[發(fā)明專利]兩頭掘進深埋隧洞貫通過程中控制巖柱型巖爆的施工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010272166.0
• 申請日: 2010-08-31
• 公開（公告）號: CN101967977A
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張春生;褚衛(wèi)江;侯靖
• 申請（專利權(quán)）人: 中國水電顧問集團華東勘測設(shè)計研究院
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00
• 代理公司: 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司 33101
• 代理人: 韓小燕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種巖柱型巖爆的防治方法，特別是一種兩頭掘進深埋隧洞貫通過程中控制巖柱型巖爆的施工方法，主要適用于兩頭掘進的深埋交通隧洞和深埋水工隧洞。

背景技術(shù)

巖柱型巖爆最早在深埋礦山被觀察和定義，指由于巖柱內(nèi)部所積累的能量超過圍巖能夠承受的范圍而引發(fā)的劇烈型沖擊破壞。后來，一些兩頭掘進的深埋隧洞在貫通過程中，兩個掌子面不斷逼近，也形成了類似礦山開采過程中形成的巖柱，當(dāng)埋深較大，圍巖質(zhì)量較好時，巖柱由于應(yīng)力集中和能量積聚有可能引發(fā)潛在的巖柱型巖爆(Pillar?burst)，給人員安全、施工進度帶來很大程度的威脅和干擾。

以錦屏輔助洞為例，輔助洞貫通位置的埋深條件接近2400m。兩個掌子面相互逼近過程中形成了巖柱，當(dāng)兩掌子面之間的距離接近60m時，潛在巖爆風(fēng)險增強，給掘進工作帶來很大的風(fēng)險，當(dāng)兩掌子面之間的距離接近45m時，潛在巖爆風(fēng)險急劇增大，正常的鉆爆法無法順利完成掘進工作，必須采用特殊的技術(shù)方案完成隧洞的貫通工作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：針對上述存在的問題提供一種兩頭掘進深埋隧洞貫通過程中控制巖柱型巖爆的施工方法，通過對圍巖進行必要的預(yù)處理，以達到消除深埋隧洞貫通過程中的巖柱型巖爆風(fēng)險的目的，為安全施工和施工進度的控制提供保證。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：兩頭掘進深埋隧洞貫通過程中控制巖柱型巖爆的施工方法，其特征在于：對于開挖洞徑小于8m的隧洞，其步驟如下，

a、兩個掌子面之間的距離L為50m時，改兩頭掘進為獨頭掘進；

b、進行常規(guī)掘進爆破，掘進爆破進尺為1.8m-2m/爆破循環(huán)；

c、進行應(yīng)力解除爆破，應(yīng)力解除爆破孔共有上中下三排，每排四個，其中第一排孔距離開挖輪廓線1m，上傾15度，孔深4m；第二排孔水平布置，孔深6m；第三排孔水平布置，且到開挖輪廓底面的距離為開挖洞徑的1/3，孔深4m；每排孔中左右兩側(cè)的孔均外傾10度，且距離開挖輪廓線1.5m；第一排和第三排孔的孔底2m長度裝10卷φ32mm的藥卷，其余部分用粘土封堵，第二排孔的孔底4m長度裝20卷φ32mm的藥卷，其余部分用粘土封堵；

d、出渣并完成支護后進行下一個常規(guī)掘進爆破循環(huán)和應(yīng)力解除爆破循環(huán)，直至貫通整個巖柱。

對于開挖洞徑大于8m的隧洞，其步驟如下，

a、兩個掌子面之間的距離L為80m時，改兩頭掘進為獨頭掘進；

b、在獨頭掘進的掌子面上部開挖導(dǎo)洞，進行導(dǎo)洞的常規(guī)掘進爆破，掘進爆破進尺為1.8m-2m/爆破循環(huán)；

c、進行導(dǎo)洞的應(yīng)力解除爆破，應(yīng)力解除爆破孔自上而下共有五排，每排四個，位于外圈的孔距離開挖輪廓線1m，其中第一排孔上傾15度，孔深4m；第二排孔水平布置，孔深6m；第三排孔下傾15度，孔深8m；第四排孔下傾30度，孔深8m；第五排孔下傾45度，孔深8m；每排孔中左右兩側(cè)的孔均外傾10度；第一排孔的孔底2m長度裝10卷φ32mm的藥卷，第二排孔的孔底4m長度裝20卷φ32mm的藥卷，第三、四、五排孔的孔底6m長度裝30卷φ32mm的藥卷，其余部分用粘土封堵；

d、出渣并完成支護后進行下一個常規(guī)掘進爆破循環(huán)和應(yīng)力解除爆破循環(huán)，直至導(dǎo)洞貫通整個巖柱；

e、落底擴挖完成整個巖柱的貫通工作。

所述導(dǎo)洞的洞徑為5-7m，其橫截面呈城門洞形。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明對巖柱圍巖進行必要的預(yù)處理：對于洞徑小于8m的隧洞，改兩頭掘進為獨頭掘進，同時在掘進過程中耦合應(yīng)力解除爆破；對于洞徑小于8m的隧洞，改兩頭掘進為獨頭掘進，在該掘進掌子面上開挖導(dǎo)洞，同時在導(dǎo)洞掘進爆破過程中耦合應(yīng)力解除爆破，最后落底擴挖完成貫通工作，有效控制甚至消除了深埋隧洞貫通過程中的巖柱型巖爆風(fēng)險，不僅大大提高了施工的安全性，而且保證了施工進度不受影響。

附圖說明

圖1是實施例1隧洞貫通位置縱剖面圖。

圖2是實施例1掌子面應(yīng)力解除爆破孔布置結(jié)構(gòu)圖。

圖3是實施例1掌子面平切圖。

圖4是實施例1掌子面縱剖面圖。

圖5是實施例2隧洞貫通位置縱剖面圖。

圖6是實施例2掌子面應(yīng)力解除爆破孔布置結(jié)構(gòu)圖。

圖7是實施例2掌子面平切圖。

圖8是實施例2掌子面縱剖面圖。

具體實施方式

實施例1：如圖1所示，本實施例主要針對開挖洞徑小于8m的隧洞，其貫通過程中巖柱型巖爆可以通過如下措施進行有效控制：