[發明專利]兩條同時掘進的深埋隧洞側壁巖柱型巖爆應力解除爆破法

有效

• 申請號: 201310051747.5
• 申請日: 2013-02-17
• 公開（公告）號: CN103185491A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 彭鵬;單治鋼
• 申請（專利權）人: 中國水電顧問集團華東勘測設計研究院
• 主分類號: F42D1/00
• 分類號: F42D1/00;F42D3/04
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 韓小燕

技術領域

本發明涉及一種兩條同時掘進的深埋隧洞側壁巖柱型巖爆應力解除爆破法，主要適用于水利水電工程、交通、礦山等地下工程。

背景技術

巖爆是地下工程開挖過程中，巖體中積累的勢能或應變能的突然釋放導致的圍巖破壞，可導致人員傷亡、工作面或設備發生破壞，其基本特性是突然和劇烈。巖柱是指開挖時地下兩個或幾個洞室群之間的巖體，側壁巖柱是指與地下洞室開挖方向相垂直一側的巖體結構。受工期或其它因素影響，有時需要同時掘進多個洞室，當兩個或多個這種地下深埋洞室群側壁的間距小于兩側洞室的洞徑時，即極有可能發生側壁的巖柱型巖爆，這種巖爆破壞方向垂直于洞室方向，可使圍巖大片爆裂脫落，造成局部側壁坍塌，甚至貫通2個相鄰的洞室，嚴重影響甚至摧毀工程。巖柱型巖爆發生時，震動強烈，持續時間長，破壞范圍大，成為控制工程施工安全、掘進進度、乃至成敗的關鍵因素。

截至目前，全世界的深埋地下工程建設中還沒有一個固定的側壁巖柱型巖爆施工控制方法，國內往往采用先破壞，再修補的辦法，但是這種辦法存在風險較大，且耗費較大的人力和財力，較為有效的側壁巖柱巖爆控制方法基本處于空白狀態。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：為解決兩條深埋隧洞（隧道、巷道）掘進過程中的側向巖柱型巖爆問題提供一種同時掘進的深埋隧洞側壁巖柱型巖爆應力解除爆破法，通過改變巖體性狀，降低或消除能量積累程度，以達到控制巖爆的目的，解決強巖爆造成的施工安全和施工進度問題。

本發明所采用的技術方案是：兩條同時掘進的深埋隧洞側壁巖柱型巖爆應力解除爆破法，其特征在于，包括以下步驟：

a、在側壁巖柱兩側洞室的開挖面上各鉆設一組爆破孔，兩組爆破孔以巖柱為中心軸對稱布置；每組爆破孔均包括沿洞室軸線自上而下依次布置的頂孔、中上孔、中孔和中下孔，以及沿兩側洞壁布置的若干側孔；其中頂孔水平且距洞頂0.5-0.6m，孔深3.5m；中上孔、中孔和中下孔水平并向遠巖柱側偏轉10度，孔深2.5m；近巖柱側的側孔水平并向洞室軸線偏轉20度，孔深3m；遠巖柱側的側孔水平，孔深3m；

b、頂孔底部1.5m深度范圍裝藥；遠巖柱側的側孔、中上孔、中孔和中下孔全程裝藥；近巖柱側的側孔底部1.2m深度范圍裝藥；總體爆破強度為0.03kg/T；

c、任選其中一個洞室起爆，起爆時優先爆破頂孔和近巖柱側的側孔，然后爆破中上孔、中孔和中下孔，最后爆破遠巖柱側的側孔；

d、間隔至少5分鐘后，按照步驟c的起爆順序起爆另一個洞室；爆破完成后出渣；

e、依次重復步驟a、b、c、d，直到完成整個隧洞的開挖。

頂孔和近巖柱側的側孔爆破完成后，間隔1分鐘，再進行中上孔、中孔和中下孔的爆破。

中上孔、中孔和中下孔爆破完成后，間隔10秒，再爆破遠巖柱側的側孔。

所述側孔共有六個，呈三排兩列布置，各排側孔分別與中上孔、中孔和中下孔位于同一水平面上。

本發明的有益效果是：本發明在深埋隧洞應力集中區通過鉆孔、合理布置爆破孔及其方向、起爆順序的控制等一系列有序的工作方法，采用短進尺、多循環的開挖爆破方式改變巖體性狀，消除或降低了側壁巖柱中的能量積累水平，大大改善了施工安全（包括人員和設備安全）；同時有效的保證了掘進進度，并在保證質量的前提下，縮短了工期。

附圖說明

圖1是實施例1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。

具體實施方式

本發明在深埋隧洞應力集中區通過鉆孔、合理布置爆破孔及其方向、起爆順序的控制等一系列有序的工作方法，以改變側壁巖體性狀實現消除或降低能量積累程度的效果，以消除或降低側壁巖爆能量的方式達到控制巖爆目的。

如圖1-圖3所示，現以兩條隧洞同時掘進為例，具體方案如下：