The invention discloses a sectional unloading method for static blasting excavation of underground chamber in rockburst area, in which a dense conical cut hole, a horizontal hollow hole, a horizontal auxiliary eye and a horizontal peripheral eye with different depths are laid in front of the palm as the first step of stress relief process, which transfers high geostress to the interior of rock mass with different depths, and then steps are taken to the conical cut hole, the horizontal auxiliary eye and the horizontal peripheral eye. The rock mass is excavated by injecting a rock static crushing agent with circular footage and relying on the expansive pressure of over 30-80 MPa produced by the hydration reaction of the rock crushing agent itself. Under this action, the local stress near the face of the palm is relieved step by step. During the excavation, the rock mass to be broken is safely and statically broken without vibration, noise, flying stone and toxicity, which is in line with the current short time. Rockburst prevention and control concepts such as footage, multi-cycle, weak blasting, less disturbance, control of smooth blasting effect, etc. It eliminates or reduces the energy accumulation level of stress redistribution caused by rock excavation, so as to weaken the strength of surrounding rock without excessive damage to surrounding rock.
【技术实现步骤摘要】
一种岩爆区地下硐室静爆开挖分部卸荷方法
本专利技术涉及岩土工程领域,具体涉及一种岩爆区地下硐室静爆开挖分部卸荷方法。
技术介绍
在岩性坚硬完整或较完整的高地应力区开挖地下工程的过程中由于围岩的应力重分布导致岩体内部积聚的弹性应变能突然释放产生岩片以极快的速度向硐室内飞散开来,同时伴随着巨大声响的现象称之为岩爆。高地应力地区坚硬完整岩体中开挖引起的岩爆问题将是21世纪我国地下工程发展面临的重大挑战。在地下工程开挖过程中,岩爆是围岩各种失稳现象中反应最强烈的一种,是地下施工的一大地质灾害。由于它的突发性,强烈的岩爆常常带来灾难性的后果:造成人员伤亡、施工设备毁损、增加投资、影响施工进度,甚至地下工程的报废等等。它不仅威胁着人们的生命安全,甚至给施工人员带来巨大的心理负担和精神压力,带来极其恶劣的经济社会效益。一般认为岩爆发生在岩性坚硬、脆性、结构完整或基本完整的岩体中。岩体的力学性质是岩体发生岩爆的内在因素,岩石越坚硬结构越完整,在应力作用下,其储存的弹性应变能越大。开挖后岩体在变形过程中储存的弹性应变能不仅满足破坏过程中岩体消耗的能量,还能为岩石提供多余的动能使其转化为动能将剥离的岩块弹射出去,形成岩爆。相应地,地下洞室在施工过程中岩爆防治措施主要有以下几方面:(1)改善围岩物理力学性能。通常的作法有喷水或注水:①喷水可以使岩体软化,刚度减小,变形增大,岩体中积蓄的能量可以缓缓地释放出来,从而减少因高地应力引起的破坏现象。如在掌子面(开挖面)和洞壁上经常喷撒冷水,一定程度上可以降低表层围岩的强度;②采用超前钻孔高压均匀注水可以通过三个方面的作用来防治岩爆:一 ...
【技术保护点】
1.一种岩爆区地下硐室静爆开挖分部卸荷方法,其特征在于,包括如下步骤:S1、根据岩性、岩石的坚硬程度、岩石的脆性、岩体结构、地应力情况及工程特性圈定岩爆倾向性围岩区域,并评估其岩爆烈度及可能产生的不良后果;S2、当掌子面开挖推进到岩爆发生区域前一定距离时在掌子面分区布设水平周边眼、水平辅助眼、水平空眼和锥形掏槽眼,并用凿岩机在掌子面上预定孔位钻孔,除水平空眼外其他孔位均为静爆孔;S3、调配静力破碎剂,灌注1.05倍循环进尺的锥形掏槽眼并等待锥形区岩体静爆;S4、调配静力破碎剂,灌注1倍循环进尺的水平辅助眼并等待岩体静爆;S5、调配静力破碎剂,灌注1倍循环进尺的水平周边眼并等待岩体静爆形成地下硐室的周边轮廓;S6、配合小型挖掘机完成一个循环进尺的硐室开挖和出渣作业;S7、经凿岩机延长1.05倍循环进尺的锥形掏槽眼和1倍循环进尺的水平空眼、水平辅助眼、水平周边眼;S8、重复步骤3~步骤7进行下一个循环的作业直至硐室开挖支护安全通过岩爆区一定距离。
【技术特征摘要】
1.一种岩爆区地下硐室静爆开挖分部卸荷方法,其特征在于,包括如下步骤:S1、根据岩性、岩石的坚硬程度、岩石的脆性、岩体结构、地应力情况及工程特性圈定岩爆倾向性围岩区域,并评估其岩爆烈度及可能产生的不良后果;S2、当掌子面开挖推进到岩爆发生区域前一定距离时在掌子面分区布设水平周边眼、水平辅助眼、水平空眼和锥形掏槽眼,并用凿岩机在掌子面上预定孔位钻孔,除水平空眼外其他孔位均为静爆孔;S3、调配静力破碎剂,灌注1.05倍循环进尺的锥形掏槽眼并等待锥形区岩体静爆;S4、调配静力破碎剂,灌注1倍循环进尺的水平辅助眼并等待岩体静爆;S5、调配静力破碎剂,灌注1倍循环进尺的水平周边眼并等待岩体静爆形成地下硐室的周边轮廓;S6、配合小型挖掘机完成一个循环进尺的硐室开挖和出渣作业;S7、经凿岩机延长1.05倍循环进尺的锥形掏槽眼和1倍循环进尺的水平空眼、水平辅助眼、水平周边眼;S8、重复步骤3~步骤7进行下一个循环的作业直至硐室开挖支护安全通过岩爆区一定距离。2.如权利要求1所述的一种岩爆区地下硐室静爆开挖分部卸荷方法,其特征在于,所述步骤S2中的一定距离为1倍洞跨。3.如权利要求1所述的一种岩爆区地下硐室静爆开挖分部卸荷方法,其特征在于,所述步骤S2中,掌子面上向前方打设不同深度的密集水平周边眼、水平辅助眼、水平空眼和锥形掏槽眼,锥形掏槽眼宜布置在地下硐室掌子面中心区域附近,水平辅助眼布置在掌子面上锥形掏槽眼和水平周边眼的中间区域;水平周边眼的深度为1倍洞跨,水平辅助眼的深度为2倍洞跨;掏槽眼采用锥形掏槽眼,当洞跨较大时采用复式锥形掏槽眼,为提高初次静爆效率增加临空面,掌子面上掏槽眼内部区域宜设置与辅助眼等长的若干水平空眼,水平空眼直径为100mm;静爆钻孔直径为30~90mm,孔间距根据岩性确定,一般为10~40cm,一次静爆岩体需要多排孔时...
【专利技术属性】
技术研发人员:樊军伟,杨仕教,彭成,陈文昭,龙慧,江俊设,胡萍,
申请(专利权)人:南华大学,
类型:发明
国别省市:湖南,43
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