【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及岩土工程，具体涉及一种岩爆破坏现象的分次补偿控制方法。
技术介绍
1、随着经济社会的发展，岩爆成为了大型水电、交通、矿山及国防地下工程向深部发展难以规避的一大问题。岩爆的发生机理与区域构造、地层岩性、地下水活动、结构面发育程度有密切联系，在高地应力条件下，深部岩体因受开挖、开采或其他外界扰动，岩体中聚积的弹性变形势能突然释放，导致围岩产生爆裂、剥离、弹射甚至抛掷的动力现象，它是一种复杂的动力失稳地质灾害；由于岩爆灾害日益频繁，具有极强的随机性、突发性和破坏性，在开挖过程中，发生大范围、多点位、从轻微到强烈的岩爆，直接威胁人员和设备的安全，造成施工设备毁损甚至地下工程报废等灾难性的后果。因此，岩爆是未来大型地下岩土工程必须要解决的关键问题之一。
2、从已发生的岩爆工程实例来看，岩爆发生的很多因素表现为影响围岩的应力分布，或是当围岩处于临界平衡时，动力扰动使围岩失稳；现有公开技术对于岩爆的控制处理中，主要采取临时防护措施；围岩射水降低应力；实施超前应力释放；岩爆监测、预测；这类方案中均是由于施工过程对岩体原始结构的破坏，岩层失去了暂时平衡，岩层积蓄的势能即采取岩爆的急剧方式转变为动能或其他能量方式予以释放。而岩层位置、体积、形状等发生改变所作的功，以巨大的势能形式积蓄于岩层之内，以一种隐藏应力状态而存在。上述问题亟待解决，为此，提出一种岩爆破坏现象的分次补偿控制方法。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于：如何解决岩爆发生造成的危害，提供了一种岩
2、本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本专利技术包括以下步骤：
3、s1：地质勘探
4、在围岩岩体取样后对岩样进行室内岩石实验，通过理论判据确定岩爆严重程度；
5、s2：预应力锚索体系施工
6、选取预应力锚索的类型，进行孔道施工；
7、s3：安放、固定应力监测元件
8、将应力监测元件布设在预应力锚索的张拉端，通过扩孔机对孔道的端头进行扩孔处理，得到扩孔位，在扩孔位中安放应力监测元件，并用强力胶固定于孔道中，其中，应力监测元件用于监测锚索预应力的应力变化；
9、s4：锚索安放及孔道压浆处理
10、先将锚索预应力筋的固定端放置于孔道的前端，并安装固定端挤压锚具，然后将锚索预应力筋的张拉端由孔道的后端引出，并安装张拉端挤压锚具，通过张拉端挤压锚具上的注浆孔进行压浆的填充工作，将压浆充入孔道中；
11、s5：初次张拉
12、在压浆的强度满足要求后，对应力监测元件进行初次读数，得到应力监测初值，结合岩样在室内岩石实验得到的单轴抗压强度应力指标，通过计算开挖破坏后裸露面积反推出预施加力，进行初次张拉锚索预应力筋，补偿初次开挖破坏的预加量；
13、s6：岩爆段开挖
14、在初次张拉补偿的基础上进行初步开挖，同时进行应力监测数据的收集、分析、反馈；
15、s7：分次补偿张拉
16、通过应力监测数据的反馈，当应力监测图出现反弯点时，表明张拉量低于岩体内部的暴胀量，随即进行再次张拉预应力锚索，待应力监测曲线图呈现平稳的趋势，此时说明围岩岩体趋向于平衡状态；
17、s8：岩爆区开挖完成
18、进行多次补偿张拉直至此段岩爆区开挖完成。
19、更进一步地，在所述步骤s1中，通过结合岩样的相关试验，预测岩爆发生的可能性，并对发生岩爆时其严重程度进行分级，用于区分重点关注区段、锚索布置的数量和范围。
20、更进一步地，在所述步骤s2中，所述预应力锚索能够满足分次张拉、放张的要求，包括多条锚索预应力筋、固定端挤压锚具、张拉端挤压锚具，所述固定端挤压锚具设置在多条锚索预应力筋的前端，即孔道的前端，所述张拉端挤压锚具设置在多条锚索预应力筋的后端，即孔道的后端。
21、更进一步地，所述固定端挤压锚具包括固定锚板、挤压套、挤压弹簧、钢绞线，在钢绞线一端套上挤压弹簧，通过挤压机将套有挤压弹簧的一端压进挤压套内，挤压弹簧全部嵌入在挤压套及钢绞线之间，将挤压好挤压套的钢绞线依次穿入固定锚板安装孔位，整体送入孔道前端。
22、更进一步地，所述张拉端挤压锚具包括张拉端锚垫板、工作锚、张拉端锚环夹片、钢绞线，核对放置好钢绞线的孔道与钢绞线的编号，在孔道后端安放张拉端锚垫板，将钢绞线依次穿过工作锚上的孔位，并嵌入张拉端锚环夹片紧固，接着通过千斤顶与工具锚进行张拉作业。
23、更进一步地，在所述步骤s2中，孔道施工的过程为：定位放样完成后，钻孔机就位，以预设的倾角θ进行钻孔，钻孔完成后，进行成孔质量检查，检查合格后对孔道进行清孔处理。
24、更进一步地，在所述步骤s7中，应力监测元件全天候、全过程对预应力锚索的应力监测结果进行收集，通过计算机后台实时反映出应力的变化；通过应力监测分析出应力的变化曲线，即得到应力监测图，反馈到施工操作面即进行锚索预应力的再次张拉。
25、更进一步地，在所述步骤s7中，分次补偿张拉时满足如下条件：
26、σ(σi)dfi+σep＜σpi
