高地应力区域隧道施工技术高地应力区域的隧道施工,易发生塌方和岩爆等变形破裂现象,当围岩类别较高,质地坚硬、干燥无水时,极易发生岩爆,当围岩类别较低时,易发生软岩变形并引起塌方。一、岩爆的预测及施工措施:(一)、预测1、地质预报:当隧道埋深较大时,每一开挖循环结束后,进行一次地质调查,绘制开挖工作面的地质素描图和地质展示图,根据地质调查结果,进行地质预报。2、岩体二次应力场现场测试: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现场测定围岩表层岩体二次应力场。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。(二)施工措施:1、施工支护和安全防护:增设临时防护设施,对靠近开挖工作面,易发生岩爆区段的主要施工机械安装防护网和防护棚架,施工人员配发钢盔和防弹背心,掌子面加挂钢丝网。根据地质预报和现场测试结果分析,对可能发生岩爆地段喷钢纤维砼,钢纤维掺量5左右,喷层厚度810cm,对于轻微光爆可能效预防,以确保表层能够承受较大变形而不改开裂。对于中等岩爆地段,采用锚杆加固岩体,同时改变洞壁岩体的应力状
f态,改变岩爆的触发条件,控制岩爆发生的前两阶段的发展,从而防止岩爆的发生。锚杆施作应及时,长度为25m左右,间距视现场民政部而定,在中等和强烈岩爆区,除了安装系统锚杆外,再配合网喷或喷钢纤维砼等综合防治手段,以控制岩爆的强烈程度,当岩爆特别严重时,增加钢拱架支护,拱架之间用Φ22钢筋焊连并焊接到锚杆外露外露端上。2、调整围岩加应力状态,消除或减轻岩爆:①喷洒高压水:爆破后立即向工作面及附近洞壁岩体喷洒高压水,喷洒范围延长到离工作面100m处,施作锚杆时,再利用锚杆孔向岩体深处洼水,以增强岩体的塑性,减弱岩体的脆性,经常保持岩体的潮湿状态,可降低岩爆的强烈程度。②超前应力解除:在强烈岩爆区,可在隧道两侧拱脚附近打地应力释放孔,孔深30m,间距0510m,拱部则以010的仰角打超前应力释放孔,孔径42mm以上,孔深根据钻机性能,尽可能加深,使前方拱部围岩的高地应力提前释放。使用岩台车施工时,在掌子面周边拱线处钻两排45m5m深的炮眼,炮眼间距50cm,外插用30度左右,间隔装药,引爆后在拱部23m以上的岩体内部形成一个爆破松动圈,截断岩体内部应力的集中,使岩体本身形成一个保护层。
③根据岩爆稳定,大多数隧道断面都形成了一种不规则的梯形,因此,将隧r