深埋高地应力引水隧洞应力解除爆破施工技术应用

锦屏二级水电站为超埋深大洞径长隧洞特大型地下水电工程,引水隧洞开挖施工过程中高地应力造成岩爆是施工的重难点之一。在实际施工过程中,采取多种措施相结合的方式进行岩爆的预测、预报及防治。介绍了深孔应力解除爆破施工技术在本工程3号、4号引水隧洞强岩爆段应用情况。     

高地应力下大断面隧洞施工岩爆工程对策

针对大埋深且高地应力条件下的锦屏二级水电站隧洞施工高强岩爆等问题,结合隧洞围岩地质和山体条件,对隧洞岩爆形式和特征进行了分析。发现锦屏工程引水隧洞发生岩爆的岩性主要为条带大理岩和灰黑大理岩,围岩类别主要为Ⅱ～Ⅲ类,岩爆部位主要在拱顶及拱肩和隧洞边墙,并具有声响、爆落体和爆裂面等不同特征。提出了"短进尺、高压注水;调整施工工艺,合理支护;爆破解除应力"等一系列工程治理方案。实践表明,研究出的岩爆工程技术对策可以满足锦屏隧洞掘进工作面和开挖成形的洞身段的不同岩爆处理需要,能够保证施工人员、设备及工程结构安全。     

某深埋TBM隧洞围岩地质变化区破坏特征与类型判别方法

某深埋TBM隧洞地质变化区开挖过程中岩爆和塌方交替发生,导致工期严重延误,严重威胁现场人员及施工安全。通过现场地质踏勘、微震监测和结构面统计,研究现场工程地质灾害与围岩岩性、地质条件的关系,建立基于岩性、地质及微震活动特征的地质灾害类型判别方法。结果表明,该隧洞破坏类型与围岩岩性有显著相关性,黑云母花岗岩洞段岩爆风险最高,混合花岗岩洞段次之,钾长石花岗岩与黑云母花岗岩围岩蚀变的洞段易发生塌方;岩性变化的交界面位置,破坏规模明显增大;破坏类型还与结构面密度相关,随着结构面密度减小,破坏类型由塌方转变为中等岩爆,进一步等级降低为轻微岩爆;微震特征分析表明,岩爆区域微震活动远大于塌方区域微震活动。当微震活动较低时,围岩破坏以塌方为主;当微震事件数>15,微震释放能>1 000 J,围岩破坏以岩爆为主;当微震事件数>20,微震释放能>20 000 J时,围岩可能发生中等岩爆。现场应用表明,该方法可准确预测掌子面前方潜在破坏类型,为类似工程灾害交替发生洞段的安全、高效施工提供参考。     

锦屏引水隧洞岩爆特征及其影响因素分析

以锦屏二级水电站隧洞施工实际情况为背景,对岩爆灾害问题进行研究.通过对隧洞开挖过程中发生的岩爆数据进行统计分析,得出岩爆类型主要有剥落型和爆裂型两种,并具有声响、爆落体和爆裂面等不同特征.总结出钻孔时拱顶出现岩爆几率大、支护后岩爆几率稍小,强烈岩爆多发生在掘进工作面后方10～30 m范围内的岩爆发生规律.提出了岩爆发生的影响因素主要有地质条件、地应力、隧洞断面形状及几何尺寸等内部因素和施工方法、开挖顺序与强度及动力干扰等外部因素.     

引汉济渭秦岭隧洞5号洞主洞段岩爆时空分布特征研究

以引汉济渭秦岭隧洞5号洞主洞段为工程背景,对半年内现场岩爆的统计资料进行整理分析,并结合微震监测技术探究了岩爆的时空分布特征,研究结果表明:岩爆的轴向和横断面分布特征受地应力影响作用较大,岩爆发生后,24 h内应力调整比较剧烈,调整时间一般为5 d。微震监测系统分析研究结果可以很好地解释现场实际岩爆的孕育规律和时空分布特征。此次岩爆时空分布特征的研究与现场岩爆贴合程度较高,可以为现场安全提供参考。     

