金平水电站地下洞室施工的岩爆预防及处理措施

岩爆是高地应力区地下洞室开挖过程中因岩体应力释放而导致岩块骤然以爆炸形式从洞室周边飞射出岩块的现象。岩爆往往造成开挖工作面的严重破坏、设备损坏和人员伤亡,已成为岩石地下工程和岩石力学领域的世界性难题。其为高地应力地区影响地下洞室施工安全顺利进行的关键因素。针对金平水电站地下洞室施工,探讨了岩爆的预防和处理措施。     

粗糙集理论在江边水电站岩爆预测中的应用

针对洞室岩爆预测问题,将粗糙集理论和模糊综合评判有机地结合起来,并将模糊评判中的权系数问题转化为粗糙集中属性重要性评价问题,建立了基于粗糙集理论的岩爆预测模糊综合评判模型。最后将该方法应用于江边水电站引水隧道岩爆预测,结果证明该方法是可靠的。     

某水电站洞室岩爆的尺寸效应

统计某水电站探洞和交通洞现场典型岩爆特征表明,在基本地质条件相似的情况下,岩爆具有随洞室尺寸的增大而增强的趋势,即岩爆具有尺寸效应.根据围岩条件和应力条件建立岩爆分级判别标准.并运用该标准对比分析了整条交通洞和引水隧洞岩爆的尺寸效应,结果表明,在相同桩号处,在其他岩爆发生条件相似的情况下,引水隧洞的岩爆烈度将比交通洞的提高半个等级.     

某水电站高地应力岩爆的防治

介绍了某水电站在洞室开挖过程中岩爆的表现特征,分析了岩爆的发生条件。针对不同强度的岩爆级别,提出了相应的防治对策。     

地下硐室岩爆的预测及处理研究

洞室开挖过程中常发生规模大小不一的岩爆,因此合理地评价其开挖过程中岩爆发生的可能性、现场对岩爆的观测、分析研究岩爆的烈度、分布范围以及相应的预测防治处理措施具有重要的工程意义。基于此,首先从岩爆发生的基本条件、岩爆烈度分级标准、隧洞岩爆特点、地质宏观评价的角度对硐室施工过程中岩爆发生的可能性进行了评估;然后,采用较常规的岩爆的现场预测预报方法(主要采用定性方法和工程地质类比法)对该地下硐室岩爆发生的烈度进行了评价;最后提出了相应的防治措施,即施工岩爆处理措施,研究结果对高地应力区及上覆岩层较厚的地区兴建或开挖地下洞室具有重要的参考作用。     

基于切向应力指数及能量原理的岩爆机理分析

岩爆是高地应力岩石地下工程中的一种常见灾害,是能量驱动下的一种状态失稳现象。基于能量耗散与释放原理对岩爆发生的机制进行了探讨。根据洞室开挖时的二次应力调整规律,引入切向应力σ_θ与岩石抗压强度σ_c的比值切向应力指数k(k=σ_θ/σ_c),并结合常用的岩爆判别准则和能量原理推导出岩爆发生的临界应力状态。应用所推导的岩爆发生时的临界应力状态对圆形洞室岩爆发生的位置进行分析,并对二滩水电站左岸导流洞岩爆发生的可能性及发生位置进行分析,分析结果与现场记录的岩爆发生情况相符,表明所提出的临界应力状态概念是合理的。     

锦屏辅助洞工程岩爆特征与防治综述

地下工程施工中,岩爆现象屡见不鲜,岩爆产生的危害也较大。但由于岩爆发生的时间和具体位置的不确定性,给岩爆的防治带来难度。锦屏辅助洞工程设计过程中,在隧洞选线、横通道布置、紧急停车带布置、支护设计等方面皆考虑了岩爆因素,根据工程区域地应力场的分析,影响隧洞区域地应力场的主要因素为岩体自重和近东西向的水平挤压构造,其次是近南北向的水平挤压构造。因此,隧洞选线时,尽量将洞轴线方向与最大主应力δ1方向平行或小角度相交, 减少洞室壁的切向应力。 简要阐述锦屏辅助洞工程的岩爆特征、岩爆预防与治理措施,并总结了部分岩爆防治经验。     

