[发明专利]一种基于缩尺改性压力拱的防岩爆隧洞开挖支护方法

说明书

本发明提供了一种基于缩尺改性压力拱的防岩爆隧洞开挖支护方法。所述方法可包括：在隧洞开挖掌子后，监测岩爆的危险性，若监测到危险性大，则在隧洞掘进方向的前岩体上形成复合拱，否则正常掘进；在形成复合拱之后，继续进行正常掘进，并对新形成的隧洞岩壁进行初次支护；其中，隧洞掘进方向的前岩体上形成复合拱包括：沿前岩体的周向进行预裂爆破，以爆出丰富的裂隙网络；向岩体裂隙中注入黏性加强材料。与现有技术相比，本发明的有益效果可包括：可操作性强，适应性较好，适合不同级别岩爆灾害的防治工作；够降低围岩体的应力水平，降低产生岩爆的弹性势能的大小；通过复合拱岩体的变形摩擦与粘滞流变来吸收可能产生岩爆的能量。

技术领域

本发明涉及防治岩爆的工程领域，特别地，涉及一种基于缩尺改性压力拱的防岩爆隧洞开挖支护方法。

背景技术

岩爆作为一种较为多见地下工程灾害，常发生在岩体硬度较大、地应力较高的区域，因危害性较高，给生产和建设带来较多损失。在实际工程中，岩爆的空间与时间预报往往很难做的精确化，从而给规避和预防灾害的发生带来一定的困难。具体表现为来压快、随机性高、难于预测的特征。很多防治岩爆的工程方法与措施因为应用不及时，导致灾害发生。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于在隧洞开挖前形成整治结构，在开挖后防治岩爆发生。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种基于缩尺改性压力拱的防岩爆隧洞开挖支护方法。所述方法可包括以下步骤：在隧洞开挖掌子后，监测岩爆的危险性，若监测到危险性大，则在隧洞掘进方向的前岩体上形成复合拱，否则正常掘进；在形成复合拱之后，继续进行正常掘进，并对新形成的隧洞岩壁进行初次支护；其中，隧洞掘进方向的前岩体上形成复合拱包括：沿前岩体的周向进行预裂爆破，以爆出丰富的裂隙网络；向爆破出的岩体裂隙中注入黏性加强材料。

根据本发明的一个示例性实施例，在所述前岩体的掌子面上，沿周向打多组爆破孔，每组爆破孔包括1个或多个斜向外的爆破孔，每个爆破孔的全部或部分孔身位于所述新形成的隧洞岩壁内；向所述多组爆破孔内装入爆破药，进行预裂爆破。

根据本发明的一个示例性实施例，所述每组爆破孔可包括多个沿隧洞径向分布的爆破孔。

根据本发明的一个示例性实施例，所述每组爆破孔所包括的多个爆破孔中两两之间的距离可以为0.3～1.0m。

根据本发明的一个示例性实施例，所述爆破孔与隧洞轴线的夹角可以为15～45度。

根据本发明的一个示例性实施例，在所述爆破孔内间隔装爆破药,例如可以等距间隔。

根据本发明的一个示例性实施例，所述向岩体裂隙中注入黏性加强材料的步骤可包括：在所述预裂爆破之后，将注浆管沿残留的爆破孔钻入破碎岩体中，然后分段注入所述黏性加强材料，每个分段注浆的位置与爆破药的起爆位置一致。

根据本发明的一个示例性实施例，所述黏性加强材料可包括黏性加强材料，例如，碳纤维增强树脂材料。

根据本发明的一个示例性实施例，所述对新形成的隧洞岩壁进行初次支护之后，所述方法还可包括步骤：继续重复所述监测、以及所述监测之后的步骤。

根据本发明的一个示例性实施例，在完成所述初次支护的隧洞段的待收敛变形稳定后，对其进行二次支护。

与现有技术相比，本发明的有益效果可包括：可操作性强，适应性较好，适合不同级别岩爆灾害的防治工作；够降低围岩体的应力水平，降低产生岩爆的弹性势能的大小；通过复合拱岩体的变形摩擦与粘滞流变来吸收可能产生岩爆的能量。

附图说明

通过下面结合附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：