大埋深长大隧洞应力解除爆破技术

以锦屏二级水电站引水隧洞群施工遭遇强烈岩爆,严重影响工程安全和进度为背景,运用理论分析及现场试验等方法,分析了应力解除爆破原理,提出了中等岩爆以及较高级别岩爆的应力解除技术方案,并确定了炮孔参数和应力释放孔不耦合装药结构。进而采用由超声脉冲发射源向介质内发射高频弹性脉冲波,对应力解除效果进行探测分析。实践表明,提出的应力解除施工方案可以最大程度避免或大幅降低岩爆的发生几率、烈度与规模,具备对应力集中部位预测准确、应力解除到位、解除效果可靠的优点,能够有效地防止岩爆造成的破坏,并能够保证隧洞围岩稳定和地下结构安全。     

秦岭输水隧洞的岩爆预测

论述了秦岭输水隧洞的地质特征。结合现场实测资料，从岩性和应力两个主要方面，对输水隧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。     

秦岭输水隧洞的岩爆预测

论述了秦岭输水隧洞的地质特征，从岩性和应力两个主要方面，结合现场实测资料对输水隧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．     

锦屏水电站引水隧洞岩爆施工技术探讨

锦屏二级水电站引水隧洞工程埋深大,地应力高。在采用钻爆法施工中碰到了高地应力导致的岩爆问题,对施工进度、设备和人员安全影响较大。在施工过程中总结岩爆发生规律,对其进行了一定的探索。通过多种形式的现场试验,总结了防治岩爆的施工方法及措施。     

巴玉特长隧道初始地应力场反演及岩爆预测

以巴玉隧道为工程依托,综合分析工程区构造地质环境和现场地应力实测数据,通过构建三维地质力学模型获取初始地应力场分布特征.采用微震监测系统对隧道岩体破裂进行实时监测预警,并对比分析现场微震监测和地应力场岩爆预测的可靠性.研究结果表明:隧道轴向三维地应力场总体分布规律表现为最小水平主应力σh<竖向主应力σv<最大水平主应力...     

高地应力岩爆对TBM施工的影响及对策

锦屏二级水电站引水隧洞工程埋深大，地应力高，在采用TBM法施工中碰到了高地应力导致的岩爆问题，对施工进度、设备和人员安全影响较大。总结TBM施工过程中岩爆发生规律，通过各种支护形式的现场试验，对防止岩爆的主要对策进行了探索。     

高地应力大断面特长水工隧洞灌浆施工技术

在建锦屏二级水电站4条引水隧洞群穿越锦屏山主峰山体,最大埋深2525m,最高地应力值69．94MPa,隧洞施工过程中在高地应力区将出现大的涌漏水,危及隧洞的施工安全。通过对锦屏隧洞围岩地质、断面条件、工程重点与难点等因素分析,结合隧洞开挖及支护理论,并对隧洞开挖过程中的灌浆技术进行了分析和研究,确定了锦屏高地应力条件下大断面特长水工隧洞灌浆施工中制浆系统和与围岩条件相适应的灌浆参数,分析了符合施工顺序及施工过程的施工工艺。采用这种灌浆技术,保证了长大隧洞开挖围岩稳定和地下结构的安全。     

概论岩溶或地质复杂隧道隧洞地质灾害超前预报技术

概略论述了岩溶或者地质复杂隧道隧洞广义的施工地质灾害超前地质预报技术,其中包括TSP探测解译、断层参数预测法预报隧道断层和地面不良地质体投射法等3种长期超前地质预报新技术,包括地质雷达探测解译、掌子面编录预测法、不良地质前兆预测法等3种短期超前地质预报新技术,还包括施工地质灾害监测、判断和警报新技术.     

高地应力下大断面隧洞混凝土施工技术研究

以锦屏二级水电站隧洞工程建设为背景,对高地应力下大断面隧洞混凝土施工技术进行研究.通过对隧洞的围岩地质、断面形状及几何尺寸、施工等条件进行分析,结合隧道工程理论及混凝土施工方法,提出了高地应力下特大断面隧洞底拱和项拱的混凝土衬砌施工技术、施工步骤和施工方法,给出了不良地段、集渣坑及富水地段混凝土施工技术及方法.实践结果表明,提出的混凝土施工技术可以满足锦屏二级水电站建设要求,能够保证围岩稳定和工程结构安全.     

