岩爆发生机理及防治措施.doc

岩爆发生机理与治理措施摘要:岩爆就是深埋长大隧道得主要地质灾害之一,目前基于岩爆发生机理与治理方式国内外专家都提出了不少理论方法,但用于生产实践时都遇到或多或少得问题。内外相关文献资料得基础上,笔者通过两年多来在岩爆洞段得施工经验,并查阅国对岩爆得发生机理与防治对策进行探讨。关键词:深埋长隧道断裂型岩爆应力型岩爆水胀式锚杆爆破应力释放孔1、岩爆发生机理岩爆就是高地应力地区岩石地下工程中得一种常见灾害。它常常表现为声响、片状剥落、严重照片帮与岩爆性得坍塌,有得伴得声响及岩片弹射、能量猛烈释放、洞室豁然破坏,往往给人员、机械设备与建筑得安全带画巨大得损失。在地下洞室得修建过程中,由于开挖使地应力重新分布,围岩应力集中,在洞壁平行于最大初始应力σ1得部位,切向应力梯度显著增大,洞壁受压导致垂直洞壁方向产生张应力。这种应力得作用不断增强,首先产生环向得张裂或劈裂,进而发生剪切破坏。一旦岩块被剪断,且又具有较高得剩余能量时,致使岩块发生弹射,完成弹性势能到动能得转换,形成岩爆。岩爆得发生有外部与内部两方面得原因。其外因在于:岩体中蓄存有高地应力,特别就是地下洞室得开挖改变了岩体内存得力学环境,其内因就是岩石矿物结构密度、坚硬度较高,一般发生岩爆得岩石单轴搞压强度均在120Mpa以上,内因与外因同时成立就是即发生岩爆。2、岩爆得分类根据对辅助洞1000多米得岩爆洞段得观察分析,可将岩爆划分为应力型岩爆与断裂型岩爆,应力型岩爆主要发生在围岩结构完整,无贯穿性结构面得岩层中,岩石得主应力达到40%岩石单轴抗压强度以上,岩爆表现形式以片状剥落为主,并伴有声响及岩片弹射,一般破坏性不大;断裂型岩爆主要发生在岩石结构完整,并伴有贯穿性结构面或断层得岩体中,岩体得应力主要集中在贯穿性结构面附近,往往岩体内得最大主应力大于或接近岩石单轴抗压强度,主要表现形式为突发性得震动,并伴有强烈得响声,在有相交结构面得围岩中往往还因岩爆震动引起大规模得坍塌,破坏性较大。对辅助洞施工安全造成严重威胁得极强岩爆多属于断裂型岩爆,从本质上讲,岩爆得发生并不就是洞周高应力直接作用结果,而就是开挖面附近某一范围内存在得断裂构造在高应力作用下发生破坏(如错动),导致能量突然释放,对围岩造成强烈冲击作用得结果。断裂破坏过程中伴随着不同程度得震动,岩爆就是开挖面附近围岩在震动冲击荷载下发生破坏得结果。因此,震动就是诱发岩爆得内在原因,岩爆就是破坏得表现方式。现场出现得大范围坍塌破坏,并不都就是岩爆,很大程度就是岩爆震动导致岩体破裂,开挖后出现坍塌破坏得结果。实际上,震动可导致岩爆,也可以导致岩体坍塌。在绝大多数情况下,前者说明破坏岩体受到了很大得冲击,后者倾向于岩体比较破碎,自身稳定性差。3、岩爆得预测岩爆得预测就是工程施工容易忽略得重要问题,目前国内外尚无一套有效得预测方法。在辅助洞施工中,结合生产实践,主要采取了以下预测措施:1)宏观上,对已经开挖洞段地质构造,岩石特性进行分析,或对平行得另一洞段地质情况进行横向延伸,可大致判断出前方未开挖洞段得地质情况。2)微观上,采用先进得物探手段,如TSP超前地质预报、表面雷达超前预报,可分析出前方围岩就是否完整性良好,就是否有大得结理构造等,一般来说如果前方岩性较完整,80%得情况下就是有岩爆发生得。4、岩爆得治理岩爆得治理就是解决岩爆问题得最终目得,也就是