[发明专利]一种深埋隧洞即时型岩爆主动防控方法

摘要

本发明提供一种深埋隧洞即时型岩爆主动防控方法，属于岩土工程技术领域。该方法首先确定隧洞掌子面的最大主应力与最小主应力的大小和方向；然后，在掌子面前方与隧洞开挖轴线平行方向中心区域钻进深部炮孔与掏槽孔，起爆中心区域深部炮孔；再用速凝水泥对非中心孔的深部炮孔与掏槽孔孔口段进行封孔处理，高压注水后在掌子面沿隧洞轮廓线内布置常规炮孔，起爆常规炮孔；随着掌子面不断向前推进，以上钻孔爆破方案循环进行，后续循环过程中，常规炮孔的装药量可根据实际爆破效果酌减。本发明可广泛应用于高地应力条件下的水电、矿山、交通等行业。

主权项

1.一种深埋隧洞即时型岩爆主动防控方法，其特征在于：包括步骤如下：(1)确定隧洞掌子面的最大主应力与最小主应力的大小和方向；(2)根据步骤(1)中确定的主应力的大小和方向确定掌子面前方中心区域深部炮孔的位置和个数，在掌子面前方与隧洞开挖轴线平行方向中心区域钻进深部炮孔与掏槽孔，孔深为2d，其中，d为常规炮孔孔深，深部炮孔包括中心孔和非中心孔，在深部炮孔中装药，装药量不多于孔深的1/2；(3)起爆步骤(2)中的中心区域深部炮孔；(4)采用速凝水泥对非中心孔的深部炮孔与掏槽孔孔口段进行封孔处理，速凝水泥浆凝固后，利用高压泵对中心孔的深部炮孔进行高压注水，注水压力持续上升至出现1～2MPa压力降后停止注水；(5)在掌子面沿隧洞轮廓线内布置常规炮孔，孔深为d，然后进行微差爆破、预裂爆破或光面爆破；(6)随着掌子面不断向前推进，以上步骤(1)‑(5)的钻孔爆破方案循环进行，后续循环过程中，常规炮孔的装药量逐渐减少；所述步骤(2)中掌子面前方中心区域深部炮孔的位置呈椭圆形分布，包括椭圆和外围椭圆，椭圆具体设置为：椭圆的中心位于隧洞开挖轴线上，椭圆长轴方向与最大主应力方向一致，椭圆短轴方向与最小主应力方向一致，椭圆的长轴a和短轴b的比值等于最大主应力σ₁与最小主应力σ₃的比值；所述步骤(2)中掌子面前方中心区域深部炮孔的位置和个数按如下设置：在掌子面前方隧洞开挖中心轴线上钻进1个深部炮孔，在椭圆及外围椭圆顶点处设置4个深部炮孔或掏槽孔，具体按以下两种情况设置或拓展：一、若隧洞断面尺寸不大于5m，或隧洞所处围岩中存在微量裂隙，则在掌子面前方隧洞开挖中心轴线上钻进1个深部炮孔，并在椭圆4个顶点位置钻进4个掏槽孔；二、若隧洞断面尺寸大于5m，或隧洞所处围岩完整，则在掌子面前方隧洞开挖中心轴线上及椭圆4个顶点位置钻进5个深部炮孔，在外围椭圆4个顶点位置钻进4个掏槽孔；其中深部炮孔为装药孔，装药量不多于孔深的1/2，掏槽孔为非装药孔。