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
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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
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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
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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。
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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。
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（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Rb来预报岩爆和判定等级高地应力区域隧道施工
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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8~10cm，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。
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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。
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