[实用新型]一种隧洞岩爆风险的应力解除结构

说明书

本实用新型提供了一种隧洞岩爆风险的应力解除结构，包括从隧洞掌子面底部中心开挖的先导洞以及多个爆破孔；先导洞沿隧洞施工方向延伸，爆破孔沿隧洞掌子面和先导洞的挖设横断面的边缘分布；其中，与先导洞连接的爆破孔深度足够超过先导洞前方的应力集中区。本实用新型采用先导洞布置应力解除爆破孔，同时增加了应力解除的范围和深度，可有效避免地下工程大断面挖设带来的强烈岩爆，并且小断面先导洞的开挖也可以辅助降低岩爆风险，缩短出渣时间，方便迅速实施支护措施，保证在强岩爆风险条件下的掘进速度，有效保障施工人员和设备的安全，提高掘进效率。

技术领域

本实用新型涉及深埋隧洞领域，具体涉及一种应对隧洞岩爆风险的应力解除结构。

背景技术

自从岩爆发生以来，工程实践中一直在寻求对岩爆风险的控制方法，特别是近几年深埋岩石工程的快速发展，迫切需要解决工程中的岩爆问题，但是至今仍无法准确预报工程中的岩爆风险，只能通过对岩爆问题的研究所获得的认识和不断进步的技术手段来控制岩爆的危害。

岩爆是开挖导致的岩体内能量释放和通过震动波传播时产生的一种围岩破坏现象，岩爆控制就是努力避免这种破坏的产生。目前的普遍认识是控制岩爆的途径有两个，一是降低能量释放的强度，二是加强围岩的抗冲击能力，在震动波的冲击下仍然保持良好的稳定状态。这一基本认识构成了岩爆研究和现场实施的基础，这也是所有岩爆控制的基本原则和思路。

随着岩爆风险的提高，对支护系统的承载力和抗冲击能力都不断增强。然而支护总是有限度，现实中还需要其他措施帮助控制岩爆风险，应力解除爆破就是其中的手段之一。与支护起到提高围岩承载力和抗冲击能力所不同的是，应力解除爆破技术通过改变岩体的受力状态，降低应力集中区的能量释放，可以比较有效地控制岩爆风险。然而，现在深埋工程的开挖断面普遍较大，导致应力集中情况更加严重，岩爆的冲击能量将更加巨大，并且在如此大断面进行应力解除爆破，不但风险更高，而且需要的时间更长，药量更多，无疑将进一步增加岩爆的风险。若在此情况下直接进行应力解除爆破，不但效果不理想，而且存在较大的安全风险，因此需要对现有的应力解除爆破技术进行一定的改进，满足在强岩爆风险条件下的使用要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种适用于大断面隧洞强烈岩爆风险下的应力解除结构，以弥补传统应力解除爆破技术在此条件下应用的不足，有效降低岩爆风险，保证施工人员和设备安全，提高掘进效率。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种隧洞岩爆风险的应力解除结构，包括从隧洞掌子面底部中心开挖的先导洞以及多个爆破孔；先导洞沿隧洞施工方向延伸，爆破孔沿隧洞掌子面和先导洞的挖设横断面的边缘分布；其中，与先导洞连接的爆破孔深度足够超过先导洞前方的应力集中区。

进一步的，爆破孔整体呈向外辐射状。

进一步的，爆破孔与先导洞的轴线或隧洞轴线之间的夹角为15°。

进一步的，先导洞的洞径不大于3m，长度不超过5m。

进一步的，爆破孔的深度至少为1.5倍的先导洞洞径。

进一步的，先导洞的开挖面以隧洞掌子面上的隧洞施工中线为对称轴左右对称。

本实用新型采用先导洞布置应力解除爆破孔，同时增加了应力解除的范围和深度，可有效避免地下工程大断面挖设带来的强烈岩爆，解决单一的应力解除爆破在上述两个方面的不足。并且，小断面先导洞的开挖也可以辅助降低岩爆风险，缩短出渣时间，方便迅速实施支护措施，实现及时支护，不仅降低围岩支护的要求、减轻支护压力，而且能够保证在强岩爆风险条件下的掘进速度，有效保障施工人员和设备的安全，提高掘进效率。

附图说明

图1为本实用新型的正视图。

图2为本实用新型的侧视图。