岩爆多发生在埋藏很深、整体、干燥和质地坚硬的岩层中。发生的地点,多在新开挖工作面及其它附近,个别的也有距新开挖工作面较远;发生的时间,多在爆破后2-3h(或更长时间)。在溶孔较多的岩层里,则不发生岩爆。 1.施工方法
1.1爆破后通风排烟,立即向工作面及附近洞壁岩体喷洒高压水,以降低岩体强度,增强塑性,减弱岩体的脆性,降低岩爆的剧烈程度,同时可以起到降温除尘的作用。也可以利用炮孔和锚杆孔向岩体深处注水,以取得更佳效果。
1.2喷钢纤维混凝土(处理轻微岩爆),由于钢纤维砼具有较大的柔性和抗剪能力,因此,能够承受较大的变形而不使表层开裂。
1.3及时施作锚杆(加固和治理中等岩爆)加固岩体,改变洞壁岩体的应力状态,改变岩爆的触发条件,控制岩爆发生的前两个阶段的发展,从而达到防止岩爆发生的目的。锚杆应环向施作或超前施作,锚杆的长度应大于2.5m,间距视现场情况而定,选用机械式锚杆,摩擦锚杆或膨胀锚杆。
1.4采用锚网喷联合支护,在中等和强烈岩爆区,除了安装系统锚杆外,还可配合挂钢筋网和喷砼,也可用喷钢纤维砼代替挂网喷护。
1.5改善钻爆施工方法
1.5.1将深孔爆破改为浅孔爆破,减少一次装药量,拉大不同部位炮眼的雷管段位间隔,从而延长爆破时间,减轻爆破对围岩的影响,
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减小爆破应力场的叠加,降低岩爆频率和强度。
1.5.2改变洞室的开挖断面形状,把洞室直接或近似开挖成相应于岩爆后围岩稳定的洞室形状,如“A“字形,不规则的梯形等,从而减小岩爆的程度。
1.5.3在强烈岩爆区用台车打应力释放孔。
1.6超前应力解除:台车在工作面钻眼时,在掌子面周边拱线处钻两排4.5-5.0m深的炮眼(间距40-50cm,外插角250-350),炮眼间隔装药,每个装药的炮眼装500-750g,Φ40mm的4#抗水铵梯岩石炸药,并与掌子面同时起爆,这样,可以在拱部2-3m以上的岩体内部形成一个爆破松动圈,截断面体内部应力的集中,从而减小洞室岩体的切线应力,借助岩体本身可形成一种支护层(见图)
爆破后岩体松动图 装药孔 预裂孔 超前应力解除断面示意图
2.施工工艺流程图
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施工准备 给主要设备安防护网(棚) 钻眼 爆破 通风排烟 清除爆裂危石 下一个循环
喷洒高压水 初喷砼 出碴 锚杆加工 安装超前或环向锚杆 挂钢丝网 复喷砼 合格 断面检查 3.劳动力组织及进度指标
与常规隧道施工一样,只增设临时防护设施,给主要的施工设备
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安装防护网和防护棚架。 4.机械设备配置
与常规隧道施工一样配置 5.质量控制要点
5.1如设有平行导坑的隧道,则平导应掘进超前正洞一定距离,以了解地质,分析可能发生的岩爆的地段,以便正洞施工达到相应地段时加强防卫,采取必要措施。
5.2使用光面爆破,并严格控制用药量,以尽可能减少爆破对围岩的影响。
5.3可选用预先释放部份能量的方法,如松动爆破法、超前钻孔预爆法,或喷射高压水冲洗法,先期将岩层的原始应力释放一些,以减少岩爆的发生。
5.4加强支护工作,支护的方法是在爆破后立即向拱部及侧壁进行喷射砼,再加设锚杆及钢丝网。衬砌工作要紧跟开挖工序进行,以尽可能减少岩层暴露时间,减少岩爆发生和确保人身安全。 6.安全及环保措施
6.1增设临时防护设施,给主要的施工设备安装防护网和防护棚架,给施工人员配发钢盔、防弹背心等,掌子面加挂钢丝网。
6.2岩爆非常剧烈时,为了安全,应在危险距离范围以外,躲避一段时间,直到岩爆平静为止。
6.3加强巡回撬顶,及时清除爆裂的危石,确保施工人员安全。
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