[發(fā)明專利]深埋圓形隧洞巖爆應(yīng)力解除儲(chǔ)水導(dǎo)向孔型爆破法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310051685.8
• 申請日: 2013-02-17
• 公開（公告）號: CN103075935A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 單治鋼;彭鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 中國水電顧問集團(tuán)華東勘測設(shè)計(jì)研究院
• 主分類號: F42D1/00
• 分類號: F42D1/00;F42D3/04
• 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)明涉及一種深埋圓形隧洞巖爆應(yīng)力解除儲(chǔ)水導(dǎo)向孔型爆破法，主要適用于水利水電工程、交通、礦山等地下工程。

背景技術(shù)

巖爆是地下工程開挖過程中，巖體中積累的勢能或應(yīng)變能的突然釋放導(dǎo)致的圍巖破壞，可導(dǎo)致人員傷亡、工作面或設(shè)備發(fā)生破壞，其基本特性是突然和劇烈。特別是如果碰到較大圓形開挖面（如引水洞或泄洪洞），受其應(yīng)力分布特征的影響，不但其頂部和側(cè)壁部位容易發(fā)生巖爆，甚至其洞室底部都會(huì)發(fā)生開裂，造成洞室的變形、坍塌，甚至摧毀整個(gè)工程。這種巖爆發(fā)生時(shí)，震動(dòng)強(qiáng)烈，持續(xù)時(shí)間長，破壞范圍大，成為控制工程施工安全、掘進(jìn)進(jìn)度、乃至成敗的關(guān)鍵因素。

截至目前，全世界對于圓形地下洞室的巖爆防治工作還處于一個(gè)起步階段，沒有形成固定的解除方案，一般都是采用由外而內(nèi)的鉆爆法，循序漸進(jìn)，嚴(yán)重影響了施工的進(jìn)度，且圓形隧洞中采用鉆爆法的風(fēng)險(xiǎn)較大，行之有效的巖爆控制方法基本處于空白狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：為解決圓形深埋隧洞掘進(jìn)過程中的各向巖爆問題提供一種深埋圓形隧洞巖爆應(yīng)力解除儲(chǔ)水導(dǎo)向孔型爆破法，通過預(yù)先布置于四周的儲(chǔ)水導(dǎo)向孔，保證巖石爆破的方向不向四周擴(kuò)散，引導(dǎo)圍巖裂隙的擴(kuò)展方向，改變四周巖體性狀，降低或消除能量積累程度，達(dá)到控制巖爆的目的，解決強(qiáng)巖爆造成的施工安全和施工進(jìn)度問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：深埋圓形隧洞巖爆應(yīng)力解除儲(chǔ)水導(dǎo)向孔型爆破法，其特征在于步驟如下：

a、在圓形開挖面上分別布置一組儲(chǔ)水導(dǎo)向孔、一組應(yīng)力解除孔和一個(gè)位于圓心處的圓心孔；各儲(chǔ)水導(dǎo)向孔均布于開挖面的圓形邊界上，各應(yīng)力解除孔均布于以圓心孔為圓心的圓周上，并與外圍的儲(chǔ)水導(dǎo)向孔一一對應(yīng)布置；其中儲(chǔ)水導(dǎo)向孔垂直于開挖面，直徑4cm，孔深4m；應(yīng)力解除孔向各自對應(yīng)的儲(chǔ)水導(dǎo)向孔偏轉(zhuǎn)10度，直徑2cm，孔深3.5m；圓心孔垂直于開挖面，直徑3cm，孔深4m；

b、每10分鐘用清水清洗一次開挖面，共清洗3次；期間向各孔內(nèi)注水，共注水3次，每次注水1分鐘，注水時(shí)間間隔為10分鐘，水壓3-4MPa；

c、各儲(chǔ)水導(dǎo)向孔灌滿水后，撤去水壓槍的同時(shí)，用石膏泥將孔口封堵；

d、各應(yīng)力解除孔和圓心孔內(nèi)全程裝藥，總體爆破強(qiáng)度為0.05kg/T；然后同時(shí)起爆各應(yīng)力解除孔和圓心孔，爆破完成后出渣；

e、依次重復(fù)上述步驟a、b、c、d直到完全通過整個(gè)應(yīng)力集中區(qū)。

各儲(chǔ)水導(dǎo)向孔到圓心孔的距離為4m，各應(yīng)力解除孔孔口到圓心孔孔口的距離為2m。

所述儲(chǔ)水導(dǎo)向孔共有八個(gè)，其中兩個(gè)分別位于圓心孔的正上方和正下方。

所述應(yīng)力解除孔共有八個(gè)，且各應(yīng)力解除孔與對應(yīng)儲(chǔ)水導(dǎo)向孔的連線均指向圓心孔。

本發(fā)明的有益效果是：1、本發(fā)明在深埋隧洞應(yīng)力集中區(qū)通過鉆孔、壓水、儲(chǔ)水和合理布置爆破孔等一系列有序的工作方法，采用短進(jìn)尺、多次循環(huán)開挖的方式改變巖體性狀，消除或降低了巖體中能量積累水平，大大改善了施工安全（包括人員和設(shè)備安全）。2、在開挖面邊界處均勻布置一組儲(chǔ)水導(dǎo)向孔，可以有效保證巖石爆破的方向不向四周擴(kuò)散，引導(dǎo)圍巖裂隙的擴(kuò)展方向，同時(shí)導(dǎo)向孔內(nèi)的水，在爆破后能夠迅速濕潤干燥的巖石，從而降低了巖爆發(fā)生的機(jī)率。3、能夠有效保證掘進(jìn)進(jìn)度，并在保證質(zhì)量的前提下，縮短工期。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的平面圖。

圖2是圖1的A-A剖面圖。

圖3是圖1的B-B剖面圖。

具體實(shí)施方式

如圖1-圖3所示，本實(shí)施例是在深埋隧洞應(yīng)力集中區(qū)通過鉆孔、壓水、儲(chǔ)水和合理布置爆破孔等一系列有序的工作方法，以改變四周巖體性狀、實(shí)現(xiàn)消除或降低能量積累程度的效果，以消除或降低四周巖爆能量的方式達(dá)到控制巖爆目的。

具體施工步驟如下：