【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及隧道岩爆防治，尤其涉及一种高应力隧道岩爆段的主动防治方法。
技术介绍
1、隧道岩爆是一种在隧道施工过程中发生的岩体破坏活动，通常发生在高应力地区。当隧道岩体处于高应力状态时，一旦开挖暴露出岩石表面，岩体内的能量会在一瞬间释放，导致岩石爆裂、弹射甚至爆炸，而隧道岩爆的特征是破坏性大、发生时间不确定，可能发生在刚开挖暴露出岩石表面时，也可能在一段时间后发生。岩爆发生时，可以听到岩体内隆隆的响声和噼啪的断裂声，同时伴有块石呈薄片状向外弹射的现象，距离可达数米甚至数十米。而在隧洞开挖后，洞内围岩岩体的应力状态被破坏，其岩体所储存的应变能一部分应随爆破开挖而释放出来，另一部分通过应力重组而逐步形成第二应力场，而在洞壁四周一些突出开裂岩块，还存在一定残余应力，该残余应变能在一定的时候，会通过岩爆这种形式释放出，从而给施工带来一定潜在威胁。
2、因此，有必要提供一种新的高应力隧道岩爆段的主动防治方法解决上述技术问题。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种高应力隧道岩爆段的主动防治方法。
2、本专利技术提供的高应力隧道岩爆段的主动防治方法包括如下步骤：
3、骤s1、超前地质预报、超前探孔：通过地质预报和现场测试结果分析，对可能发生岩爆地段进行预测，而参考超前地质预报结果的同时在隧道掌子面开挖地面两侧进行钻孔；
4、步骤s2、光面爆破：
5、a、在中等以上岩爆区上台阶打周边眼和爆破眼，软岩周边眼间距为0.3
6、一、其孔深采用如下两种：
7、a、1.5m孔深；
8、b、1.8m孔深；
9、其打孔方式采用围绕爆破面先开一些周边眼，周边眼孔深1.8m，再在中间开一些爆破眼，爆破眼孔深1.5m，而爆破眼装药，堵塞炮泥；
10、二、炮眼直径d：
11、光面爆破的周边眼直径选为35-48mm，而炮眼直径中d为42mm；
12、三、炮眼数目n：
13、由公式n＝3.3(f.s2)1/3进行估算；
14、其中，f为岩石坚固性系数，较软岩其岩石坚固性系数取数为5；而s2为掘进断面积；
15、四、装药集中度q：
16、在光面层单独爆落时，一般取0.15～0.25公斤/米；在全断面一次起爆时，为了尽量减少残眼，需要适量增加，可达0.35公斤/米；
17、五、抵抗线w
18、由经公式w＝(10～20)d；
19、其中，d为炮眼直径，而公路隧道中，炮眼密集在数k值一般取0.7～1.0比较合适，同时一般大断面隧洞炮眼密集系数应适当减小，小断面隧洞应适当增大；岩石坚韧，炮眼密集系数应增大，岩石松软破碎，应适当减小；
20、而根据公式k＝e/w，即w＝e/k；
21、其中，e为周边眼孔距，k为周边眼密集系数；
22、步骤s3、打设洞壁环向应力释放孔：
23、a、对轻微岩爆区、中等岩爆区以及强岩爆区分别打设洞壁环向应力释放孔，并进行支护；
24、b、对可能发生岩爆地段喷钢纤维砼，钢纤维掺量4.5％-5％，喷层厚度8～10cm，以确保表层能够承受较大变形而不改开裂；
25、步骤s4、高压水冲洗：在隧洞开挖后，及时的用锚喷用高压风水对围岩壁进行冲洗；
26、步骤s5、持续观察和记录：在整个防治过程中，需要对围岩情况进行持续观察和记录，包括围岩温度、应力变化、岩爆发生的可能性等。
27、优选的，所述步骤s3中对轻微岩爆区、中等岩爆区以及强岩爆区分别进行如下操作：
28、a、轻微岩爆区：实施全断面光面爆破开挖，循环进尺不超过3米的原则，在爆破、通风、找顶后洞壁、掌子面撒水三遍，每遍相隔5～10分钟，使开挖面充分湿润，撒水喷头水柱不小于10m，后续打设洞壁环向应力释放孔，孔径为50mm，深3m，间距1.5m×1.5m，并挂网喷砼进行初期支护，其支护的药卷锚杆间距为1.0m×1.0m，锚杆长度为3.0m；
29、b、中等岩爆区：实施全断面光面爆破开挖，循环进尺不超过3m，必要时缩短循环进尺，调整为台阶法施工，在爆破、通风、找顶后洞壁、掌子面撒水三遍，每遍相隔5～10分钟，使开挖面充分湿润，撒水喷头水柱不小于10m，后续打设洞壁环向应力释放孔，孔径为50mm，深3m，间距1.5m×1.5m，并挂网喷砼进行初期支护，其支护的药卷锚杆间距为0.8m×0.8m，锚杆长度为3.5m；
30、c、强岩爆区：对于中等以上的岩爆洞段，在钻爆施工时，可在拱角、边墙及顶部加深钻打周边眼孔，然后向眼孔内喷灌高压水，对围岩进行软化提前加快围岩的应力释放，眼孔的孔径为50mm、深度可取2m，增加钢拱架支护，拱架之间用φ22钢筋焊连并焊接到锚杆的外露端上。
31、优选的，在轻微岩爆区、中等岩爆区以及强岩爆区爆破后立即向拱部及侧壁喷射混凝土，再按要求增加加设锚杆及钢筋网，必要时还要架设钢拱架和打设超前锚杆进行支护，同时衬砌工作要紧跟开挖工序进行，以尽可能减少岩层暴露的时间，必要时可采取跳段衬砌，同时应准备好临时钢木排架等，在听到爆裂响声后，立即进行支护，以防发生事故。
