引汉济渭工程超长深埋隧道岩爆防治技术研究

摘要

本文以引汉济渭工程秦岭隧洞为依托，在收集现场地质资料、工程资料、试验数据并调研相关文献的基础上，采用工程类比法、理论分析以及数值模拟的方法对该隧洞工程岩爆灾害特征、规律、机理以及影响因素进行了研究，并在分析各类防治措施的基础上，提出了适合本隧洞工程的具体防治措施建议。主要获得了以下成果:
　　(1)根据隧址区地应力场特征分析，该地区地应力场以水平构造应力为主，最大水平主应力可达50～60Mpa，优势方向为NW向，与隧洞呈较大角度相交。
　　(2)通过对现场岩爆特征和规律的分析、运用数值模拟的方法模拟隧洞开挖后的二次应力分布并结合前人的研究成果，总结了该隧洞岩爆发生的机理。
　　(3)将岩爆发生的基本条件总结为围岩条件、地应力条件和人为条件，三个条件缺一不可，岩爆的影响因素如地层岩性、地质构造、结构面、地下水、隧洞断面形状及施工方法等都是通过影响这三个条件来影响岩爆发生与否以及烈度等级。
　　(4)防治岩爆不能依靠单一的措施，应该采取多种方式综合治理;采用钻爆法施工，应采用全断面开挖的方法，遵循“短进尺、弱爆破”的原则，合理控制爆破参数以提高光爆效果，必要时采用预裂爆破的方法;文章最后分别给出了在钻爆法和TBM法两种工法下岩爆的综合防治措施建议。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景

1．2 研究意义

1．3 国内外研究现状

1．3．1 岩爆的定义

1．3．2 岩爆的类型

1．3．3 岩爆烈度分级

1．3．4 岩爆形成机制的研究现状

1．3．5 岩爆防治技术的研究现状

第2章 研究区工程地质条件

2．1 地形地貌

2．2 地层岩性

2．3 地质构造

2．3．1 褶皱构造

2．3．2 断裂构造

2．3．3 推覆构造

2．3．4 节理

2．4 地应力特征分析与评价

2．4．1 根据地质构造形态分析

2．4．2 根据震源机制解分析

2．4．3 根据微构造法及岩石组构分析

2．4．4 深孔地应力测试

2．4．5 地应力评价

2．5 岩石物理力学性质

第3章 岩爆特征及规律统计

3．1 岩爆发生记录

3．2 岩爆烈度

3．3 岩爆类型

3．3．1 按岩爆规模划分

3．3．2 按岩体破坏方式划分

3．3．3 按地应力场特征划分

3．4 岩爆特征及规律

3．4．1 声响特征

3．4．2 爆坑、爆落体及破裂面特征

3．4．2 岩爆在横断面上的分布规律

3．4．3 岩爆时空规律

3．4．4 岩爆与围岩性质的关系

3．4．5 岩爆与隧道埋深的关系

第4章 岩爆机理的数值模拟分析

4．1 选取隧洞横断面

4．2 建立数值计算模型

4．3 选取数值计算参数

4．4 数值计算方案

4．5 数值计算结果及分析

4．6 岩爆机理分析

第5章 岩爆成因及影响因素分析

5．1 岩爆成因分析

5．2 岩爆影响因素分析

5．2．1 地层岩性

5．2．2 地质构造

5．2．3 结构面

5．2．4 隧洞埋深

5．2．5 地下水

5．2．6 浅表生改造

5．2．7 隧洞断面形状

5．2．8 隧洞施工工艺

第6章 岩爆防治技术研究

6．1 改变围岩物理力学性质

6．1．1 水软化围岩的机理分析

6．1．2 围岩软化后的应力分布特征

6．2 改变围岩应力状态

6．3 选择合理的支护方案

6．3．1 设计方案

6．3．2 数值计算模型

6．3．3 数值计算参数

6．3．4 数值计算结果及分析

6．4 钻爆法施工

6．4．1 钻爆法施工简介

6．4．2 钻爆法施工对岩爆的影响分析

6．4．3 钻爆法施工方案的选择

6．5 TBM法施工

6．6 其它辅助措施

6．6．1 设置临时防护措施

6．6．2 及时清除危岩

6．6．3 合理安排避让时间

6．6．4 加强现场施工人员安全教育

6．7 不同烈度岩爆的综合防治措施建议

6．7．1 钻爆法施工段综合防治措施建议

6．7．2 TBM法施工段综合防治措施建议

结论

致谢

参考文献