一种超高频粒子振动微扰动泄压岩爆方法技术

本发明专利技术公开了一种超高频粒子振动微扰动泄压岩爆方法，涉及隧道施工技术领域。本发明专利技术包括如下步骤：步骤1，利用超前钻机对掌子面进行钻孔，形成超前钻孔，将超声波振动装置插入超前钻孔内；步骤2，开启超声波振动装置，使岩体上产生初始微裂缝，完成初步泄压工作；步骤3，在孔内放入一定数量的钢粒，通过超声波振动装置激发钢粒产生相对高幅的超高频振动，进一步使岩体产生裂纹网格，对岩体进行二次泄压，防治岩爆。本发明专利技术采用超声波振动装置，激发钢粒在裂纹中超高频振动，进一步使岩体产生裂纹网格，对岩体进行二次泄压，对施工过程中防止岩爆效果明显，且提高施工安全系数。且提高施工安全系数。且提高施工安全系数。

【技术实现步骤摘要】
一种超高频粒子振动微扰动泄压岩爆方法


[0001]本专利技术属于隧道施工领域，具体地说，涉及一种超高频粒子振动微扰动泄压岩爆方法。

技术介绍

[0002]在隧道建设施工过程中，围岩级别为I类围岩中常发生岩爆，岩爆是一种岩体中聚积的弹性变形势能在一定条件下的突然猛烈释放，导致岩石爆裂并弹射出来的现象。现有的针对岩爆的控制技术主要包括两种思路：泄压和加固。泄压方法包括震动爆破，水力压裂，超前钻孔，超前导洞等；加固方法主要包括抗震吸能支护结构，包括吸能锚杆，吸能衬砌结构等。以上的方法，针对钻爆法施工工法中，应力释放泄压的方法应用较多，有一定得效果。TBM工法施工具有掘进速度快，综合效益高的诸多优点，但在有岩爆倾向的地层中，TBM刀盘和盾体结构占据了隧道的绝大部分空间，传统钻爆法的岩爆控制措施难以有效实施，超前应力释放钻孔难以从根本上释放岩爆地层的高应力，岩爆问题难以有效控制；如申请号为CN201810554909.X的一种实现岩爆预处理的组合式TBM及岩爆预处理掘进方法，涉及隧道及地下工程施工领域。实现岩爆预处理的组合式TBM包括超前TBM和扩挖TBM，扩挖TBM包围在超前TBM外侧，超前TBM上搭载有地质钻机、喷水装备、高频振动装备，超前TBM开挖使围岩充分预释放能量，大幅降低岩爆风险，超前TBM上搭载有各种岩爆预处理措施，既能防止自身遭遇岩爆，又能保证扩挖TBM在掘进工作时不再遭遇岩爆，有利于提高破岩效率。本专利技术实施例的岩爆预处理掘进方法在开挖时进行围岩能量预释放，同时灵活预处理掘进过程中遭遇的岩爆问题，克服因TBM机械系统过于庞大造成的局限性，保障人身安全，其采用超前TBM和扩挖TBM组合式的TBM配合地质钻机进行泄压和加固操作，但是结构复杂且限于机械破碎泄压，机械扰动较大，岩爆防治效果不佳。
[0003]有鉴于此特提出本专利技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种超高频粒子振动微扰动泄压岩爆方法。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用技术方案的基本构思是：
[0006]一种超高频粒子振动微扰动泄压岩爆方法，包括如下步骤：
[0007]步骤1，利用超前钻机对掌子面进行钻孔，形成超前钻孔，将超声波振动装置插入超前钻孔内；
[0008]步骤2，开启超声波振动装置，使岩体上产生初始微裂缝，完成初步泄压工作；
[0009]步骤3，在孔内放入一定数量的钢粒，通过超声波振动装置激发钢粒产生相对高幅的超高频振动，进一步使岩体产生裂纹网格，对岩体进行二次泄压，防治岩爆。
[0010]可选的，步骤1中还包括钻孔位置距至岩爆孕育区域一定距离。
[0011]可选的，步骤1中钻孔位置距离岩爆孕育区域20
‑
30m。
[0012]可选的，步骤3中还包括在孔内放入一定数量的钢粒前，取出超声波振动装置。
[0013]可选的，步骤3中在孔内放入一定数量的钢粒后，再次放入超声波振动装置。
[0014]可选的，步骤3中钢粒的数量与岩石的材质硬度相对应。
[0015]可选的，步骤1中钻孔范围为掌子面上拱顶22.5
°‑
157.5
°
之间的135
°
范围内。
[0016]可选的，步骤1中超前钻孔的深度为10
‑
20m。
[0017]可选的，步骤2中还包括开启超声波振动装置对超前钻孔周围的岩体进行安全微扰动,
