高地应力条件下隧道开挖施工方案.ppt

高地应力隧道开挖施工方案一、高地应力地质特点1、围岩产生岩爆2、围岩收敛变形大3、围岩软夹层易挤出4、围岩钻孔出现饼状岩芯5、开挖时候没有渗水现象6、开挖时候有***突出7、水平初始应力分量大大超过其上覆盖层的岩体的重量8、围岩距离隧道掌子面远近不同9、隧道中掌子面开挖暴露时间长短不同,围岩发生岩爆频数不同二、高地应力地质隧道施工的难点与重点。高地应力地质环境的隧道施工开挖过程中,有很多的难点和重点。例如,构造应力引起的具有破坏性的挤压变形,在软岩变形区域,一般形变较大,需要二次衬砌;高地应力区域容易发生塌方和岩爆,在施工过程中困难较大,是施工开挖过程主要克服的重难点。岩爆:也称冲击地压,它是一种岩体中聚积的弹性变形势能在一定条件下的突然猛烈释放,导致岩石爆裂并弹射出来的现象。深埋地下工程在施工过程中常见的动力破坏现象,当岩体中聚积的高弹性应变能大于岩石破坏所消耗的能量时,破坏了岩体结构的平衡,多余的能量导致岩石爆裂,使岩石碎片从岩体中剥离、崩出。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。(一)岩爆的预测及施工措施地质预报: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。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来预报岩爆和判定等级高地应力区域隧道施工施工措施: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8~10,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。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。