[發明專利]一種隧道高地應力段防控施工方法

在審

• 申請號: 202110926076.7
• 申請日: 2021-08-12
• 公開（公告）號: CN113482725A
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 王濤;鞏榮耀;胡素娥;田國銳;李建軍
• 申請（專利權）人: 中鐵十二局集團有限公司;中鐵十二局集團第二工程有限公司
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;E21F17/00;E21D9/00
• 代理公司: 太原榮信德知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14119
• 代理人: 楊凱;連慧敏

本發明涉及隧道施工技術領域，更具體而言，涉及一種隧道高地應力段防控施工方法。包括步驟：S1、地質預報：對隧道前方地質進行預測，收集地質情況；S2、巖體二次應力場測試，預報巖爆和判定等級；S3、噴灑高壓水：掌子面開挖后立即向工作面及附近洞壁巖體噴灑高壓水；S4、根據巖爆烈度等級，對超前應力提前釋放；S5、采用光面爆破技術進行開挖；S6、高地應力段圍巖開挖后，根據巖爆烈度等級，設置臨時防護設施。本發明能夠提前對巖爆進行預測，并采取了防控施工措施，有效地提高了施工安全性和施工效率。本發明主要應用于高地應力段防控施工方面。

技術領域

本發明涉及隧道施工技術領域，更具體而言，涉及一種隧道高地應力段防控施工方法。

背景技術

在高地應力段隧道，易發生巖爆現象，巖爆是一種巖體中聚積的彈性變形勢能在一定條件下的突然猛烈釋放，導致巖石爆裂并彈射出來的現象，巖爆發生的原因是由于圍巖強度適應不了集中的過高應力而突發的失穩破壞，巖爆事故對施工安全有著嚴重的影響，但其在未發生前，無明顯的征兆。

發明內容

為克服上述現有技術中存在的不足，本發明提供了一種隧道高地應力段防控施工方法，該施工方法對隧道高地應力段地質條件進行有效的預測，通過改善措施，能夠提前解除超前應力，改善的光爆技術也提高了施工的安全性及施工效率。

為解決上述技術問題，本發明采取的技術方案為：

一種隧道高地應力段防控施工方法，包括以下步驟：

S1、地質預報：對隧道前方地質進行預測，收集地質情況；

S2、巖體二次應力場測試，預報巖爆和判定等級：采用鉆孔應力解除和應力恢復測試方法，分段對洞壁及掌子面測定圍巖表層巖體二次應力場；

S3、噴灑高壓水：掌子面開挖后立即向工作面及附近洞壁巖體噴灑高壓水，噴灑范圍延伸到離掌子面100m處；

S4、根據巖爆烈度等級，對超前應力提前釋放；

S5、采用光面爆破技術進行開挖，在中等以上巖爆區，周邊眼間距控制在25cm以內，采用隔眼裝藥，堵塞炮泥；

S6、高地應力段圍巖開挖后，根據巖爆烈度等級，設置臨時防護設施。

所述步驟S1中，根據施工掌子面的巖體結構面產狀、巖體的破碎程度、巖石的變質程度、巖體強度和地質應力，結合涉及巖爆地段，對掌子面前方的巖體條件、產狀及完整性進行預測。

所述步驟S1中，采用超前探測孔和TSP地質預報對前方地質進行探測，得出數據后，進行地質預測，在開挖中結合掌子面地質情況應證和糾正。

所述步驟S2中，測定圍巖表層巖體二次應力場的同時進行現場巖石點荷載強度試驗，利用洞壁切向應力洞壁巖石單軸抗壓強度Rb來預報巖爆和判定等級。

所述步驟S3中，施作錨桿時，利用錨桿孔向巖體深處注水，以增強巖體的塑性，減弱巖體的脆性，保持巖體的潮濕狀態。

所述步驟S4中，在強烈巖爆區，在隧道兩側拱腳附近打設應力釋放孔，孔深3.0m，間距0.5～1.0m，在拱部以0～10°的仰角打設超前應力釋放孔，孔徑42mm以上，掌子面周邊拱線處鉆兩排4.5m～5m深的炮眼，炮眼間距50cm，外插角30度，間隔裝藥。

所述步驟S5中，采用淺孔爆破，縮短循環進尺，減少一次用藥量，拱部采用小藥卷光面爆破措施，拉大不同部分炮眼的雷管段位間隔。

所述步驟S6中，針對輕微巖爆段，對可能發生巖爆段圍巖噴射鋼纖維砼，厚度8～10cm；針對中等巖爆段，采用打設錨桿加掛網噴砼穩固巖體，錨桿施作應及時，長度為2.5m左右；針對巖爆特別嚴重段，打設錨桿后，增加格柵鋼架支護，間距0.8m，拱架之間用Φ22鋼筋焊接并與系統錨桿焊接成一個整體。