岩爆的預防及處理
(1)岩爆產生條件
① 近代構造活動山體內地應力較高,岩體內儲存著很大的應變能;
② 圍岩新鮮完整,裂隙極少或僅有隱裂隙,屬堅硬脆性介質,能夠儲存能量,而其變形特性屬於脆性破壞類型,應力解除後,回彈變形很小;
③ 具有足夠的上覆岩體厚度,一般均遠離溝穀切割的卸荷裂隙帶,埋藏深度多大於200m;
④ 無地下水,岩體幹燥;
⑤ 開挖斷麵形狀不規則,造成局部應力集中。
⑥ 在溶孔較多的岩層裏,則一般不會發生岩爆。
(2)岩爆的特點
隧洞內的岩爆一般具有以下特點:
① 在未發生前,並無明顯的征兆,雖經過仔細尋找,並無空響聲,一般認為不會掉落石塊的地方,也會突然發生岩石爆裂聲響,石塊有時應聲而下,有時暫不墜下。
② 岩爆發生的地點多在新開挖的工作麵附近,個別的也有距新開挖工作麵較遠,常見的岩爆部位以拱部或拱腰部位為多;岩爆在開挖後陸續出現,多在爆破後的2~3小時,24小時內最為明顯,延續時間一般1~2個月,有的延長1年以上,事前一般無明顯預兆。
③ 岩爆時圍岩破壞的規模,小者幾厘米厚,大者可多達幾十噸重。石塊由母岩彈出,小者形狀常呈中間厚、周邊薄、不規則的片狀脫落,脫落麵多與岩壁平行。
④ 岩爆圍岩的破壞過程,一般新鮮堅硬岩體均先產生聲響,伴隨片狀剝落的裂隙出現,裂隙一旦貫通就產生剝落或彈出,屬於表部岩爆;在強度較低的岩體,則在離隧洞掌子麵以裏一定距離產生,造成向洞內臨空麵衝擊力量最大,這種岩爆屬於深部衝擊型。
(3)岩爆的現場預測預報
①地形地貌03manbetx
法及地質03manbetx
法
認真查看其地形地貌,對該區的地形情況有一個總體的認識,在高山峽穀地區,穀地為應力高度集中區,另外根據地質報告資料初步確定輔助洞施工期間可能遇到的地應力集中和地應力偏大的地段。
依據地質理論,在地殼運動的活動區有較高的地應力,在地區上升劇烈,河穀深切,剝蝕作用很強的地區,自重應力也較大。
②AE法(聲發射法)
AE法主要利用岩石臨近破壞前有聲發射現象這一結果,通過聲波探測器對岩石內部的情況進行檢測,該方法的基本參量是能率E和大事件數頻度N,它們在一定程度上反映出岩體內部的破裂程度和應力增長速度。這種預報方法是最直接的,也是最有效的。
③鑽屑法(岩芯餅化法)
這種方法是通過對岩石鑽孔進行,可在進行超前預報鑽孔的同時,對鑽出的岩屑和取出的岩芯進行03manbetx
;對強度較低的岩石,根據鑽出岩屑體積大小與理論鑽孔體積大小的比值來判斷岩爆趨勢。在鑽孔過程中有時還可以獲得如爆裂聲、磨察聲和卡鑽現象等輔助信息來判斷岩爆發生的可能性。
④地溫法
采用紅外線測溫儀,若地溫接近正常埋深地溫,說明地下水滲流弱,圍岩幹燥無水,則產生岩爆的可能性較大。
以上幾種方法在實際施工過程中要綜合應用,相輔相成互相印證,方能對岩爆的發生進行準確的預報。
(4)岩爆防治措施
①改善圍岩應力
這種方法主要是降低圍岩應力是圍岩應力小於圍岩強度,避免岩爆的發生。在施工中主要采取如下措施:
在洞身開挖爆破時,采用“短進尺、多循環”,采用光麵爆破技術,盡量減少對圍岩的擾動,改善圍岩應力狀態。
選擇合適的開挖斷麵形式,也可改善圍岩應力狀態。
應力解除法:通過打設超前鑽孔或在超前鑽孔中進行鬆動爆破,在圍岩內部造成一個破壞帶,即形成一個低彈區,從而使動壁和掌子麵應力降低,使高應力轉移至圍岩深部,施工時可在掌子麵上打設5~6個超前鑽孔,深15~20m左右,既可以起到超前鑽探地質的作用,又可以起到釋放掌子麵應力的作用。超前鑽孔的布置形式及參數與地質預測預報孔相同。