32、优选的，布置正洞上台阶炮眼时原理参照导洞上台阶炮眼，布置导洞及正洞下台阶炮眼时，周边眼按照0.5m的间距布置，辅助眼按照0.65米间距布置，其余炮眼均按照1m间距且炮眼间距均小于最小抵抗线的原则布置。
33、优选的，所述步骤s4中高压水冲洗具体操作如下：
34、a、准备设备：准备高压喷水设备，包括水泵、水管、喷头等；
35、b、确定喷水区域：根据实际情况确定喷水区域，确保喷水能够覆盖到可能发生岩爆的围岩表面；
36、c、连接水管：将水泵与水管连接，确保水管畅通，没有漏水现象；
37、d、调整喷头：调整喷头的角度和距离，使喷水能够均匀地喷洒在围岩表面；
38、e、开始喷水：启动水泵，开始对围岩表面进行高压喷水；
39、f、观察效果：观察喷水后的围岩表面，如果温度降低、应力减小，则说明喷水操作有效；
40、g、持续喷水：持续进行喷水操作，直到围岩温度和应力稳定，或者达到规定的喷水时间；
41、h、记录数据：记录喷水操作的数据，包括喷水量、喷水时间、围岩温度和应力变化。
42、优选的，隧道采用全断面光面爆破开挖，循环进尺不超过3m，必要时缩短循环进尺调整为台阶法施工；
43、开挖轮廓应预留支撑沉落量及变形量，并根据量测反馈信息及时调整；
44、采用控制爆破技术减少开挖对围岩的扰动，严格控制欠挖，拱脚、墙脚以上1m范围内严禁欠挖，当石质坚硬完整且岩石抗压强度大于30mpa并确认不影响衬砌结构稳定和强度时，岩石个别凸出部分本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高应力隧道岩爆段的主动防治方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的高应力隧道岩爆段的主动防治方法，其特征在于，所述步骤S3中对轻微岩爆区、中等岩爆区以及强岩爆区分别进行如下操作：
3.根据权利要求2所述的高应力隧道岩爆段的主动防治方法，其特征在于，在轻微岩爆区、中等岩爆区以及强岩爆区爆破后立即向拱部及侧壁喷射混凝土，再按要求增加加设锚杆及钢筋网，必要时还要架设钢拱架和打设超前锚杆进行支护，同时衬砌工作要紧跟开挖工序进行，以尽可能减少岩层暴露的时间，必要时可采取跳段衬砌，同时应准备好临时钢木排架等，在听到爆裂响声后立即进行支护。
4.根据权利要求1所述的高应力隧道岩爆段的主动防治方法，其特征在于，布置正洞上台阶炮眼时原理参照导洞上台阶炮眼，布置导洞及正洞下台阶炮眼时，周边眼按照0.5m的间距布置，辅助眼按照0.65米间距布置，其余炮眼均按照1m间距且炮眼间距均小于最小抵抗线的原则布置；
5.根据权利要求1所述的高应力隧道岩爆段的主动防治方法，其特征在于，所述步骤S4中高压水冲洗具体操作如下：
6.
7.根据权利要求1所述的高应力隧道岩爆段的主动防治方法，其特征在于，所述步骤S1中在对隧道掌子面开挖地面两侧进行钻孔具体操作为：在隧道掌子面开挖地面以上1.5m位置，左右两侧各钻一孔，孔深5～6m,每2个循环交替钻进，通过钻探探明前方围岩地质表现，使现场实际情况与超前地质预报结果进行对比，以便准确判断前方地质情况；
8.根据权利要求7所述的高应力隧道岩爆段的主动防治方法，其特征在于，在对隧道掌子面开挖地面施工时，可直接根据施工掌子面的地质条件，如岩体结构面产状用发育状况，岩体的破碎程度、岩石的变质程度、岩体强度及地质应力等，来对掌子面前方的岩体条件、产状及完整性进行预测，用以指导采取预防措施；
...【技术特征摘要】
1.一种高应力隧道岩爆段的主动防治方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的高应力隧道岩爆段的主动防治方法，其特征在于，所述步骤s3中对轻微岩爆区、中等岩爆区以及强岩爆区分别进行如下操作：
3.根据权利要求2所述的高应力隧道岩爆段的主动防治方法，其特征在于，在轻微岩爆区、中等岩爆区以及强岩爆区爆破后立即向拱部及侧壁喷射混凝土，再按要求增加加设锚杆及钢筋网，必要时还要架设钢拱架和打设超前锚杆进行支护，同时衬砌工作要紧跟开挖工序进行，以尽可能减少岩层暴露的时间，必要时可采取跳段衬砌，同时应准备好临时钢木排架等，在听到爆裂响声后立即进行支护。
4.根据权利要求1所述的高应力隧道岩爆段的主动防治方法，其特征在于，布置正洞上台阶炮眼时原理参照导洞上台阶炮眼，布置导洞及正洞下台阶炮眼时，周边眼按照0.5m的间距布置，辅助眼按照0.65米间距布置，其余炮眼均按照1m间距且炮眼间距均小于最小抵抗线的原则布置；
5.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘建刚，马莲霞，党鹏，骆丽珍，马合木提·依明，麦麦提江·伊敏尼亚孜，陈伟，
申请(专利权)人：新疆交通建设集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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