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。     

锦屏二级水电站引水隧洞主要工程地质问题分析

对锦屏二级水电站引水隧洞在前期试验洞施工建设过程中遇到的工程地质问题进行分析研究。概述了锦屏二级水电站引水隧洞地应力场、岩爆及其监测预报的情况,并对隧洞高外水压力和涌突水问题进行分析研究;提出通过加强初期支护防治岩爆和“以堵为主、堵排结合”的涌突水防治措施。     

山西中部引黄工程东干线隧洞岩爆预测

以山西中部引黄工程东干线为研究对象,利用工程勘察资料,利用工程地质方法对隧道中是否存在岩爆问题进行了评价,查明了不同埋深、不同岩性条件下,硬岩产生岩爆的可能性,经综合评价,该工程隧洞埋深较浅时不存在岩爆可能性,埋深较大时存在发生轻微岩爆（Ⅰ级）—中等岩爆（Ⅱ级）的可能性.建议在隧洞施工中加强地应力和岩爆监测,以保证隧洞施工安全.     

深部岩体隧洞岩爆灾害影响因素分析

深部岩体隧洞施工过程中频发的岩爆灾害时常会造成大量的人员伤亡以及巨大的财产损失。基于某水电站4条引水隧洞开挖过程中的大量的岩爆实例,以数值运算为主要研究手段,从能量的角度出发对影响岩爆灾害发生的关键性因素进行了研究,结果表明:相同长度的隧洞开挖过程中随着单循环开挖步长的增大,微震能量释放值不断增大,岩爆的发生频次具有增加的趋势;当开挖速度控制在合理范围内时,围岩稳定性可以得到有效控制,当其突破到临界状态以上时,岩爆的发生频次具有显著增加的特征;在一定埋深范围内随着埋深的增加,岩爆发生的频率、强度具有明显增加的趋势;上述研究结果可以为高地应力条件下地下隧洞开挖过程中岩爆的预测与防治提供合理的科学依据。     

引汉济渭输水隧洞岩爆处置研究

引汉济渭工程秦岭隧洞地应力环境复杂,岩爆成为了阻碍隧洞顺利施工以及威胁施工安全的一大障碍。以岭南4号支洞的开挖段为试验段,采集开挖过程中发生岩爆的信息,对发生岩爆的规模进行划分,提出轻微、中等以及强烈岩爆下的支护参数以及应力解除爆破参数。研究表明:微震监测技术在本隧洞的预测准确率达64%。柔性钢丝网、涨壳式预应力注浆锚杆以及仿纤维喷射混凝土对岩爆的控制具有良好的效果。     

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。     

基于微震监测技术的隧洞强岩爆预测实践

岩爆监测与预报是岩土界公认的世界性难题。锦屏二级水电站的引水隧洞的高地应力和复杂的地质结构导致了该隧洞群开挖过程中岩爆频发,对人员和设备安全造成较大的影响和潜在威胁。以锦屏二级水电站某隧洞开挖过程中强岩爆为例,介绍基于微震监测技术的岩爆预测方法。分析显示,监测系统可以采集到岩爆较为明显的前兆信息,通过人工分析处理后,可对风险区域进行较为准确的预测预报,为工程安全施工提供了重要的参考依据。     

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。     

基于模糊概率的深埋隧洞岩爆风险分析

 岩爆是深埋隧洞开挖中主要工程问题之一,如何对其进行准确预测也是岩石工程的重点研究课题。针对深埋隧洞围岩发生岩爆的随机性和模糊性,将岩爆视为一种风险,引入以可靠度为基础的模糊概率风险理论,建立了一个新的岩爆风险预测模型——模糊概率风险分析模型,该方法克服传统判别方法的不足,既能预测岩爆的发生,又能计算各级岩爆发生概率。结合工程常用的Russenes岩爆判别法,推导出模型的概率密度函数和隶属函数形式。应用该方法对南水北调西线工程泥曲-杜柯河段隧洞部分洞段进行岩爆风险评估,并与常规岩爆判别法对比。     