锦屏高地应力下特大异形断面隧洞扩挖技术研究

以超埋深、高地应力条件下的锦屏二级水电站隧洞群施工为背景,对多洞交叉形成特大异形断面隧洞施工技术进行研究。在对交叉口地段围岩地质、断面形状与几何尺寸及其变异、施工条件、多次施工扰动进行分析的基础上,结合隧洞施工理论及方法,提出了适合于锦屏特大异形断面的"从上至下,主攻节点"的二次扩挖方法,给出了3#施工节点分五步开挖的施工顺序,确定了与隧洞围岩和断面条件及施工方法相适应的支护结构及参数,为锦屏二级水电站多洞交叉口困难地段施工提供了指导依据,从而为实现隧洞群工程顺利施工奠定了基础。     

高地应力下大断面隧洞进口段施工技术研究

以超埋深、高地应力条件下的锦屏二级水电站隧洞工程建设为背景,对高地应力下大断面隧洞进口段施工技术进行研究.在对引水隧洞和施工支洞的围岩地质、断面和施工条件等因素进行分析的基础上,运用隧道工程理论,结合锦屏水电站的施工要求,提出了先用工字钢型钢钢架分别在1#、2#施工支洞和引水洞洞口加强支护后开挖大断面引水隧洞的进洞方案,并给出了开挖方法和步骤.工程实践表明,给出的大断面隧洞进口段开挖方案、方法及作业顺序是合理的,施工方法是科学的,可以确保在复杂条件下大断面隧洞开挖时围岩的稳定以及支护与地下结构的安全.     

提高探地雷达超前地质预报精度的方法研究

研究目的：在对复杂多变地质条件下的地下隧洞进行施工时，进一步提高喀斯特岩溶多变地质中地质超前预报的精度，使施工顺利开展。 研究方法：通过对黔桂铁路扩能改造工程隧道群施工中应用探地雷达技术对掌子面前方不良地质体的预测预报实践探索，围绕关键技术问题展开研究。 研究结果：结合现场实际提出了改良优化检测方法与工艺、建立预报及预警体系、多种预测分析相互核检滤差、引入数码影像三维预测等综合预报方法的见解并通过实践检验。 研究结论：该方法有效提高了探地雷达在喀斯特岩溶地质中对不良地质体探测预报的精确度和分析描述的准确性。     

雅砻江锦屏二级深埋隧洞围岩渗流特性初步研究

研究目的:锦屏二级工程地质条件复杂,4条长达17 km的引水隧洞具有超埋深,大直径特点。为更全面分析锦屏二级隧洞围岩渗流特性,采用有限元方法,建立渗流简化模型,重点研究深埋引水隧洞不同条件下的渗流场特征。研究结论:研究表明,不同灌浆圈厚度及渗透性对围岩渗流特性影响较小,运行期施工排水洞及A,B线辅助洞封堵会引水隧洞围岩渗压增加明显;成果可为锦屏二级深埋隧洞的设计及施工提供参考依据。     

特长复杂隧洞掘进施工通风技术研究

针对锦屏二级水电站长达16.67 km的复杂引水隧洞工程施工,对高难施工通风技术进行研究。考虑隧洞围岩地质、断面条件、隧洞布置与施工组织以及污染物质类型和特点,计算得出了特长隧洞施工通风风量和风阻以及风机容量等参数并据此确定了风机类型,进而对风机布置进行了分析。     

高地应力下特大异形断面隧洞塌方处理技术

针对高地应力下的锦屏二级水电站隧洞群施工中容易发生的塌方问题,对多洞交叉等难点地段塌方处理技术进行研究.通过对交叉口地段围岩地质、断面形状与几何尺寸及其变异、施工条件、多次施工扰动进行分析,结合隧洞施工理论及方法,得出对锦屏隧洞群施工过程塌方的影响因素主要有地质、断面条件、开挖方法和施工顺序等方面,提出了适合于锦屏特大异形断面"先固结塌方体、再低强度开挖,后加强支护"的总体处理方案,确定了塌方地段低强度开挖的控制爆破技术参数,给出了塌方地段开挖后的加强支护措施.实践表明,研究出的高地应力下施工塌方处理技术可满足工程实际需要.