隧洞中发生轻微岩爆后的处理方法技术

本发明专利技术公开了一种隧洞中发生轻微岩爆后的处理方法，包括发生轻微岩爆后，先在发生轻微岩爆的部位喷射混凝土进行初封的步骤（1）；初封后在发生轻微岩爆处或隧洞拱部90度范围内的岩壁上制作应力释放孔的步骤（2）；制作应力释放孔后在拱部上端搭建拱架支护的步骤（3）。本发明专利技术解决了现有技术中没有针对隧洞中发生轻微后的应急处理措施的技术问题，步骤简单，效果明显，在保证效果的同时也节省资源、材料，适用于大规模隧洞施工。

Treatment of slight rock burst in tunnel

The present invention discloses a method for treating slight rock burst in tunnels, including the steps of shotcrete initial sealing at the site of slight rock burst (1); the steps of making stress release holes on the rock wall within 90 degrees of the tunnel arch or at the site of slight rock burst (2); and the steps of constructing arch support at the upper end of the arch after making stress release holes. Steps of nursing (3). The invention solves the technical problem in the prior art that there is no emergency treatment measure for the occurrence of minor post-tunnel accidents. The procedure is simple and the effect is obvious. It can save resources and materials while ensuring the effect, and is suitable for large-scale tunnel construction.

