隧道岩爆的防治措施

岩爆又称岩爆，是指在一定条件下，岩体中积累的弹性变形势能突然剧烈释放，导致岩爆和岩爆的现象。轻微岩爆只有片状岩块，没有喷射现象。严重的岩爆可测量到4.6级，强度为7-8度，对地面建筑物造成损害，并伴有巨大的噪音。岩爆可以在瞬间突然发生，持续几天到几个月。岩爆的条件是岩体具有较高的地应力，超过岩石本身的强度，岩石具有较高的脆性和弹性。在这种情况下，一旦岩体的原始平衡状态由于地下工程活动而被破坏，岩体中积累的能量将导致岩石被破坏，破碎的岩石将被抛出。发生原因发生条件：岩爆发生在高地应力硬脆性岩体的洞室开挖过程中。发生原因：围岩强度不能适应由于集中的过大应力引起的突然失稳和破坏。预防措施：消除应力、注水软化、使用锚杆-钢丝网-混凝土防爆支架等。1基本解释岩爆是岩石工程中围岩的突然破坏，伴随着岩体应变能的突然释放，是岩石破裂过程中的一种失稳现象。岩爆-简介岩爆是深埋地下工程施工过程中常见的动力破坏现象。当积聚在岩体中的高弹性应变能大于岩石破坏所消耗的能量时，岩体结构的平衡被破坏，多余的能量导致岩石破裂，导致岩石碎片剥落并从岩体中坍塌。岩爆经常造成开挖面的严重破坏、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。轻微的岩爆只会剥落岩石碎片而不会弹出。严重程度可测量到4.6级，通常持续几天或几个月。岩爆的原因是岩体具有较高的地应力，超过了岩石本身的强度，岩石具有较高的脆性和弹性。这时，一旦地下工程破坏了岩体的平衡，强大的能量就摧毁了岩石，并将破碎的岩石抛了出去。预防岩爆的方法有应力释放法、注水软化法和锚杆-钢丝网-混凝土支护。岩爆-形成条件1.现代构造活动山的应力较高，大量应变能储存在岩石中。当这种能量超过坚硬岩石本身的强度时；2.围岩坚硬、新鲜、完整，几乎没有或只有隐藏的裂缝。它有很高的脆性和弹性，可以储存能量。然而，其变形特征属于脆性破坏类型。当应力释放时，回弹变形非常小。3.埋藏深度大(通常超过200米)且远离沟谷切割的卸荷断裂带；4.地下水较少，岩体干燥。5.开挖断面不规则，地下工程在大型洞室中有较多的分岔孔，或断面变化引起局部应力集中的区域。地质结构岩爆主要发生在褶皱构造的坚硬岩石中。岩爆与断层和节理构造密切相关。当工作面平行于裂隙或节理走向时，岩爆很容易触发。岩体中节理密度和张开度对岩爆有明显的影响。当工作面岩体中散布大量岩脉时，也可能发生岩爆。岩爆判断岩爆的应力条件1.洞壁最大周向应力 与围岩单轴抗压强度c之比用于分析。2.用天然应力中最大主应力1与岩块单轴抗压强度c之比来判断。围岩应力状态经验公式： 1/ c 0.165 0.35(或 c/ 16.06 2.86)的脆性岩体最容易发生岩爆。岩爆预防和处理采取积极的预防措施和强有力的施工支持，确保岩爆地段的施工安全，最大限度地减少岩爆的可能性和危害。高应力段施工可采取以下技术措施：1.施工前，针对现有的测量数据，首先进行概念模型建模和数学模型建模。通过对隧道不同开挖程序的三维有限元数值计算、反演分析和模拟，初步确定了施工区域的地应力大小以及施工过程中哪些部位和里程容易发生岩爆，优化了施工开挖和支护顺序，为施工中岩爆的防治提供了初步的理论依据。2.在施工过程中，加强超前地质探测，预测岩爆的可能性和地应力的大小。采用上述先进的钻探、声波反射和地温探测方法，利用隧道内的地质录井观察岩石特征，综合运用多种方法判断可能发生岩爆的高地应力范围。3.钻超前孔，通过注水来转移隧道面的高地应力或降低围岩的表面张力。