主动控制岩爆风险的钻爆法施工隧洞结构制造技术

技术编号:11168696 阅读:100 留言:0更新日期:2015-03-19 03:29
本实用新型专利技术涉及一种主动控制岩爆风险的钻爆法施工隧洞结构。本实用新型专利技术的目的是提供一种施工方便、开挖费用较低的主动控制岩爆风险的钻爆法施工隧洞结构,以降低应力集中程度和岩爆风险。本实用新型专利技术的技术方案是:一种主动控制岩爆风险的钻爆法施工隧洞结构,该隧洞直径为D,隧洞掌子面前方D/2范围内产生蜗壳状应力集中区,应力集中区与掌子面之间形成应力缓冲区,其特征在于:所述掌子面设为蜗壳状,中心部位向应力缓冲区凹进,从中心到周边平顺过渡。本实用新型专利技术适用于具有岩爆风险的水工隧洞、交通隧道等相关领域。

【技术实现步骤摘要】
主动控制岩爆风险的钻爆法施工隧洞结构
本技术涉及一种主动控制岩爆风险的钻爆法施工隧洞结构。适用于具有岩爆风险的水工隧洞、交通隧道等相关领域。
技术介绍
岩爆问题是深埋硬岩隧洞工程建设期不可回避的现实问题,如何在隧洞开挖过程中降低岩爆对工程建设的影响,减小岩爆对工程的危害,实现对岩爆风险的有效控制,保证施工安全和工程的顺利推进,是目前所用遇到岩爆问题的深埋工程所必须考虑和面对的。 为了实现岩爆的防治与控制,现有技术手段主要针对两个方面:一是降低围岩中能量集中水平,降低岩爆风险,~^是提闻围岩在岩爆条件下的自稳能力,提闻围岩的抗冲击能力。把上述的思路转化为工程措施时即成为岩爆防治与控制方法。 为达到上述两个目的,岩爆风险的控制方法可以分为主动措施和被动措施。主动措施主要是降低岩爆的风险,利用具体的方法对存在岩爆风险的局部部位进行处理,扰动局部岩体的受力状态,而被动控制措施主要指加固支护,其作用是提高围岩对岩爆的抵抗能力。其中主动控制措施性价比较高,但技术难度较大,并且需要对问题有足够的认识。被动控制措施则相对简单,但花费较大。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是:针对上述存在的问题,提供一种施工方便、开挖费用较低的主动控制岩爆风险的钻爆法施工隧洞结构,以降低应力集中程度和岩爆风险。 本技术所采用的技术方案是:一种主动控制岩爆风险的钻爆法施工隧洞结构,该隧洞直径为0,隧洞掌子面前方0/2范围内产生蜗壳状应力集中区,应力集中区与掌子面之间形成应力缓冲区,其特征在于:所述掌子面设为蜗壳状,中心部位向应力缓冲区凹进,从中心到周边平顺过渡。 掌子面中心部位与周边的进尺差控制在2?3111。 所述隧洞的开挖进尺控制在1.5?2.0111的深度范围内。 本技术的有益效果是:本技术通过对掌子面形状的修正,达到降低应力集中程度和岩爆风险的目的。本技术技术门槛较低,方便施工,仅需要控制开挖进尺和开挖断面形状即可,较其它岩爆风险的主动控制措施更加便于现场施工人员掌握。同时,本技术充分利用掌子面前方的应力缓冲区,既降低了工程开挖费用,有缩短了施工时间消耗,保证了工程在岩爆区域也能够安全快速掘进。 【附图说明】 图1隧洞掌子面前方应力集中区分布图。 图2隧洞掌子面前方应力缓冲区分布图。 图3为本技术的结构示意图。 【具体实施方式】 根据对隧洞开挖应力响应的应力分析,深埋隧洞1在掘进过程中在掌子面2前方0/2 (0为隧洞直径)范围内会产生应力集中区3(图1),空间形态为一涡壳状区域,产生的岩爆震源发出的动力波对隧洞掌子面产生扰动破坏。 在应力集中区3和掌子面2之间由于开挖卸荷的影响,岩体屈服不具备高能力储备能量,因此会形成应力缓冲区4(图2),该缓冲区的存在既有利于应力释放,又由于围岩松弛有利于施工开挖,应充分加以利用。 如图3所示,本实施例根据掌子面2前方的应力集中区3形状,将掌子面2形态也修正为涡壳状,中心部位向应力缓冲区4凹进,与周边的进尺差以方便施工为宜,从控制岩爆的角度看可以控制在2111左右,也可以略大一些,原则上不超过3111。从中央到周边平顺过渡,形成总体上的扁平的空间弧形壳。 在修正掌子面2形态以后,隧洞1开挖进尺也需随之调整,具体要求把开挖进尺控制在1.5?2.0111的深度范围内,即保持弧形掌子面2以较小的进尺向前推进。减小开挖进尺具有两个方面的重要作用,一是使得被开挖岩体内应力水平相对不高,即开挖限制在屈服区相对较低的应力水平下进行,控制开挖能量释放率的大小和对围岩的扰动程度,达到主动控制岩爆的效果;二是保证支护工作的及时性,小进尺掘进缩短了出渣的时间消耗,使得喷护和锚固施工可以在数小时内完成,利用爆破后岩爆往往滞后发生的特点完成支护,以发挥支护的作用。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种主动控制岩爆风险的钻爆法施工隧洞结构,该隧洞(1)直径为D,隧洞掌子面(2)前方D/2范围内产生蜗壳状应力集中区(3),应力集中区(3)与掌子面(2)之间形成应力缓冲区(4),其特征在于:所述掌子面(2)设为蜗壳状,中心部位向应力缓冲区(4)凹进,从中心到周边平顺过渡。

【技术特征摘要】
1.一种主动控制岩爆风险的钻爆法施工隧洞结构,该隧洞(I)直径为D,隧洞掌子面(2)前方D/2范围内产生蜗壳状应力集中区(3),应力集中区(3)与掌子面(2)之间形成应力缓冲区(4),其特征在于:所述掌子面(2)设为蜗壳状,中心部位向应力缓冲区(4)凹进,从中心到周边...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘宁褚卫江潘益斌房郭敏
申请(专利权)人:中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
类型:新型
国别省市:浙江;33

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