【技术实现步骤摘要】
隧洞中发生轻微岩爆后的处理方法
本专利技术涉及一种发生岩爆后的处理方法，特别涉及一种隧洞中发生轻微岩爆后的处理方法。
技术介绍
岩爆是在高地应力作用下，由于隧洞开挖使得应力重新分布，出现应力集中，应力释放过程导致的岩体剪切破坏，应力较大时发生岩体剥落与弹射，是一种岩体内部弹性势能转化为动能的情况。轻微岩爆主要发生在围岩强度高、完整性较好、节理较发育～不发育、干燥无水段，其发生时间具有不确定性，个别时候在露出护盾之前就已经发生，来不及支护，也可能是初露护盾时较为完整，滞后一段时间后才开始显现，形成潜在隐患，进而影响施工安全，其影响深度一般在50cm左右，且伴有爆裂声响。轻微岩爆多为瞬间发生，情况比较复杂，很难进行预先判断。轻微岩爆会影响施工人员的安全。轻微岩爆发生时崩落弹射石块极易砸到或打到施工作业人员，对人体造成很严重的损伤，甚至威胁到人的生命。轻微岩爆还会损害设备。如若轻微岩爆规模较大，一般的防护措施将不能起到很好的防护效果，机械设备也将面临砸坏的风险，轻则需要维修修复，重则需要重新购买更换。如果轻微岩爆致使设备器具维修更换频率过高，那么也会使整个工程进度滞后，进而使工期延期。轻微岩爆会损害初支体系。轻微岩爆发生时会对已经完工的支护工程造成破坏，需要对其进行重新施工，相对于原设计而言增加了工程量，需要再次投入人力、机械和材料，增加了施工成本。在利用设备Mcnally支护系统时由于轻微岩爆造成的碎石块大多堆积在钢筋排之上，进而导致钢拱架安装撑紧过程中由于石块隔挡不能有效的将钢拱架紧贴于岩面，造成施工质量欠佳。轻微岩爆还会影响施工进度。TBM的优势就是快速掘进施工，然而频繁轻微岩爆导致大量落石，需要人工清理，费时费力，同时轻微岩爆部位还需加强支护，增加现场工作量。因此轻微岩爆对施工进度影响巨大，造成施工成本陡增。轻微岩爆发生频率过高必然影响整个施工的正常进行，延长工程施工工期，如果设备被砸坏，需要进行设备维修甚至更换设备，进而制约施工进度。轻微岩爆会增加施工的费用。岩爆段的施工一方面会导致现场初支体系破坏、机械设备砸坏，工程成本的增加；另一方面，岩爆段施工效率低，甚至需要考虑增加施工人员和施工设备配置以满足正常施工的需要，增加工程造价。另外，岩爆地段可能会导致施工现场人员伤害，由此产生施工费用增加。现有技术中，多是在发生轻微岩爆前进行观测、预防，或制作应力释放孔在轻微岩爆发生前进行应力释放，或是制作支架防止轻微岩爆发生后岩石崩落，没有针对发生轻微岩爆后的处理方法。因此，有必要对现有技术改进以解决上述技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种隧洞中发生轻微岩爆后的处理方法，解决现有技术中没有针对发生轻微岩爆后的处理方法的问题。具体而言通过以下技术方案实现：本专利技术的一种隧洞中发生轻微岩爆后的处理方法，包括发生轻微岩爆后，（1）在发生轻微岩爆的部位喷射混凝土进行初封，初封可以使已经发生轻微岩爆的部位迅速固定，暂时防止轻微岩爆规模、程度的扩大；（2）初封后在发生轻微岩爆处或隧洞拱部90度范围内的岩壁上制作应力释放孔，制作应力释放孔可采用现有技术中的锚杆制作，如胀壳式锚杆、楔缝式锚杆等，制作应力释放孔可以使围岩中的应力释放出来，防止轻微岩爆规模、程度的扩大，预防没有发生岩爆的部位发生岩爆；（3）制作应力释放孔后在隧洞拱部90度范围内的岩壁外部、贴近岩壁处搭建拱架支护、在90度范围外的岩壁上搭建钢筋网片和中空锚杆支护，拱架支护可采用现有技术中的支护结构，如刚性钢拱架或钢筋网片支护，防止岩石崩落后损害机器或伤及工人；整个处理方法通过及时固定轻微岩爆部位、应力预释放、搭建支护来对隧洞中发生轻微岩爆后进行应急处理。进一步，所述步骤（2）还包括制作应力释放孔之前，初封的混凝土凝固后对整个隧洞岩壁或初封的混凝土未凝固时对需要制作应力释放孔的隧洞岩壁喷高压水进行软化，软化后的岩壁更容易制作应力释放孔，且软化岩壁对预防轻微岩爆也有一定作用。进一步，所述步骤（1）中喷射混凝土的厚度为3cm-5cm，喷射的混凝土过薄，无法固定发生轻微岩爆的部位，喷射的混凝土过厚，浪费材料。进一步，所述应力释放孔梅花形布置，孔间距为1m-1.5m，应力释放孔均匀分布，应力释放均匀。进一步，所述应力释放孔的孔深为50cm-100cm，在此深度下，既能保证应力的释放，又能防止制作过深的应力释放孔浪费资源。进一步，所述步骤（2）中使用涨壳式预应力中空注浆锚杆制作应力释放孔，涨壳式预应力中空注浆锚杆施工效率较快，提前施加的预应力一般能满足抵抗轻微岩爆的要求。