山西省中部引黄输水工程岩爆问题评价

根据隧洞输水线路地质条件,结合本次勘察成果,对山西省中部引黄输水工程区岩爆问题进行评价。     

深埋水工隧洞岩爆微震监测预警研究

为了避免或降低潜在的岩爆风险,以陕西省引汉济渭工程秦岭输水隧洞为研究对象,采用加拿大ESG微震监测技术获取分析岩爆监测信息,对TBM隧洞微震监测设备的安装、传感器阵列布置、数据无线传输的方案进行了优化。通过长期监测结果和实际开挖情况对比发现:TBM洞段和钻爆法洞段80%以上的岩爆可提前预测,准确率分别达到90. 96%和83. 3%。     

锦屏辅助洞工程岩爆特征与防治综述

地下工程施工中,岩爆现象屡见不鲜,岩爆产生的危害也较大。但由于岩爆发生的时间和具体位置的不确定性,给岩爆的防治带来难度。锦屏辅助洞工程设计过程中,在隧洞选线、横通道布置、紧急停车带布置、支护设计等方面皆考虑了岩爆因素,根据工程区域地应力场的分析,影响隧洞区域地应力场的主要因素为岩体自重和近东西向的水平挤压构造,其次是近南北向的水平挤压构造。因此,隧洞选线时,尽量将洞轴线方向与最大主应力δ1方向平行或小角度相交, 减少洞室壁的切向应力。 简要阐述锦屏辅助洞工程的岩爆特征、岩爆预防与治理措施,并总结了部分岩爆防治经验。     

深埋隧洞开挖岩爆数值模拟与预测

为能更好地反映深埋隧洞岩爆的脆性破坏特征,在岩爆的数值模拟中采用了一个复合破坏准则弹脆塑性本构模型,并结合锦屏二级水电站辅助洞工程,综合运用各种判据和方法建立岩爆的预测体系,对开挖过程中岩爆的发生情况进行了预测,判定在洞肩和洞底角点处发生岩爆可能性较大,这与锦屏二级水电站辅助洞岩爆实际发生情况基本一致。对岩爆的预测具有一定的参考价值。     

天生桥二级水电站隧洞岩爆规律及预测方法的探索

本文通过天生桥二级(坝索)水电站3条引水隧洞开挖发生的岩爆现象,总结出岩爆发生的规律(即岩爆现象,岩爆爆裂面的形态特点、类型,破裂面的力学特性,岩爆的深度和宽度,岩爆发生时间及岩爆沿洞轴线分布规律等)及预测岩爆的方法。     

岩爆预测与防治中几个问题的研究现状

摘要雅砻江锦屏水电站地下工程埋深大,工程区地质构造复杂,洞线中遇到与天生桥二级水电站引水隧洞中性质相近的岩石,具有发生岩爆的应力条件与岩性条件。事实上1991年,在5km长的勘探平洞施工中,已有轻度岩爆发生。岩爆将是本工程中的一个关键问题,但到目前为止,岩爆又是一个研究得很不充分的课题。本文在对岩爆研究现状叙述的基础上,提出了锦屏工程岩爆治理工作的建议:1.早期对岩爆作宏观判断;2.优化设计;3.施工中用声发射和微震监测;等等。     

引汉济渭秦岭隧洞5号支洞岩爆微震响应研究

以引汉济渭秦岭输水隧洞5号支洞为研究对象,微震监测技术为手段,微震数据及岩爆实录资料为基础,分析了诱发岩爆的原因,并在此基础上探究了微震事件活动与岩爆的关系。研究结果表明：地应力和掘进速率是诱发岩爆产生的主要影响因素,且埋深不同,其对岩爆产生的影响程度不同;微震事件的空间分布特征与掌子面位置存在紧密联系,其“时、空、强”特征可以形象地演示岩爆的产生过程并用于对岩爆的预测预警;岩爆不会一直持续发生,而是会经历扰动开挖-裂隙产生-岩体储能-裂纹发育贯通-能量释放的过程,且当能量释放不彻底时,容易形成频发型岩爆。     

