[发明专利]一种在地下工程开挖过程进行锚杆防岩爆能力现场测试的方法

说明书

本发明公开了一种在地下工程开挖过程进行锚杆防岩爆能力现场测试的方法，包括下述步骤：S1：选取试验段；S2：安装锚杆；S3：扩挖；S4：锚杆效果评价；S5：锚杆处理，将裸露的锚杆切割掉。本发明可以真切的测试锚杆对防控岩爆的作用：采用爆破模拟岩爆，用爆破的岩体厚度模拟不同等级岩爆对应的爆坑深度，用松动爆破设计模拟不同等级的岩爆的岩块弹射距离，可以较好地模拟岩爆的冲击破坏及能量释放特征，较真实地测试锚杆对于岩爆防治的实际作用，避免室内试验以及数值计算结果的片面性。本发明具有较高的可实施性：与专门开挖试验洞相比，本发明仅需对现有工程开挖顺序及方案进行调整即可，费用较低，可实施性较强。

技术领域

本发明涉及深埋水电工程、隧道及矿山等地下工程领域，具体地说是一种在地下工程开挖过程进行锚杆防岩爆能力现场测试的方法。

背景技术

在深埋隧洞及隧道、深部矿山开采等深部工程中遭遇越来越多的岩爆灾害的威胁，而吸能锚杆支护可以通过吸收部分岩爆能量来保护施工过程中的人员和设备的安全。这就迫切地需要测试吸能锚杆的动力学性能，以确定是否满足岩爆防护设计的指标。

目前防岩爆支护性能的测试方法主要有：落锤试验、模拟试验和直接试验。落锤试验采用直接冲击或是动量传递作为加载方式，测试单个支护元件在冲击作用下的行为特征，可以定量加载，可重复加载，成本较低；直接试验为在工程现场直接采用岩爆的动态冲击对支护系统进行测试，可以在真实的工程现场进行真实加载；模拟试验为采用爆破对支护系统进行测试，可控制测试地点和时间，可在实际工程中进行测试。由于落锤试验缺少围岩介质，不能全面反映支护系统对岩爆冲击的作用，直接试验无法准确掌握岩爆发生的时间、位置，在现场可实施性不高，模拟试验是进行锚杆放岩爆测试的较好的方法。

通过爆破试验来确定锚杆的防岩爆能力较为反映现实，一般在施工现场开挖试验洞，在试验洞中轴线两侧布置两种不同类型的锚杆，在试验洞围岩布置一组爆破孔并装药，然后同时起爆所有爆破孔，根据现场围岩破坏状态和锚杆破坏情况判断不同类型锚杆的抗岩爆能力。类似的，为测试恒阻大变形锚索抗冲击地压能力所作的爆破模拟试验，设置对比试验段若干，每段试验段按照支护设计要求的锚索加强支护，然后施工爆破施工硐室，沿巷道走向方向布置爆破钻孔，采用矿用乳化炸药，分段依次进行不同装药量现场冲击试验，同时利用远程实时自动监测技术对实验过程中的锚杆(索)受力及变形进行动态监测。以上技术的主要缺点是，第一，需要建立专门的试验洞，成本过高。第二，一次实验，只针对一种岩爆，效率较低。这就有必要研究新的测试方法，尽量在一次测试过程中，测试不同等级岩爆对锚杆的冲击作用。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种在地下工程开挖过程进行锚杆防岩爆能力现场测试的方法。本发明采用的技术手段如下：

1、一种在地下工程开挖过程进行锚杆防岩爆能力现场测试的方法，包括下述步骤：

S1：选取试验段，在选取的试验段内开挖导洞，所述导洞的尺寸小于此地下工程的设计开挖尺寸；

S2：安装锚杆，在导洞所在处的围岩上布置锚杆；

S3：扩挖，对所述导洞进行扩挖，且在扩挖过程中使用光面松动爆破对待扩挖的围岩进行爆破，并使所述导洞扩挖后的尺寸与此地下工程的设计开挖尺寸相匹配；

S4：锚杆效果评价，根据导洞扩挖后围岩的形态以及所述锚杆的破坏情况对所述锚杆的抗岩爆能力进行评价；

S5：锚杆处理，将裸露的锚杆切割掉。

在上述步骤S3中所述待扩挖围岩的岩体厚度范围宜为0.3～3m。

在上述步骤S3中可根据不同等级岩爆的破坏深度和岩块弹射的距离，而调整爆破处围岩的厚度和松动爆破设计，使扩挖爆破与不同等级的岩爆的破坏能力相匹配。

本发明具有以下优点：