如何处理长距离隧道掘进中的岩爆问题
时间:2024-08-27 来源: 网络 阅读:次
在长距离隧道掘进中,处理岩爆问题可以从以下几个方面入手: 一、前期勘察与预测 1. 详细地质勘察: - 在隧道工程前期,进行深入细致的地质勘察,通过地质钻探、地球物理勘探等手段,尽可能准确地了解隧道沿线的地质构造、岩石力学性质、地应力状态等信息。 - 例如,利用三维地震勘探技术,可以探测到隧道前方的断层、褶皱等地质构造,为岩爆预测提供重要依据。 2. 岩爆风险评估: - 根据地质勘察结果,对隧道掘进过程中可能发生岩爆的风险进行评估。评估指标可以包括岩石强度、地应力大小、岩石脆性指数等。 - 建立岩爆风险等级划分标准,将隧道划分为不同的岩爆风险区域,以便采取针对性的预防措施。例如,高风险区域可以采取更加严格的支护措施和监测方案。 3. 岩爆预测方法: - 采用多种岩爆预测方法,提高预测的准确性。常见的预测方法有经验类比法、数值模拟法、声发射监测法等。 - 经验类比法是根据类似地质条件下的隧道工程经验,判断当前隧道发生岩爆的可能性。数值模拟法可以通过建立隧道三维模型,模拟地应力分布和岩石破坏过程,预测岩爆发生的位置和强度。声发射监测法则是利用岩石在受力过程中产生的声发射信号,实时监测岩石内部的微破裂活动,提前预警岩爆的发生。 二、施工过程中的预防措施 1. 优化掘进参数: - 在隧道掘进过程中,合理调整掘进参数,降低岩爆发生的风险。例如,采用低推进速度、小循环进尺等方式,减少对围岩的扰动。 - 控制爆破参数,采用光面爆破或预裂爆破技术,减少爆破对围岩的损伤,降低岩爆发生的可能性。同时,避免在高应力区域进行大规模爆破,防止诱发强烈岩爆。 2. 加强初期支护: - 及时进行初期支护,提高围岩的稳定性,减少岩爆的危害。初期支护可以采用喷射混凝土、锚杆、钢拱架等组合支护方式。 - 对于高风险区域,可以增加支护强度,如采用加厚喷射混凝土、加密锚杆布置、使用高强度钢拱架等。同时,在初期支护中预留一定的变形量,以适应可能发生的岩爆引起的围岩变形。 3. 应力释放措施: - 在高应力区域,可以采取应力释放措施,降低围岩中的地应力水平。例如,采用钻孔卸压法,在隧道周边钻孔,释放围岩中的部分应力。 - 还可以采用松动爆破法,在隧道前方进行小规模爆破,使围岩产生一定的松动,降低地应力集中程度。但在实施松动爆破时,要严格控制爆破参数,避免对围岩造成过大的破坏。 4. 超前支护与预加固: - 对于可能发生强烈岩爆的区域,可以采用超前支护和预加固措施。超前支护可以采用超前锚杆、超前小导管等,对隧道前方的围岩进行预加固。 - 预加固可以采用注浆加固、高压旋喷桩等方法,提高围岩的强度和稳定性,降低岩爆发生的风险。例如,在富水区域,可以采用注浆加固技术,将水泥浆或化学浆液注入围岩中,提高围岩的整体性和抗剪强度。 三、岩爆发生后的处理措施 1. 安全防护: - 当岩爆发生时,首先要确保施工人员的安全。立即停止掘进作业,将人员撤离到安全区域。在隧道内设置警示标志,防止人员误入危险区域。 - 为施工人员配备必要的安全防护装备,如安全帽、防护面罩、防弹背心等,以减少岩爆造成的伤害。同时,加强对隧道内的通风,排除岩爆产生的粉尘和有害气体。 2. 现场清理: - 岩爆发生后,及时对隧道内的落石和坍塌物进行清理。采用机械清理和人工清理相结合的方式,尽快恢复隧道的通行能力。 - 在清理过程中,要注意安全,避免二次岩爆的发生。可以采用喷水降尘、喷雾冷却等方法,降低岩爆区域的温度和粉尘浓度,减少岩爆的再次发生。 3. 加强监测与评估: - 岩爆发生后,要加强对隧道围岩和支护结构的监测,及时掌握围岩的变形情况和支护结构的受力状态。通过监测数据,评估岩爆的影响范围和程度,为后续的处理措施提供依据。 - 根据监测结果,对受损的支护结构进行修复和加固。如果岩爆造成的破坏较为严重,可能需要重新设计支护方案,确保隧道的安全稳定。 4. 总结经验教训: - 对岩爆事件进行总结分析,查找原因,总结经验教训。针对本次岩爆事件中暴露出的问题,及时调整施工方案和预防措施,提高对岩爆的处理能力。 - 将岩爆处理的经验教训反馈到后续的隧道工程中,不断完善岩爆预测、预防和处理技术,提高隧道工程的安全性和可靠性。
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