进一步，所述拱架支护包括钢筋排和格栅，采用钢筋排和格栅共同支护，支护效果更佳。进一步，所述拱架支护包括柔性钢丝网支护。进一步，所述混凝土为纳米仿纤维混凝土。本专利技术的有益效果：解决了轻微岩爆发生时没有有效的应急方式处理的问题；三个步骤对发生轻微岩爆后的隧洞进行处理，方法简便有效，在大规模施工中方便使用；在制作应力释放孔之前对围岩进行软化，即有利于施工，也能防止岩爆进一步扩大；本专利技术在保证紧急处理轻微岩爆的效果的同时节省材料资源；本专利技术的其他有益效果将结合下文具体实施例进行进一步的说明。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述：图1为本专利技术的流程图；图2为本专利技术的有高压水软化围岩步骤的流程图。具体实施方式如图所示：本实施例中的一种隧洞中发生轻微岩爆后的处理方法，本专利技术是在引汉济渭工程施工过程中，通过施工实践，摸索出的一种轻微岩爆发生后的处理方法，该工程标段位于陕西省宁陕县四亩地镇境内，工程标段全长18.275km，工程所在区域地表沿途经过五根树村、柴家关村、小庄子、麻房子、泰山坝村，在虎豹河流域与岭北标贯通，包括发生轻微岩爆后，（1）先在发生轻微岩爆的部位喷射混凝土进行初封，初封可以使已经发生轻微岩爆的部位迅速被固定，暂时防止轻微岩爆规模、程度的扩大；（2）初封后在发生轻微岩爆处或隧洞拱部90度范围内的岩壁上制作应力释放孔，制作应力释放孔可采用现有技术中的锚杆制作，如胀壳式锚杆、楔缝式锚杆等，制作应力释放孔可以使围岩中的应力释放出来，防止轻微岩爆规模、程度的扩大，预防没有发生岩爆的部位发生岩爆；（3）制作应力释放孔后在隧洞拱部90度范围内的岩壁外部、贴近岩壁处搭建拱架支护、在90度范围外的岩壁上搭建钢筋网片和中空锚杆支护，拱架支护可采用现有技术中的支护结构，如刚性钢拱架或钢筋网片支护，防止岩石崩落后损害机器或伤及工人，隧洞拱部90度范围内是指，以隧洞横截面圆心为中心，从过圆心的垂线一侧45度至另一侧45度的隧洞岩壁范围内；整个处理方法通过及时固定轻微岩爆部位、应力预释放、搭建支护来对隧洞中发生轻微岩爆后进行应急处理。本实施例中，所述步骤（2）还可以包括在制作应力释放孔之前，初封的混凝土凝固后对整个隧洞岩壁或初封的混凝土未凝固时对需要制作应力释放孔的隧洞岩壁喷高压水进行软化，软化后的岩壁更容易制作应力释放孔，且软化岩壁对预防轻微岩爆也有一定作用，一方面,喷水软化周边围岩,降低岩石单轴抗压强度,从而有效地降低岩爆发生的几率和等级；另一方面,在具备岩爆的高埋深条件下,隧洞地温一般较高,围岩一般具有热胀冷缩的特性,及时喷洒冷水,可以降低周边围岩的地温场,从而控制岩石在开挖后的过度膨胀,以达到降低本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隧洞中发生轻微岩爆后的处理方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）发生轻微岩爆后，在发生轻微岩爆的部位喷射混凝土进行初封；（2）在发生轻微岩爆处或隧洞拱部90度范围内的岩壁上制作应力释放孔；（3）在所述隧洞拱部90度范围内侧搭建拱架支护、在所述拱部90度范围外搭建钢筋网片和中空锚杆支护。

【技术特征摘要】
1.一种隧洞中发生轻微岩爆后的处理方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）发生轻微岩爆后，在发生轻微岩爆的部位喷射混凝土进行初封；（2）在发生轻微岩爆处或隧洞拱部90度范围内的岩壁上制作应力释放孔；（3）在所述隧洞拱部90度范围内侧搭建拱架支护、在所述拱部90度范围外搭建钢筋网片和中空锚杆支护。2.如权利要求1所述的隧洞中发生轻微岩爆后的处理方法，其特征在于：所述步骤（2）中，还包括在制作应力释放孔前，对无未凝固混凝土处的隧洞岩壁喷高压水。3.如权利要求1所述的隧洞中发生轻微岩爆后的处理方法，其特征在于：所述步骤（1）中喷射混凝土的厚度为3cm-5cm。4.如权利要求1所述的隧洞中发生轻微岩爆后的处理方法，其特征在于：所述应力释放孔成梅花形布置...

【专利技术属性】
技术研发人员：游金虎，徐正陶，薛景沛，贺东泽，柴佳楠，
申请(专利权)人：中铁隧道局集团有限公司，中铁隧道股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41