可以通过地质钻机或液压钻机车在工作面上钻超前孔。孔的直径为45毫米，每个循环可以布置4-8个孔，深度为5-10米。如有必要，也可以钻一些径向应力释放孔。钻孔方向应垂直于岩石表面，间距为几十厘米，深度为1-3米。必要时，如果预测的地应力较高，可在超前探测孔内进行松动爆破，或通过小爆破使整个岩体破裂，或向孔内压入水，以避免应力集中的发生。4.施工中应加强监控工作。通过对围岩和支护结构的现场观测，通过辅助坑道拱顶的沉降、二维收敛以及锚杆测力计和多点位移计读数的变化，可以定量预测延时深冲击岩爆，指导开挖和支护施工，确保安全。5.在开挖过程中，应采用“短进尺、多循环”的方法。同时，采用光面爆破技术，严格控制药物用量，尽量减少爆破对围岩的影响，使开挖断面尽可能规则，减少局部应力集中的可能性。岩爆地段的开挖进尺应严格控制在2.5m以内.6.加强施工支撑工作支护方法是爆破后立即向拱和边墙喷射钢纤维或塑料纤维混凝土，然后再添加锚杆和钢筋网。必要时，应架设钢拱，并安装先进的螺栓进行支撑。衬砌工作应按照开挖过程进行，以尽量减少岩层暴露时间，减少岩爆的发生，确保人身安全。如有必要，可采用跳车衬砌。同时，听到爆破声后，应立即准备和支撑临时钢木排，以防发生事故。7.对于发生岩爆的部分，可以通过在岩壁上切割凹槽来释放应力。从而降低岩爆的强度。8.岩爆地段施工时，应对人员和设备进行必要的保护，确保施工安全。岩爆-特征1.岩石砂岩主要坚硬干燥。在它发生之前，没有明显的迹象。虽然它被仔细搜查过，但没有空的噪音。一般来说，石头不会掉落的地方会突然爆裂，石头一般会掉落。2.岩爆发生在新开挖的工作面，距离工作面1 3倍的隧道直径范围内。其中一些还远离新挖掘的工作面。3.岩爆期间围岩损伤的范围，小的几厘米厚，大的几吨重。较小的形状通常呈不规则的鱼鳞状，中间厚，外围薄，呈脱落状，脱落面大多与岩壁平行。4.在岩爆围岩的破坏过程中，一般新鲜坚硬的岩体首先产生声音，伴随着片状裂纹，裂纹一穿透就会剥落或弹出，属于表面岩爆。5.由于爆破震动的影响，开挖段的应力重新分布，导致冰碛头大面积岩爆，小块鱼鳞状碎屑脱落，甚至堵塞岩壁事故发生时，共有75名工人在掘进工作面值班。截至11月4日凌晨4点，已有14人被安全抬入井中，4人死亡，57人仍被困在地下。事故发生后，河南省委、省政府高度重视。省长郭耿茂、副省长李可、陈雪峰及河南、三门峡相关部门赶赴现场指导救援工作。2011年11月4日凌晨，国家安全监管总局局长骆林、国家安全监管总局副局长、国家煤矿安全监察局局长赵铁锤赶赴事故现场。易煤业集团公司也立即启动了应急预案，按照职责分工分成六组开展救援工作。一个200多人的救援队被组织起来，轮流在地下500多米的深处工作，在事故发生的工作面挖一条救援巷。预计11月4日中午12点左右，救援巷将向工作面开放。在工作面上巷钻孔的设备和人员也已到位，以尽快通过第二救援通道。此外，河南省救援中心、平煤集团和郑煤业集团的3台车载钻机也正在赶往事故现场，从地面到事故发生的作业面钻救援孔，以方便通风和通讯，并开辟第三条救援通道。1亚西公路隧道出口局部岩爆崖西路泥山隧道出口发生大规模严重岩爆。2011年8月7日凌晨3时17分，正在开挖的泥山隧道出口(中铁十二局C7合同段)右线已完成初期支护yk59 379-yk59 339纵向长度40米范围内发生大规模严重岩爆，距隧道掌子面约20米。强烈岩爆活动产生的巨大噪音将岩洞右侧从拱腰到拱顶的岩石分割成板块、块体和薄片，这些岩石连续出现在40米的纵向范围内，最大深度为3.6米。大量的片石散落