地下洞室岩爆预测灰色最优归类模型研究

在灰色关联分析和模糊识别原理的基础上,运用最小二乘法构造目标函数,选取影响岩爆的主要因素洞壁围岩最大切向应力σt、岩块单轴抗压强度σc、岩爆岩石的脆性指数K u、应力下降指数Kσ、岩石的弹性能量指数K w,并将σt/σc、K u、Kσ和K w作为评价影响因子进行关联分析,同时将岩爆烈度划分为无岩爆、弱岩爆、中岩爆和强岩爆4个等级,建立岩爆烈度分级预测的灰色最优归类数学模型。模型运用了动态权重计算方法和综合评判指数的概念,充分考虑了评价标准指标的离散性。利用该模型对四川某水工隧洞3个断面围岩岩爆发生的可能性及烈度等级进行了预测,获得了较为客观的评价效果,表明所采用的地下洞室岩爆烈度预测方法是合理、有效的。     

再谈水电工程施工中的岩爆

西南地区水力资源丰富,但该地区地应力很高,洞室施工中岩爆发生频繁,如锦屏二级、溪落渡等工程岩爆现象就比较突出。本文在总结岩爆现象及规律的基础上,依托相关研究成果,就岩爆问题作了深入探讨并提出预防与处理对策,旨在为相关工程抢险提供参考。     

拉森斯(Russenses)岩爆判据研究

Russenses岩爆判据是岩爆分析常用判据,为求出该判据中环向应力,先导出了krisch方程,借助于岩石应力状态分析,对岩体在不同的水平和垂直应力作用下发生岩爆的影响深度进行研究.结果表明,随着水平构造应力较垂直应力的增加,岩爆影响深度逐渐减少,垂直应力对岩爆影响显著.对Russeness岩爆判据进行推广,建立了用洞室埋深来表示的岩爆判据,得到了发生岩爆的临界埋深公式.该公式反映出岩性对岩爆的影响,验证了岩爆发生条件是高地应力和岩石脆弹性的论断.     

根据岩爆反分析岩体应力研究

洞室发生岩爆后围岩总要留下破坏痕迹,岩爆往往造成劈裂破坏或剪切破坏。只要知道岩爆形成的破坏面的几何尺寸和破坏机制,就有可能通过反分析求得岩体开挖前的应力状态。本文简要叙述了我们在这方面的初步研究成果。     

基于组合赋权-TOPSIS理论的岩爆预测研究

岩爆是一种多因素影响、形成机制复杂的地质灾害。以岩爆烈度分级评价为目标。收集37例既有岩爆灾害的地下工程的调查资料,结合已有岩爆理论,依据岩石力学性质、围岩应力条件、围岩结构条件3个方面对应提出15个岩爆影响因素评价指标。采用主观赋权(层次分析法)与客观赋权(熵权法)相结合的方式对各影响因素进行赋权,运用TOPSIS理论分析岩爆烈度与影响因素间的对应关系,使用理想解排序法得到岩爆烈度与理想解的距离,从而判别岩爆等级。对国内7个发生岩爆的水电站地下洞室进行岩爆烈度等级判断,结果表明:对岩爆烈度影响较大的因素为岩爆倾向性指数、能量储耗指数、Turchaninov准则,所占权重分别为0.192、0.129、0.132;TOPSIS模型评判多因素综合作用下岩爆烈度等级准确率可达85.7%。     