某水电站引水隧洞岩爆可能性判别及预测

新疆某水电站引水隧洞开挖中发生多次应变型零星岩爆,主要表现为劈裂破坏后成层剥落,给工程建设和人员设备安全带来较大威胁。在区域地应力场回归分析的基础上,针对依据现有规范无法得到爆坑深度及对非圆形洞室判断结果存在一定误差的不足,引入了硬脆性岩体破坏预测准则(m-0准则)。在对该准则进行适应性判别后,采用所提方法和规范方法对该水电站引水隧洞剩余洞段岩爆可能性进行了综合判别。结果表明:采用m-0准则可对爆坑深度进行有效预测,剩余洞段岩爆主要以片帮和连续剥落的轻微岩爆为主,局部洞段具有发生中等岩爆和强烈岩爆的可能性。研究结果可用于该工程后续洞段开挖支护设计,另可为类似深埋硬岩工程岩爆可能性判别提供一定的借鉴及参考。     

某水电站洞室岩爆的尺寸效应

统计某水电站探洞和交通洞现场典型岩爆特征表明,在基本地质条件相似的情况下,岩爆具有随洞室尺寸的增大而增强的趋势,即岩爆具有尺寸效应.根据围岩条件和应力条件建立岩爆分级判别标准.并运用该标准对比分析了整条交通洞和引水隧洞岩爆的尺寸效应,结果表明,在相同桩号处,在其他岩爆发生条件相似的情况下,引水隧洞的岩爆烈度将比交通洞的提高半个等级.     

深长隧洞施工岩爆及其预测与防治

对于深长隧洞工程,岩爆及其导致的围岩稳定性问题是影响工程建设和安全运行的重要问题。在高地应力条件下脆性岩体开挖过程中经常遇到岩爆,如齐热哈塔尔引水隧洞开工1年来,已经累计有约600m洞段发生了轻微一中等岩爆,造成一定的工期延误。通过研究岩爆工程实例,结合开挖过程对本工程岩爆特征进行分析,对不同桩号的岩爆强度进行预测预报,并讨论了不同等级岩爆的防治措施。     

超深埋隧洞TBM施工的岩爆研究

TBM工法最显著的优势就在于掘进速度快,其决定性因素是掘进、支护设备与隧洞地质条件的匹配程度,而岩爆(尤其是强烈岩爆)是制约锦屏二级水电站隧洞开挖进度的瓶颈问题。本文结合施工排水洞岩爆现象及支护处理措施,对岩爆的声学特征、时空效应、破坏方式等进行分析,总结了TBM施工洞段岩爆的特点。在水电隧洞工程中引入了微震监测进行岩爆预报,也是目前岩爆监测与预报或预警最有效的技术之一。在对岩爆发生规律、特点、预报研究的基础上,根据TBM设备的特点和能力,提出了防治不同等级岩爆的工程措施和建议。     

锦屏辅助洞岩爆的爆破主动控制实践

以横穿锦屏山脉、平均埋深达到1 500~2 000m的锦屏辅助洞爆破开挖过程中岩爆控制为背景,介绍了辅助洞沿线岩爆分布规律及基于应力解除爆破和控制爆破技术的岩爆控制措施。辅助洞岩爆的沿线分布表明:施工过程中岩爆的防治应该一方面改善围岩应力集中的程度,另一方面降低岩体的储能能力。强烈和极强岩爆洞段应力解除爆破应特别重视掌子面前方和两侧围岩中应力集中区的解除,爆破孔的间距宜在1~2m之间,不宜过大,否则将影响应力解除的效率和效果。另外,通过改善洞室周边轮廓形状、调整钻孔作业顺序和控制爆破进尺在2m以内等措施,改善了应力状态、减小了爆破扰动,对控制强烈岩爆和极强岩爆发生的频率和等级起到了积极作用。对类似深埋隧洞开挖过程中的高应力动力破坏控制具有一定的参考价值。     

小湾水电站尾水隧洞开挖岩爆处理措施

小湾水电站尾水隧洞及尾水支洞工程的地质情况和应力释放较为复杂,开挖过程中受应力重分布及卸荷作用将会出现片理、劈裂现象及轻微岩爆现象,对于断层洞段采取喷钢纤维混凝土及胀扩式预应力注浆锚杆及时支护,对于非断层洞段在中导洞开挖和扩挖施工中采取合理的施工方法及安全措施,及时喷混凝土进行规模较小的岩爆处理,效果较好.     

