[发明专利]一种隧道高地应力段防控施工方法

说明书

本发明涉及隧道施工技术领域，更具体而言，涉及一种隧道高地应力段防控施工方法。包括步骤：S1、地质预报：对隧道前方地质进行预测，收集地质情况；S2、岩体二次应力场测试，预报岩爆和判定等级；S3、喷洒高压水：掌子面开挖后立即向工作面及附近洞壁岩体喷洒高压水；S4、根据岩爆烈度等级，对超前应力提前释放；S5、采用光面爆破技术进行开挖；S6、高地应力段围岩开挖后，根据岩爆烈度等级，设置临时防护设施。本发明能够提前对岩爆进行预测，并采取了防控施工措施，有效地提高了施工安全性和施工效率。本发明主要应用于高地应力段防控施工方面。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，更具体而言，涉及一种隧道高地应力段防控施工方法。

背景技术

在高地应力段隧道，易发生岩爆现象，岩爆是一种岩体中聚积的弹性变形势能在一定条件下的突然猛烈释放，导致岩石爆裂并弹射出来的现象，岩爆发生的原因是由于围岩强度适应不了集中的过高应力而突发的失稳破坏，岩爆事故对施工安全有着严重的影响，但其在未发生前，无明显的征兆。

发明内容

为克服上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种隧道高地应力段防控施工方法，该施工方法对隧道高地应力段地质条件进行有效的预测，通过改善措施，能够提前解除超前应力，改善的光爆技术也提高了施工的安全性及施工效率。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为：

一种隧道高地应力段防控施工方法，包括以下步骤：

S1、地质预报：对隧道前方地质进行预测，收集地质情况；

S2、岩体二次应力场测试，预报岩爆和判定等级：采用钻孔应力解除和应力恢复测试方法，分段对洞壁及掌子面测定围岩表层岩体二次应力场；

S3、喷洒高压水：掌子面开挖后立即向工作面及附近洞壁岩体喷洒高压水，喷洒范围延伸到离掌子面100m处；

S4、根据岩爆烈度等级，对超前应力提前释放；

S5、采用光面爆破技术进行开挖，在中等以上岩爆区，周边眼间距控制在25cm以内，采用隔眼装药，堵塞炮泥；

S6、高地应力段围岩开挖后，根据岩爆烈度等级，设置临时防护设施。

所述步骤S1中，根据施工掌子面的岩体结构面产状、岩体的破碎程度、岩石的变质程度、岩体强度和地质应力，结合涉及岩爆地段，对掌子面前方的岩体条件、产状及完整性进行预测。

所述步骤S1中，采用超前探测孔和TSP地质预报对前方地质进行探测，得出数据后，进行地质预测，在开挖中结合掌子面地质情况应证和纠正。

所述步骤S2中，测定围岩表层岩体二次应力场的同时进行现场岩石点荷载强度试验，利用洞壁切向应力洞壁岩石单轴抗压强度Rb来预报岩爆和判定等级。

所述步骤S3中，施作锚杆时，利用锚杆孔向岩体深处注水，以增强岩体的塑性，减弱岩体的脆性，保持岩体的潮湿状态。

所述步骤S4中，在强烈岩爆区，在隧道两侧拱脚附近打设应力释放孔，孔深3.0m，间距0.5～1.0m，在拱部以0～10°的仰角打设超前应力释放孔，孔径42mm以上，掌子面周边拱线处钻两排4.5m～5m深的炮眼，炮眼间距50cm，外插角30度，间隔装药。

所述步骤S5中，采用浅孔爆破，缩短循环进尺，减少一次用药量，拱部采用小药卷光面爆破措施，拉大不同部分炮眼的雷管段位间隔。

所述步骤S6中，针对轻微岩爆段，对可能发生岩爆段围岩喷射钢纤维砼，厚度8～10cm；针对中等岩爆段，采用打设锚杆加挂网喷砼稳固岩体，锚杆施作应及时，长度为2.5m左右；针对岩爆特别严重段，打设锚杆后，增加格栅钢架支护，间距0.8m，拱架之间用Φ22钢筋焊接并与系统锚杆焊接成一个整体。