江边电站引水隧洞岩爆及其防治分析

在隧道及地下工程施工过程中,岩爆现象时有发生,岩爆产生的危害也较大。由于岩爆发生的时间、强度及具体位置的不确定性,给岩爆的预测及其防治带来了困难。从江边电站引水隧洞支洞岩爆状况入手,结合现场实测的地应力值和岩石单轴压缩变形试验,并通过对岩爆发生的力学机制及其预测的研究分析,提出了防止岩爆发生的对策和安全措施,实现了工程高强度岩爆洞段的快速安全施工,为洞室开挖设计和岩爆监测预报提供了参考依据。     

齐热哈塔尔水电站工程引水隧洞发生岩爆的概率模型计算

引用岩爆预测概率模型对齐热哈塔尔水电站工程引水隧洞的岩爆进行了量化预测分析,该计算模型反映了洞室随着围岩应力的增高,岩爆发生概率增大;且高烈度岩爆发生概率增大,而低烈度岩爆发生概率减小。并与规范岩爆判据结果较为一致,因此可以作为岩爆预测的一种方法。     

荒沟抽水蓄能电站地下厂房及输水洞区岩爆成因分析

本文通过对荒沟抽水蓄能电站地下厂房区地质探硐内岩爆调查及其成因分析,认为洞室开挖过程中有发生中度岩爆的可能,并提出了防止或减轻岩爆的措施.     

二滩水电站地下厂房的开挖与支护

二滩水电站地下厂房是我国目前最大的水电站地下厂房，其地下洞室布置集中，纵横交错，且位于高地应力区，在施工过程中曾先后发生了数十次不同规模的岩爆，为了保证地下厂房的施工进度和质量，在开挖过程中对厂房洞室的开挖程序，爆破方法、岩爆及其防范措施、高地应力围岩支护和安全保护以及围岩变形监测等方面进行了认真的研究，采取了一系列有效的措施，保证了开挖与支护的顺利进行；并为高地应力区地上洞室的开挖提供了宝贵经验     

高地应力地下洞室开挖施工岩爆防治措施

对施工中岩爆发生的规律进行了分析,探讨了隧洞开挖岩爆发生的特点及所具有的风险,为岩爆风险防治和风险管理提供了思路,提出了针对高地应力大型地下洞室群施工采取的岩爆防护安全措施,对指导施工及解决生产问题、提高施工安全及生产效率起到了很好的作用。     

微震法岩爆监测及其在荒沟电站地下厂房区的应用分析

近年来,深部地下洞室开挖诱发的岩爆地质灾害问题日益突出,以岩体微破裂定位为特色的微震监测技术被广泛应用于地下工程的岩爆监测与预警。以荒沟抽水蓄能电站地下厂房区为背景,针对开挖过程中局部围岩出现的轻微岩爆现象,构建微震监测系统进行岩爆监测预警,并对监测期前两个月的微震活动进行了分析。结果表明:微震系统可以有效地捕捉高频的爆破事件和低频的微震事件;微震事件活动频度与现场爆破开挖施工强度呈正相关;厂房上游侧拱肩和下层排水廊道与厂房安装间交汇部为岩爆潜在风险区。研究成果可为地下洞室的安全施工和稳定性评价提供技术支撑。     

地下工程施工中岩爆问题

岩爆现象早已引起国际上的重视,已经开展了对岩爆机制、发生条件、岩爆分级、岩爆预测等方面的研究工作,有些工作与研究隧洞围岩稳定相同,如岩体初应力测量、围岩稳定数值分析、合理断面形状以及开挖方式等。我国西北、西南地区水力、煤炭资源都非常丰富,而该地区恰又属高地应力区,在这些地区开挖较深的洞室和坑道,都可能发生岩爆。在天生桥二级水电站引水隧洞工程施工中,由于岩爆发生频繁,严重地影响了工程进度和人员设备安全。1岩爆发生的影响因素影响地应力和岩爆的因素较多,但主要有以下三个方面。1·1地质构造的影响地质构造不但控制着…     

浅谈锦屏二级水电站洞挖岩爆成因及预防措施

介绍锦屏二级水电站地处高应力地区,在洞室开挖过程中常发生岩爆一些预测及防治措施。