[发明专利]长引水深埋圆形隧洞岩爆应力解除先导洞型内部爆破法

说明书

本发明提供一种长引水深埋圆形隧洞岩爆应力解除先导洞型内部爆破法，能够降低或消除能量积累程度，解决强岩爆造成的施工安全和施工进度问题。本发明是按照下述方法实现的：(1)开挖先导洞；(2)先导洞开挖好后，采用混凝土进行先导洞围岩喷护；12～16小时后，以垂直先导洞方向布置三个爆破孔组，每个爆破孔组处均匀布置八个爆破孔；(3)起爆时，按照3个次序依次起爆，先爆破顶孔和中上孔，再爆破中孔，最后起爆底孔和中下孔，爆破完成后，出渣；(4)出渣完成后，再按照以上步骤进行先导洞—钻孔—爆破—出渣，直到完全通过整个应力集中区。本发明过改变四周岩体性状，降低或消除能量积累程度，降低或消除了岩爆能量的方式达到控制岩爆。

技术领域

本发明涉及水利工程，具体涉及一种圆形隧洞岩爆应力解除爆破法。

背景技术

岩爆是地下工程开挖过程中，岩体中积累的势能或应变能的突然释放导致的围岩破坏，可导致人员伤亡、工作面或设备发生破坏，其基本特性是突然和剧烈。特别是如果碰到较大圆形开挖面(如引水洞或泄洪洞)，受其应力分布特征的影响，不但其顶部和侧壁部位容易发生岩爆，甚至其洞室底部都会发生开裂，造成洞室的变形、坍塌，甚至摧毁整个工程。这种岩爆发生时，震动强烈，持续时间长，破坏范围大，成为控制工程施工安全、掘进进度、乃至成败的关键因素。

截至目前，对于圆形地下洞室的岩爆防治工作还处于一个起步阶段，没有形成固定的解除方案，一般都是采用由外而内的钻爆法，循序渐进，严重影响了施工的进度，且圆形隧洞中采用钻爆法的风险较大，行之有效的岩爆控制方法基本处于空白状态。

发明内容

本发明的目的是提供一种长引水深埋圆形隧洞岩爆应力解除先导洞型内部爆破法，能够降低或消除能量积累程度，解决强岩爆造成的施工安全和施工进度问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种长引水深埋圆形隧洞岩爆应力解除先导洞型内部爆破法，是按照下述方法实现的：

(1)开挖先导洞，先导洞布置在圆形开挖面的中心，与开挖面形成同心圆结构；

(2)先导洞开挖好后，首先采用混凝土进行先导洞围岩喷护，厚度不小于10cm；12～16小时后，分别在距离洞口5m、10m和15m处，以垂直先导洞方向布置三个爆破孔组，每个爆破孔组处均匀布置八个爆破孔，每处的爆破孔均在同一竖直平面上，以先导洞轴线为中心，呈“米”字放射状，共24个爆破孔；

顶孔呈竖直，垂直先导洞，深度为3m，底部1m深度范围装药，孔口及其余部位密封；中孔呈水平，垂直先导洞，深度为3.5m，全程装药；中上孔位于顶孔和中孔之间，与两孔呈45度交角，深度3m，底部2m深度范围内装药，孔口及其余部位密封；中下孔位于底孔和中孔之间，与两孔呈45度交角，深度3.5m，底部2.5m深度范围内装药；底孔呈竖直，垂直先导洞，深度为3.5m，全程装药；

(3)起爆时，按照3个次序依次起爆，先爆破顶孔和中上孔，再爆破中孔，最后起爆底孔和中下孔，爆破完成后，出渣；

(4)出渣完成后，再按照以上步骤进行先导洞—钻孔—爆破—出渣，直到完全通过整个应力集中区。

先导洞直径2m，长度15m左右，先导洞的开挖采取钻爆法。

本发明过改变四周岩体性状，降低或消除能量积累程度，降低或消除了岩爆能量的方式达到控制岩爆，解决了强岩爆造成的施工安全和施工进度问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明爆破法的平面图。

图2是图1中A-A面剖视图。