)力小于圍巖強(qiáng)度，避免巖爆的發(fā)生。在施工中主要采取如下措施：　　在洞身開挖爆破時(shí)，采用“短進(jìn)尺、多循環(huán)”，采用光面爆破技術(shù)，盡量減少對圍巖的擾動，改善

6、圍巖應(yīng)力狀態(tài)?！　∵x擇合適的開挖斷面形式，也可改善圍巖應(yīng)力狀態(tài)?！　?yīng)力解除法：通過打設(shè)超前鉆孔或在超前鉆孔中進(jìn)行松動爆破，在圍巖內(nèi)部造成一個(gè)破壞帶，即形成一個(gè)低彈區(qū)，從而使動壁和掌子面應(yīng)力降低，使高應(yīng)力轉(zhuǎn)移至圍巖深部，施工時(shí)可在掌子面上打設(shè)5～6個(gè)超前鉆孔，深15～20m左右，既可以起到超前鉆探地質(zhì)的作用，又可以起到釋放掌子面應(yīng)力的作用。超前鉆孔的布置形式及參數(shù)與地質(zhì)預(yù)測預(yù)報(bào)孔相同?！　、诟纳茋鷰r性質(zhì)　　在施工過程中，可采取對工作面附近隧道巖壁噴水或鉆孔注水來促進(jìn)圍巖軟化，從而消除或減緩巖爆程度。但這種方法

7、在隧道施工中一般對隧道圍巖的穩(wěn)定有一定的影響?！　、蹖鷰r進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)和超前支護(hù)加固　　其作用有兩個(gè)：　　改善掌子面及1～2倍洞徑洞段內(nèi)圍巖的應(yīng)力狀態(tài)，由于支護(hù)的作用不但改變了應(yīng)力大小的分布，而且還使洞壁從單維應(yīng)力狀態(tài)變?yōu)槿S應(yīng)力狀態(tài)?！　M采用的加固辦法有：錨桿和超前錨桿支護(hù)、錨噴砼支護(hù)、鋼纖維噴砼支護(hù)、鋼支撐，二次襯砌。這種方法是施工中最為常用的，因此施工過程中，在易發(fā)生巖爆的地段，要采取錨桿、超前錨桿支護(hù)、錨噴砼支護(hù)、鋼纖維噴砼支護(hù)、鋼支撐等多種支護(hù)方法有效的組合在一起來防止巖爆的發(fā)生。　?。?）巖爆段

8、施工技術(shù)來源：　　針對隧道的地質(zhì)特征，在施工中可能出現(xiàn)巖爆的地段應(yīng)采取積極主動的預(yù)防措施和強(qiáng)有力的施工支護(hù)，確保巖爆地段的施工安全，將巖爆發(fā)生的可能性及巖爆的危害降到最低。在高應(yīng)力地段施工中可采用以下技術(shù)措施：　?、僭谑┕で埃槍σ延锌睖y資料，首先進(jìn)行概念模型建模及數(shù)學(xué)模型建模工作，通過三維有限元數(shù)值運(yùn)算、反演分析以及對隧道不同開挖工序的模擬，初步確定施工區(qū)域地應(yīng)力的數(shù)量級以及施工過程中哪些部位及里