齐热哈塔尔水电站大深埋长隧洞关键技术难题及对策

齐热哈塔尔水电站工程发电引水隧洞存在隧洞长、埋深大、高地应力、岩爆和高地温等复杂工程地质问题,因此,对隧洞围岩稳定、施工期安全、隧洞支护荷载和衬砌型式等的研究至关重要。通过采用现场围岩变形和地应力释放测试、数值模拟反演分析和衬砌时机试验研究等方法,分析了深埋长隧洞高地应力与岩爆的产生机理、岩爆特征和破坏形式,以及高地温的成因,研究了高地应力、岩爆和高地温对施工、衬砌荷载和衬砌型式的影响。针对上述问题对策如下:对于高地应力围岩洞段,开挖完成后,初期支护采取时间滞后的方式消减高地应力;对于岩爆洞段,采取主动预防措施和强施工支护,确保施工安全,将岩爆发生的可能性及岩爆的危害降到最低;对高地温洞段开挖采取通风、在掌子面和风带口放置冰块、对掌子面和附近岩体喷水等降温措施,而且完善和优化了隧洞一次支护和二次衬砌设计。这些措施保证了引水隧洞的施工和运行安全,对类似地质条件的隧洞工程设计和施工具参考价值。     

拉西瓦水电站地下硐室岩爆现象典型实例分析

岩爆是地应力较高地区普遍发生的一种岩体失稳现象，拉西瓦工程位于中高地应力地区，隧洞开挖过程中发生了大量的岩爆现象，从量级来看，多属轻微岩爆，局部段为中等岩爆，对隧洞稳定及安全产生一定影响，采取了有效的防范处理措施。     

深埋隧洞岩爆成因机理分析与防治研究

岩爆是围岩处在高应力场条件下产生岩片飞射抛撒以及洞壁出现片状剥落的现象。岩爆是地下工程的一种特殊现象,但是国内外对岩爆的研究还尚需深入了解。通过对锦屏二级水电站深埋隧洞的研究,了解高地应力条件下隧道在施工开挖过程中的岩爆机理、岩爆治理措施,通过FLAC[3D]软件模拟出隧洞的主应力,进而通过数值分析判断是否发生岩爆。更多还原     

地下硐室岩爆的预测及处理研究

洞室开挖过程中常发生规模大小不一的岩爆,因此合理地评价其开挖过程中岩爆发生的可能性、现场对岩爆的观测、分析研究岩爆的烈度、分布范围以及相应的预测防治处理措施具有重要的工程意义。基于此,首先从岩爆发生的基本条件、岩爆烈度分级标准、隧洞岩爆特点、地质宏观评价的角度对硐室施工过程中岩爆发生的可能性进行了评估;然后,采用较常规的岩爆的现场预测预报方法(主要采用定性方法和工程地质类比法)对该地下硐室岩爆发生的烈度进行了评价;最后提出了相应的防治措施,即施工岩爆处理措施,研究结果对高地应力区及上覆岩层较厚的地区兴建或开挖地下洞室具有重要的参考作用。     

南水北调西线工程深埋隧洞岩爆分析及预测

岩爆是一种典型的地质灾害,如何对岩爆进行预测已成为地下工程领域研究的热点和难点问题。为评价南水北调西线工程深埋隧洞岩爆发生的可能性,提出采用岩性分析、地应力实测及有限元分析相结合的方法进行岩爆预测。在研究中,从工程地质的角度,基于隧道围岩岩性分析、现场地应力实测及地应力场的反演分析,对隧道开挖后应力场进行了有限元数值模拟,综合分析了西线工程隧道初始地应力场沿轴线分布规律以及隧道开挖后不同埋深处岩爆发生的等级。结果表明,该工程岩爆等级大部分为中等岩爆。     

