齐热哈塔尔水电站工程深埋隧洞块状岩体岩爆区施工防护措施

以有效解决深埋隧洞工程施工中高地应力作用下的岩爆问题为目标,结合齐热哈塔尔水电站工程深埋引水隧洞的特点,针对不同位置、不同破坏模式的岩爆特点,采用了短进尺控制爆破开挖,配合应力解除爆破开挖、危石清理及高压水冲洗、及时喷射混凝土覆盖岩面、及时实施防岩爆锚固措施(包括快速锚杆、挂网、钢拱架等)和后续实施系统锚杆支护等一系列施工防护措施。结果表明:在板裂破坏与层裂破坏为主的区域,出现因锚杆角度不合适而出现持续破坏一般发生于中等岩爆区;局部应力集中严重的区域存在不规则块状弹射和剥落现象,一般发生于随机锚杆或系统锚杆的支护区;实际施工中应采用打设应力施放孔、在顶拱和掌子面范围内喷水、及时封闭开挖岩面等预防措施。研究成果可供其他地下工程岩爆区的施工防护参考。     

深埋隧洞的地应力和岩爆问题分析

本文对深埋隧洞的地应力问题进行了初步分析，旨在引起管理，设计和施工方面对深埋隧洞可能出现较大地应力和岩爆等问题的重视，万家寨引黄工程中某些隧洞可能是地应力较集中的地段，务必做好前期工作。     

中条山深埋隧洞地应力及岩爆防治措施

介绍了中条山引水隧洞工程概况,为查明中条山引水深埋隧洞段初始地应力场,在钻孔内进行了水压致裂法地应力测量,根据地应力、岩性特征等分析评价隧洞围岩地应力及产生岩爆的可能性,建议本段隧洞在施工过程中采取应力释放钻孔、超前导洞、围岩加固等防治措施。     

灌溉输水洞地应力与岩爆特征分析

论述了旁多灌溉输水洞的地质特征。结合现场实测资料,采用多种方法对灌溉输水洞区产生岩爆的条件进行分析,并对发生岩爆的可能性进行判定及预测。     

南水北调西线工程深埋隧洞岩爆分析及预测

岩爆是一种典型的地质灾害,如何对岩爆进行预测已成为地下工程领域研究的热点和难点问题。为评价南水北调西线工程深埋隧洞岩爆发生的可能性,提出采用岩性分析、地应力实测及有限元分析相结合的方法进行岩爆预测。在研究中,从工程地质的角度,基于隧道围岩岩性分析、现场地应力实测及地应力场的反演分析,对隧道开挖后应力场进行了有限元数值模拟,综合分析了西线工程隧道初始地应力场沿轴线分布规律以及隧道开挖后不同埋深处岩爆发生的等级。结果表明,该工程岩爆等级大部分为中等岩爆。     

深埋隧洞开挖岩爆数值模拟与预测

为能更好地反映深埋隧洞岩爆的脆性破坏特征,在岩爆的数值模拟中采用了一个复合破坏准则弹脆塑性本构模型,并结合锦屏二级水电站辅助洞工程,综合运用各种判据和方法建立岩爆的预测体系,对开挖过程中岩爆的发生情况进行了预测,判定在洞肩和洞底角点处发生岩爆可能性较大,这与锦屏二级水电站辅助洞岩爆实际发生情况基本一致.对岩爆的预测具有一定的参考价值.     

世界深埋长隧洞建设中的问题及应对措施

近年来，随着铁路、公路、水利等基础产业的高速发展，深埋长隧洞的数量快速增长。在深埋长隧洞的建设过程中，遇到了一些共性的问题，如深层地质勘探、掘进距离、压力涌水、高地应力、洞内通风、高地温等。通过对世界上已建和在建的深埋长隧洞的系统回顾，总结出深埋长隧洞设计施工的主要规律及其应对措施。     

穿越于阿尔贝斯山的深埋长隧洞

我国西线南水北调工程包含一系列深埋长隧洞。欧洲高速铁路在穿过阿尔贝斯山时也有不少类似情况,有许多经验可资借鉴。这里主要介绍了两条世界上最长的隧洞——瑞士的哥特兰隧洞和列奇堡隧洞的地质情况和面临的一些问题。     

某水电站工程岩爆的影响因素及处理措施分析

以齐热哈塔尔水电站工程Ⅰ标段引水隧洞和1#施工支洞的施工工程为例,在该工程施工的过程中,随着洞挖工作的逐步推进,洞身埋深不断加大,地应力逐步增高,岩爆现象随时都有可能发生,为了确保施工过程的安全,根据工程经验和已经开挖洞段实际发生的岩爆综合分析,对引发岩爆的因素进行了分析,并提出了相应的处理措施,以期为之后的施工作业提供强有力的基础,确保安全施工。     

考虑剪胀效应的深埋硬岩隧洞岩爆过程的数值模拟

基于摩擦强度在粘聚力发生显著劣化后才起作用的本构模型(CWFS模型),将Russense岩爆判据引入数值模拟过程中,研究了不同剪胀角取值对隧洞围岩岩爆区及最大最小主应力差值在70~80MPa之间单元分布规律的影响,并将计算结果与采用Mohr-Coulomb应变软化本构模型的结果进行了对比分析。结果表明:采用基于Russense岩爆判据的CWFS本构模型模拟出了隧洞围岩发生脆性破坏形成的V型破坏区,且破坏区内的单元均发生了严重岩爆;随着剪胀角的增加,岩爆区的面积显著增大,发生岩爆的单元数明显增多;围岩最大最小主应力差值在70~80 MPa之间的单元在围岩内部均形成了邻近V型岩爆区外轮廓线的V型区域,而采用Mohr-Coulomb应变软化本构模型则没有计算出围岩中的剪切破坏区,仅计算出了拉破坏区,围岩最大最小主应力差值在70~80MPa之间的单元没有形成V型区域。     

