②改善圍巖性質
在施工過程中,可采取對工作面附近隧道巖壁噴水或鉆孔注水來促進圍巖軟化,從而消除或減緩巖爆程度。但這種方法在隧道施工中一般對隧道圍巖的穩定有一定的影響。
③ 對圍巖進行加強支護和超前支護加固
其作用有兩個:
改善掌子面及1~2倍洞徑洞段內圍巖的應力狀態,由于支護的作用不但改變了應力大小的分布,而且還使洞壁從單維應力狀態變為三維應力狀態。
擬采用的加固辦法有:錨桿和超前錨桿支護、錨噴砼支護、鋼纖維噴砼支護、鋼支撐,二次襯砌。這種方法是施工中最為常用的,因此施工過程中,在易發生巖爆的地段,要采取錨桿、超前錨桿支護、錨噴砼支護、鋼纖維噴砼支護、鋼支撐等多種支護方法有效的組合在一起來防止巖爆的發生。
(5)巖爆段施工技術
針對隧道的地質特征,在施工中可能出現巖爆的地段應采取積極主動的預防措施和強有力的施工支護,確保巖爆地段的施工安全,將巖爆發生的可能性及巖爆的危害降到最低。在高應力地段施工中可采用以下技術措施:
① 在施工前,針對已有勘測資料,首先進行概念模型建模及數學模型建模工作,通過三維有限元數值運算、反演分析以及對隧道不同開挖工序的模擬,初步確定施工區域地應力的數量級以及施工過程中哪些部位及里程容易出現巖爆現象,優化施工開挖和支護順序,為施工中巖爆的防治提供初步的理論依據。
② 在施工過程中,加強超前地質探測,預報巖爆發生的可能性及地應力的大小。采用上述超前鉆探、聲反射、地溫探測方法,同時利用隧道內地質編錄觀察巖石特性,將幾種方法綜合運用判斷可能發生巖爆高地應力的范圍。
③打設超前鉆孔轉移隧道掌子面的高地應力或注水降低圍巖表面張力超前鉆孔可以利用鉆探孔,在掌子面上利用地質鉆機或液壓鉆孔臺車打設超前鉆孔,鉆孔直徑為45mm,每循環可布置4~8個孔,深度5~10m,必要時也可以打設部分徑向應力釋放孔,鉆孔方向應垂直巖面,間距數十厘米,深度1~3m不等。必要時,若預測到的地應力較高,可在超前探孔中進行松動爆破或將完整巖體用小炮震裂,或向孔內壓水,以避免應力集中現象的出現。
④在施工中應加強監測工作,通過對圍巖和支護結構的現場觀察、通過對輔助洞拱頂下沉、兩維收斂以及錨桿測力計、多點位移計讀數的變化,可以定量化地預測滯后發生的深部沖擊型巖爆,用于指導開挖和支護的施工,以確保安全。
⑤ 在開挖過程中采用“短進尺、多循環”,同時利用光面爆破技術,嚴格控制用藥量,以盡可能減少爆破對圍巖的影響并使開挖斷面盡可能規則,減小局部應力集中發生的可能性。在巖爆地段的開挖進尺嚴格控制在2.5m以內。
⑥ 加強施工支護工作
支護的方法是在爆破后立即向拱部及側壁噴射鋼纖維或塑料纖維混凝土,再加設錨桿及鋼筋網。必要時還要架設鋼拱架和打設超前錨桿進行支護。
襯砌工作要緊跟開挖工序進行,以盡可能減少巖層暴露的時間,減少巖爆的發生和確保人身安全,必要時可采取跳段襯砌。同時應準備好臨時鋼木排架等,在聽到爆裂響聲后,立即進行支護,以防發生事故。
⑦對發生巖爆的地段,可采取在巖壁切槽的方法來釋放應力。以降低巖爆的強度。
⑧在巖爆地段施工對人員和設備進行必要的防護,以保證施工安全。
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