[發明專利]一種深埋隧道時空滯后型巖爆防治方法

有效

• 申請號: 201410014133.4
• 申請日: 2014-01-13
• 公開（公告）號: CN103743302A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 馮夏庭;趙周能;豐光亮;劉國鋒;肖亞勛
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: F42D1/00
• 分類號: F42D1/00;F42D3/04
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 李鵬;王敏鋒

技術領域

本發明屬于隧道施工技術領域，具體涉及一種深埋隧道時空滯后型巖爆防治方法，適用于礦山、交通、水利水電等深埋硬巖隧道工程。

背景技術

時空滯后型巖爆是指深埋高應力區開挖卸荷后應力調整平衡后，外界擾動作用下而發生的巖爆，主要發生在隧道當前掌子面開挖卸荷效應影響范圍以外，發生時往往在時間上滯后巖爆區域開挖一段時間，空間上滯后當前掌子面一定距離，一般發生于當前掌子面后方三倍洞徑以外的區域。由于滯后開挖時間較長且距當前掌子面較遠，時空滯后型巖爆往往使人難以或疏于防范，從而增加了巖爆災害的隱蔽性和破壞性，通常使設備和人員遭到“突然襲擊”，造成不可估量的損失和傷亡。

迄今為止，巖爆的防治方法主要針對發生在當前掌子面附近的巖爆（中國專利公開號CN101270967?B，單治鋼，“應力解除爆破法”；《鐵道建筑技術》，2012年第11期，李臣智，“深埋高地應力引水隧洞應力解除爆破施工技術應用”；《東北水利水電》，2008年第11期，侯永和，“超前爆破應力解除法及其應用”），而涉及時空滯后型巖爆的甚少，且時空滯后型巖爆發生區域的識別主要根據施工人員的現場觀察和經驗，由此得出的判斷結果準確率極低，且時常出現誤判和漏判，增加了時空滯后型巖爆防治的難度。對于潛在時空滯后型巖爆的洞段，國內外傳統的方法，主要以巖爆段在開挖過程中采取的措施如錨、網、噴等來加以防治巖爆，但由于布置錨桿、鋼筋網和復噴砼的工序循環時間長，導致時空滯后型巖爆通常在其布置完成前就已發生；另外則以等待或避讓的方式讓巖爆發生后再加以處理。實踐表明，上述方法未能取得令人滿意的效果。因此，時空滯后型巖爆在深埋隧道中時有發生，給施工人員造成巨大的心里壓力，給工程施工安全造成嚴重的威脅。

發明內容

本發明的目的是在于針對現有技術存在的上述問題，提供一種深埋隧道時空滯后型巖爆防治方法。

為了實現上述目的，本發明的技術解決方案為：

一種深埋隧道潛在時空滯后型巖爆防治方法，包括以下步驟：

當潛在時空滯后型巖爆區域為潛在強烈或極強時空滯后型巖爆區：

步驟1.1a、在以潛在強烈或極強時空滯后型巖爆區為中心，半徑為350m的范圍內，各掌子面爆破的循環進尺為1.8-2m；

步驟1.2a、采用高精度毫秒雷管起爆，單段最大起爆藥量不大于20千克；

步驟1.3a、延長與潛在強烈或極強時空滯后型巖爆區處于相同洞段的掌子面爆破間隔時間，先后爆破時間間隔大于24小時；

步驟1.4a、錯開潛在強烈或極強時空滯后型巖爆區鄰近洞段掌子面爆破時間，前后爆破時間間隔大于4小時；

步驟1.5a、在同一高程存在2條以上隧道平行布置時，優先開挖距潛在強烈或極強時空滯后型巖爆區最近的隧道，且不同隧道掌子面沿隧道軸線方向拉開不小于150m的距離，呈階梯式推進；

當潛在時空滯后型巖爆區域為輕微或中等時空滯后型巖爆區域：

步驟1.1b、在以潛在輕微或中等時空滯后型巖爆區為中心，半徑為150m的范圍內，各掌子面爆破的循環進尺為3-3.5m；

步驟1.2b、采用高精度毫秒雷管起爆，單段最大起爆藥量不大于20千克；

步驟1.3b、延長與潛在輕微或中等時空滯后型巖爆區處于相同洞段的掌子面爆破間隔時間，先后爆破時間間隔大于12小時；

步驟1.4b、錯開潛在輕微或中等時空滯后型巖爆區鄰近洞段掌子面爆破時間，前后爆破時間間隔大于2小時；

步驟1.5b、在同一高程存在2條以上隧道平行布置時，優先開挖距潛在輕微或中等時空滯后型巖爆區最近的隧道，且不同隧道掌子面沿隧道軸線方向拉開不小于150m的距離，呈階梯式推進。

一種深埋隧道潛在時空滯后型巖爆防治方法，

當潛在時空滯后型巖爆區域為潛在強烈或極強時空滯后型巖爆區，還包括以下步驟，

?步驟2a、檢查潛在強烈或極強時空滯后型巖爆區域的支護強度，對于僅完成初噴鋼纖維混凝土區域及時施作錨桿支護，錨桿的行間距為1-1.2m，錨桿的列間距為1-1.2m，長度應穿過圍巖長期安全系數小于1的區域，直徑為32mm；

步驟3a、在潛在強烈或極強時空滯后型巖爆區域的隧道拱腳、邊墻、拱肩及拱頂布置應力釋放孔，布置在相鄰錨桿的中間，其孔間距為錨桿間距，深度為錨桿孔深度，直徑為40-50mm；

步驟4a、掛鋼筋網后，復噴混凝土前，采用水泥砂漿封堵應力釋放孔；

當潛在時空滯后型巖爆區域為輕微或中等時空滯后型巖爆區域，還包括以下步驟：