基于模糊概率的深埋隧洞岩爆风险分析

 岩爆是深埋隧洞开挖中主要工程问题之一,如何对其进行准确预测也是岩石工程的重点研究课题。针对深埋隧洞围岩发生岩爆的随机性和模糊性,将岩爆视为一种风险,引入以可靠度为基础的模糊概率风险理论,建立了一个新的岩爆风险预测模型——模糊概率风险分析模型,该方法克服传统判别方法的不足,既能预测岩爆的发生,又能计算各级岩爆发生概率。结合工程常用的Russenes岩爆判别法,推导出模型的概率密度函数和隶属函数形式。应用该方法对南水北调西线工程泥曲-杜柯河段隧洞部分洞段进行岩爆风险评估,并与常规岩爆判别法对比。     

深埋特长引水隧洞岩爆预测与防治探讨

岩爆作为深埋长大隧洞开挖的常见地质灾害,极大地威胁着施工人员及设备的安全。本文在分析岩爆易发条件争易发时间的基础上。结合锦屏4#引水隧洞工程实例,对深埋特长引水隧洞岩爆预测与防治措施进行了综合阐述。对今后类似工程的施工起到一定的指导和借鉴作用。     

深埋隧洞岩爆防控技术及典型工程应用现状综述

结合岩爆的分类、机制、评价预警方法及防控原则,对深埋隧洞施工期岩爆主动和被动防控措施进行了梳理,重点分析其作用机理、适用范围与防控效果。对比了钻爆法和全断面隧道掘进机(TBM)法施工下岩爆的不同特征规律及防控重点,调研了典型水工隧洞的岩爆防控技术应用情况,包括锦屏二级水电站引水隧洞、引汉济渭工程秦岭隧洞、N-J水电站引水隧洞和滇中引水工程香炉山隧洞。结果表明:岩爆的主动防控措施包括钻孔应力释放、超前应力解除爆破、先导洞、高压喷水、钻孔注水、超前锚杆和预应力锚杆支护;被动防控措施包括喷锚支护、钢支撑、钢筋网(柔性钢丝网);钻爆法的岩爆防控重点是及时封闭支护,TBM法则需通过主动防控规避强烈-极强岩爆;当前大型水工隧洞的岩爆防治普遍采取主动+被动联合防控,主动措施以超前应力释放为核心,被动措施则采取“喷锚网+钢拱架”共同加固围岩,且注重使用快速柔性支护型式;岩爆的动态防控、量化精准防控以及发展更高效的超前应力释放技术和柔性吸能支护体系是值得进一步研究的方向。     

深埋特长引水隧洞岩爆预测综合研究

以南水北调西线一期工程引水隧洞为例,依据工程区地应力的现场实测及地应力场模拟与反演,综合分析评价了隧洞工程区地应力和隧洞沿线围岩应力的分布规律,并在分析岩爆发生条件的基础上,根据工程区地应力、岩性等特征,采用多种岩爆判别方法,对引水隧洞围岩发生岩爆的可能性及岩爆级别进行了综合预测.     

深埋水工隧洞岩爆微震监测预警研究

为了避免或降低潜在的岩爆风险,以陕西省引汉济渭工程秦岭输水隧洞为研究对象,采用加拿大ESG微震监测技术获取分析岩爆监测信息,对TBM隧洞微震监测设备的安装、传感器阵列布置、数据无线传输的方案进行了优化。通过长期监测结果和实际开挖情况对比发现:TBM洞段和钻爆法洞段80%以上的岩爆可提前预测,准确率分别达到90. 96%和83. 3%。     

中小型断面长隧洞的施工实践

中小型断面长隧洞具有开挖断面小而开挖长度长的特点,其施工有困难但也有优势,在施工中必须克服困难发挥优势,实现中小型长隧洞的快速施工.     

基于微震监测技术的深埋长大隧洞群岩爆时空分布规律分析

以锦屏二级水电站深埋引(排)水隧洞群为工程背景,介绍了微震监测系统的组成,并根据隧洞工程的特点,优选出紧跟掌子面移动整体协同传感器优化布置方案;利用现场微震数据,探讨了微震事件和岩爆的时空相关性.研究结果表明:微震活跃及平静时段与岩爆显现频繁及稀少时段相吻合,微震事件和岩爆的空间分布规律相一致,表明微震事件时空演化规律与岩爆时空分布规律具有良好的相关性.通过分析和研究微震事件时空分布规律,可以对岩爆灾害进行有效预测,为岩爆防治提供科学依据.     

深埋长隧洞施工技术

随着科学技术和经济的发展．不同用途的深埋长隧洞将越来越多。与常规隧洞相比深埋长隧洞的高地温、岩爆、施工通风及进度等方面的问题更为突出，施工中必须采用先进的施工技术妥善解决。钻爆法和掘进机法是目前采用的两个基本施工方法，长度大于6km的圆形隧洞应优先选用掘进机法，而钻爆法作为传统的开挖方法因其广泛的适应性仍然是不可缺少的，因此．联合掘进法经常是深埋长隧洞施工的最佳方法。