[0018]可选的，步骤2超声波振动装置利用产生的超高频低幅振动对超前钻孔周围的岩体进行安全微扰动。
[0019]采用上述技术方案后，本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果，当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以下所述的所有优点：
[0020]本专利技术采用超声波振动装置，激发钢粒在裂纹中超高频振动，进一步使岩体产生裂纹网格，对岩体进行二次泄压，对施工过程中防止岩爆效果明显，且提高施工安全系数。
[0021]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
[0022]下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附
[0023]图中：
[0024]图1为本专利技术一实施例的方法流程图。
[0025]需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本专利技术的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本专利技术的概念。
具体实施方式
[0026]现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。
[0027]请参阅图1所示，在本实施例中提供了一种超高频粒子振动微扰动泄压岩爆方法，包括如下步骤：
[0028]步骤1，利用超前钻机对掌子面进行钻孔，形成超前钻孔，将超声波振动装置插入超前钻孔内，钻孔位置距至岩爆孕育区域一定距离，钻孔位置距离岩爆孕育区域20
‑
30m，钻孔范围为掌子面上拱顶22.5
°‑
157.5
°
之间的135
°
范围内，超前钻孔的深度为10
‑
20m；
[0029]步骤2，超声波振动装置利用产生的超高频低幅振动对超前钻孔周围的岩体进行安全微扰动，使岩体上产生初始微裂缝，完成初步泄压工作；
[0030]步骤3，取出超声波振动装置，在孔内放入一定数量的钢粒，再次放入超声波振动装置，激发钢粒产生相对高幅的超高频振动，进一步使岩体产生裂纹网格，对岩体进行二次泄压，防治岩爆，钢粒的数量与岩石的材质硬度相对应。
[0031]本专利技术采用超声波振动装置，激发钢粒在裂纹中超高频振动，进一步使岩体产生裂纹网格，对岩体进行二次泄压，对施工过程中防止岩爆效果明显，且提高施工安全系数。
[0032]本说明书中所涉及的电器均可通过外接电源或电池供电，本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
[0033]本专利技术不局限于上述实施方式，任何人应得知在本专利技术的启示下作出的结构变化，凡是与本专利技术具有相同或相近的技术方案，均落入本专利技术的保护范围之内。本专利技术未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超高频粒子振动微扰动泄压岩爆方法，其特征在于，包括：如下步骤：步骤1，利用超前钻机对掌子面进行钻孔，形成超前钻孔，将超声波振动装置插入超前钻孔内；步骤2，开启超声波振动装置，使岩体上产生初始微裂缝，完成初步泄压工作；步骤3，在孔内放入一定数量的钢粒，通过超声波振动装置激发钢粒产生相对高幅的超高频振动，进一步使岩体产生裂纹网格，对岩体进行二次泄压，防治岩爆。2.根据权利要求1所述的一种超高频粒子振动微扰动泄压岩爆方法，其特征在于，步骤1中还包括钻孔位置距至岩爆孕育区域一定距离。3.根据权利要求1所述的一种超高频粒子振动微扰动泄压岩爆方法，其特征在于，步骤1中钻孔位置距离岩爆孕育区域20
‑
30m。4.根据权利要求1所述的一种超高频粒子振动微扰动泄压岩爆方法，其特征在于，步骤3中还包括在孔内放入一定数量的钢粒前，取出超声波振动装置。5.根据权利要求4所述的一种超高频粒子振动微扰动泄压岩爆方法，其特征在于，步骤3中...

【专利技术属性】
技术研发人员：周宇，唐琼琼，韩观胜，
申请(专利权)人：绍兴文理学院，
类型：发明
国别省市：