27、其中，σ(σi)dfi表示岩体容许应力抗破坏能力总和；σep表示岩体主动侧压力的总和，pi为第i次张拉时的张拉力。
28、更进一步地，在所述步骤s8中，当应力监测图每次出现反弯点，表明围岩呈现不稳定趋势，此时进行补偿张拉使围岩趋于平缓状态，岩爆区段开挖完成后，割除多余锚索预应力筋，施作永久性结构，对于分段岩爆部位，重复步骤s1～s8，直到永久性施工完成后，即可结束监测、张拉工作。
29、本专利技术相比现有技术具有以下优点：该岩爆破坏现象的分次补偿控制方法，使用锚索预应力筋，配合岩体的实时应力监测结果，获取岩体在外力作用下应力释放后岩体的应力变化，依据应力变化对预应力锚索进行分次补偿张拉，以满足作用于岩体的外力，达到岩体未扰动时的平衡，避免岩爆发生造成危害。
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1.一种岩爆破坏现象的分次补偿控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种岩爆破坏现象的分次补偿控制方法，其特征在于，在所述步骤S1中，通过结合岩样的室内岩石实验，预测岩爆发生的可能性，并对发生岩爆时其严重程度进行分级，用于区分重点关注区段、锚索布置的数量和范围。
3.根据权利要求1所述的一种岩爆破坏现象的分次补偿控制方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述预应力锚索能够满足分次张拉、放张的要求，包括多条锚索预应力筋、固定端挤压锚具、张拉端挤压锚具，所述固定端挤压锚具设置在多条锚索预应力筋的前端，即孔道的前端，所述张拉端挤压锚具设置在多条锚索预应力筋的后端，即孔道的后端。
4.根据权利要求3所述的一种岩爆破坏现象的分次补偿控制方法，其特征在于，所述固定端挤压锚具包括固定锚板、挤压套、挤压弹簧、钢绞线，在钢绞线一端套上挤压弹簧，通过挤压机将套有挤压弹簧的一端压进挤压套内，挤压弹簧全部嵌入在挤压套及钢绞线之间，将挤压好挤压套的钢绞线依次穿入固定锚板安装孔位，整体送入孔道前端。
5.根据权利要求3所述的一种岩爆破坏现
6.根据权利要求1所述的一种岩爆破坏现象的分次补偿控制方法，其特征在于，在所述步骤S2中，孔道施工的过程为：定位放样完成后，钻孔机就位，以预设的倾角θ进行钻孔，钻孔完成后，进行成孔质量检查，检查合格后对孔道进行清孔处理。
7.根据权利要求3所述的一种岩爆破坏现象的分次补偿控制方法，其特征在于，在所述步骤S7中，应力监测元件全天候、全过程对预应力锚索的应力监测结果进行收集，通过计算机后台实时反映出应力的变化；通过应力监测分析出应力的变化曲线，即得到应力监测图，反馈到施工操作面即进行锚索预应力的再次张拉。
8.根据权利要求7所述的一种岩爆破坏现象的分次补偿控制方法，其特征在于，在所述步骤S7中，分次补偿张拉时满足如下条件：
9.根据权利要求8所述的一种岩爆破坏现象的分次补偿控制方法，其特征在于，在所述步骤S8中，当应力监测图每次出现反弯点，表明围岩呈现不稳定趋势，此时进行补偿张拉使围岩趋于平缓状态，岩爆区段开挖完成后，割除多余锚索预应力筋，施作永久性结构，对于分段岩爆部位，重复步骤S1～S8，直到永久性施工完成后，即可结束监测、张拉工作。
...【技术特征摘要】
1.一种岩爆破坏现象的分次补偿控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种岩爆破坏现象的分次补偿控制方法，其特征在于，在所述步骤s1中，通过结合岩样的室内岩石实验，预测岩爆发生的可能性，并对发生岩爆时其严重程度进行分级，用于区分重点关注区段、锚索布置的数量和范围。
3.根据权利要求1所述的一种岩爆破坏现象的分次补偿控制方法，其特征在于，在所述步骤s2中，所述预应力锚索能够满足分次张拉、放张的要求，包括多条锚索预应力筋、固定端挤压锚具、张拉端挤压锚具，所述固定端挤压锚具设置在多条锚索预应力筋的前端，即孔道的前端，所述张拉端挤压锚具设置在多条锚索预应力筋的后端，即孔道的后端。
4.根据权利要求3所述的一种岩爆破坏现象的分次补偿控制方法，其特征在于，所述固定端挤压锚具包括固定锚板、挤压套、挤压弹簧、钢绞线，在钢绞线一端套上挤压弹簧，通过挤压机将套有挤压弹簧的一端压进挤压套内，挤压弹簧全部嵌入在挤压套及钢绞线之间，将挤压好挤压套的钢绞线依次穿入固定锚板安装孔位，整体送入孔道前端。
5.根据权利要求3所述的一种岩爆破坏现象的分次补偿控制方法，其特征在于，所述张拉端挤压锚具包括张拉端锚垫板、工作锚、张拉端锚环夹片、钢绞线，核对放置好钢绞线的孔道与钢绞线的...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹广勇，孙仁浩，林键，董鹏辉，葛栋梁，
申请(专利权)人：安徽建筑大学，
类型：发明
国别省市：
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