基于微震监测技术的岩爆特征研究

秦岭输水隧洞越岭段岩石掘进机法施工过程中多次出现岩爆风险,对施工人员和设备安全产生了严重威胁。采用微震监测技术进行岩爆预测预报,通过分析微震事件分布特征、频次特征、震级特征等,建立了基于能量指标的岩爆判别方法,工程实例表明整体准确预测率超过80%。结果表明,深埋硬岩隧洞中岩爆风险是完全可以预测的,对于中等及以上岩爆预测效果更加显著,根据预测结果采取相应的预防措施,可在一定程度上降低岩爆的风险。     

深埋隧洞岩爆孕育机理及防控措施

深埋隧洞工程的岩爆孕育机理决定了岩爆支护系统和防控策略的制定,对工程施工安全具有重要意义。结合锦屏二级水电站深埋水工隧洞岩爆案例所揭示的规律,包括岩爆类型、发育特征,开展了岩爆案例反演和孕育机理解译研究,揭示了深埋隧洞施工期各类岩爆的发生机制,制定了不同类型岩爆的防控原则,提出了钻爆法和TBM掘进条件下岩爆的防控措施。     

岩爆机理分析与预测

天生桥水电站引水隧洞在开挖过程中发生了岩爆.本文根据现场的观察资料和室内有关的岩石试件声发射测试成果,对这些岩爆进行了分析.根据分析结果建立了岩爆的力学模型,并以此为基础用有限元法对岩爆进行预测.天生桥的预测结果与实际岩爆的发生吻合较好.     

岩体隧洞岩爆过程微震特征及其扩展机制

基于深部岩体隧洞不同开挖方式下的岩爆现场情况及微震监测数据,确立了最大能量微震事件岩爆发生时间、等级的判定标准。在此基础上,对深埋隧洞即时型岩爆的孕育及发生过程进行了研究,结果表明:即时型岩爆孕育过程中围岩岩体处于破坏加速集聚并不断扩展的过程,此过程中微震事件数量不断增加、能量参数不断增大,当岩爆发生时达到最大值;TBM开挖过程可近似为准静态卸荷,受到开挖方式的影响其裂隙扩展范围相对较小,围岩承载力也较强;而钻爆法开挖是初始应力的动态卸荷,爆破冲击荷载造成的裂隙扩展范围较大,同时其围岩储能能力相对较差。     

小孟底沟水电站引水隧洞岩爆预测和防治对策

以小孟底沟水电站工程引水隧洞为例,依据隧洞区地应力的测试值及地应力场模拟与反演,综合分析了隧洞区地应力和隧洞围岩应力的分布规律,在此基础上计算获得开挖后洞周围岩应力值。在分析岩爆发生条件的基础上,根据工程区地应力、岩性等特征,采用多种岩爆判别方法,对引水隧洞围岩发生岩爆的可能性及岩爆级别进行了综合预测,给出勘察设计阶段隧洞产生岩爆的可能性及级别,从而为设计和施工提出应对岩爆的工程对策。     

秦岭隧洞岩爆应力解除爆破及支护参数优化

针对引汉济渭工程秦岭隧洞具有超长、大埋深、地质条件复杂、高地温、高地应力、施工通风及运输距离长等特点,开挖施工过程中岩爆的预防和处理是难点,在施工过程中,运用理论分析及现场试验等方法,通过对开挖前岩爆产生地段的预报解除和开挖后支护参数优化,减小岩爆对工程安全和进度的影响。以引水隧洞4号支洞的开挖段为试验段,采集开挖过程中发生岩爆的信息,通过微震监测预报数据,对应力解除爆破前、后监测数据进行对比分析,进行岩爆段开挖前应力解除爆破和开挖后支护参数优化,提出轻微、中度、强烈岩爆的有效防治措施。结果表明:应力解除施工方案可以避免或大幅降低岩爆的发生概率、烈度与规模,具备对应力集中部位预测准确、应力解除到位、解除效果可靠的优点,同时在开挖后对轻微、中度、强烈岩爆段采取不同支护参数,能够有效地减小岩爆造成的破坏,保证隧洞围岩稳定和地下结构安全。