[发明专利]一种非对称高应力隧道掌子面超前爆破卸压岩爆控制方法

权利要求书

1.一种非对称高应力隧道掌子面超前爆破卸压岩爆控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：基于隧道工程地质勘察报告，根据隧道原岩初始地应力、开挖扰动应力场分布与隧道断面几何特征，确定隧道掌子面应力集中区域；

步骤2：基于隧道工程地质勘察报告，运用岩爆烈度评估方法，预测围岩岩爆等级；

步骤3：基于隧道掌子面应力集中区域与围岩岩爆等级，确定隧道爆破卸压控制方法；

步骤4：效果检查；每次爆破以后，对爆破效果进行检查。

2.根据权利要求1所述的一种考虑初始地应力方向与隧道轴线关系的开挖选取方法，其特征在于，所述步骤1具体包括以下步骤：

步骤1.1：基于隧道工程地质勘察报告，通过数值模拟的方法反演出隧道原岩初始地应力和开挖扰动应力场分布，确定隧道开挖工程中在掌子面的应力分布情况；

步骤1.2：根据隧道掌子面应力分布情况与隧道掌子面几何形状的空间关系，得到隧道掌子面应力集中区域。

3.根据权利要求1所述的一种考虑初始地应力方向与隧道轴线关系的开挖选取方法，其特征在于，所述步骤2具体包括以下步骤：

步骤2.1：基于隧道工程地质勘察报告，得到隧道围岩实况，具体包括隧道掌子面围岩所处位置的埋深、地层岩性、初始地应力、岩石单轴抗压强度，围岩分级、水文地质条件；

步骤2.2：根据隧道围岩实况，绘制隧道岩爆强度综合判断表，综合分析预测围岩岩爆等级，其中围岩岩爆等级具体包括无岩爆、轻微岩爆、中等岩爆以及强烈岩爆。

4.根据权利要求1所述的一种考虑初始地应力方向与隧道轴线关系的开挖选取方法，其特征在于，所述步骤3具体包括以下步骤：

步骤3.1：根据掌子面应力集中区域，确定超前爆破应力卸压孔布置位置；

步骤3.2：根据围岩岩爆等级，比配不同的隧道掌子面超前爆破卸压岩爆控制方案，确定岩爆控制方案。

5.根据权利要求4所述的一种考虑初始地应力方向与隧道轴线关系的开挖选取方法，其特征在于，所述步骤3.2具体包括以下步骤：

所述隧道掌子面超前爆破卸压岩爆控制方案具体包括：

(1)对于无岩爆和轻微岩爆等级的隧道掌子面，不采用爆破应力解除法；

(2)对于中等岩爆等级的隧道掌子面，在应力集中区域布设9～14孔延伸掘进炮孔眼浅孔超前爆破卸压；

(3)对于强烈岩爆等级的隧道掌子面，在应力集中区域布设3～5孔深孔超前爆破卸压，若岩爆等级强烈程度加强，与9～14孔延伸掘进炮孔眼浅孔超前爆破卸压配合使用，即在应力集中区域外围布设浅孔。

6.根据权利要求4所述的一种考虑初始地应力方向与隧道轴线关系的开挖选取方法，其特征在于，步骤3.2具体包括以下步骤：所述隧道掌子面超前爆破卸压岩爆控制方案的施工依据包括施工断面图、卸压孔布置图以及爆破参数表。

7.根据权利要求1所述的一种考虑初始地应力方向与隧道轴线关系的开挖选取方法，其特征在于，步骤4中所述对爆破效果进行检查；

(1)检查是否存在拒爆现象；若存在拒爆现象，则按照《爆破安全规程》里盲炮处理流程进行处理；

(2)若不存在拒爆现象，观察爆破压碎区、爆破破裂区:

根据孔口观察，爆破压碎区，压碎区范围以原炮孔中心线为轴线，直径50～70mm的范围，在直径为100～160mm范围内，裂隙增多，判断是爆破所致，这个范围内的岩体有明显的松动作用，根据该范围的岩体损伤情况，确定为爆破破裂区，爆破破裂区和爆破振动区内围压松动，其内的高地应力都有了有效的释放。