雅鲁藏布江峡谷段某深埋隧道岩爆特征分析

拉萨至日喀则铁路以隧道形式穿越雅鲁藏布江峡谷段。受区域地质环境的影响,区段内盆因 拉围岩内构造应力集中,施工过程中岩爆问题突出。在对现场地应力数据和隧道围岩物理力学特性参 数的实验测试的基础上,分析了盆因拉深埋隧道花岗岩、片麻岩和闪长岩围岩体的弹性应变能、强度和 变形脆性系数以及弹性应变能等指标,进而分析了围岩体岩爆倾向。利用ＭＩＤＡＳ有限元软件计算了隧 道洞壁最大切向应力,应用ＲUｓｓｅｎｅｓｓ和Ｂａｒｔｏｎ判据对围岩岩爆强度进行了评判。其中花岗岩具有轻微 —中等岩爆倾向;片麻岩具有中—强岩爆倾向,局部具有轻微岩爆倾向;闪长岩具有强岩爆倾向,局部具 有轻微—中等岩爆倾向。计算结果和施工监测结果一致,研究结论为该区域类似工程施工提供了参考。     

天生桥二级水电站引水发电隧洞岩爆烈度与分级的研究

天生桥二级水电站引水发电隧洞，８５％的洞段分布坚硬的石灰岩和白云岩，开挖过程中发生了频繁的岩爆。进行岩爆的烈度分级，是一项重要的有意义的工作本文将岩爆分为４级，特强岩爆之外，强列、中等及弱岩爆，在该电站隧洞中有发生。     

江边电站引水隧洞岩爆及其防治分析

在隧道及地下工程施工过程中,岩爆现象时有发生,岩爆产生的危害也较大。由于岩爆发生的时间、强度及具体位置的不确定性,给岩爆的预测及其防治带来了困难。从江边电站引水隧洞支洞岩爆状况入手,结合现场实测的地应力值和岩石单轴压缩变形试验,并通过对岩爆发生的力学机制及其预测的研究分析,提出了防止岩爆发生的对策和安全措施,实现了工程高强度岩爆洞段的快速安全施工,为洞室开挖设计和岩爆监测预报提供了参考依据。     

周宁水电站地下厂房交通洞工程F140断层带的开挖掘支护和岩爆分析

周宁水电站为穆阳梯级的第二级水电站，１９９８年７月地下厂房交通洞工程先期开工，洞挖施工中遇到９０ｍ长的Ｆ１４０大断及岩爆现象，由于采取可靠的支护措施，才安全顺利地通过断层带及岩爆洞段，现就断层带的施工进行总结，并就岩爆破因进行分析。     

引汉济渭秦岭输水隧洞4~#支洞微震监测系统及工程应用

引汉济渭工程秦岭特长输水隧洞岩性复杂、水平地应力高,开挖过程中岩爆灾害频发。为确保人员与设备安全,在"亚洲第一长斜井"4#支洞斜4+179. 2—斜4+346. 4范围安装微震监测系统,进行岩爆风险分析与预测。根据现场实时监测数据,进行信号滤波分析,确定有效岩体破裂信息。分析花岗岩中微震事件的时序特征,以及时空演化分布特征,结合现场实际岩爆特点,对比分析岩爆发生等级及破坏特征。结果显示:隧洞岩体微震时序类型主要为2类,即主震-后震型、前震-主震-余震型;岩爆等级以中等岩爆为主,呈现片状拉伸破坏为主与剪切破坏形成塌腔的组合破坏特征。发生中等岩爆临界值为当日累计微震事件30次以上。结果表明,该微震监测系统的设计和实施满足支洞深部岩体稳定性分析的监测要求,能够为岩爆风险监测提供一个有效的分析工具。研究成果为隧洞施工中岩体稳定性分析提供有价值的参考依据。     

大金坪引水隧洞围岩岩爆灾害预测

大金坪引水隧洞位于高山峡谷区,受断裂带附近应力集中的影响,洞段、硬脆岩质洞段围岩具备岩爆灾害形成的基本条件,应当予以预测评估。通过评估,可预防岩爆灾害对施工人员、设备的伤害。     

关于水库输水洞维修加固设计初步分析

输水洞承担灌溉任务,是主要的永久建筑物,其工程级别为3级。输水洞进口翼墙处出现多处裂缝,混凝土脱落现象严重,有必要进行加固处理。文章结合拉马章水库输水洞维修加固工程案例,提出输水洞维修加固设计方案,并对其进行分析。