部位由于岩爆现象产生超挖约165 In ;2007年7月
27日主洞洞挖至桩号2+035发生轻微岩爆,右边
墙及拱角出现掉片石,有时出现弹射石片,2007年
8月8日洞挖至桩号2+070消失,岩爆发生段长度
35 ITI,洞挖用时13 d, 日进尺2.69 m/d,该部位由
于岩爆现象产生超挖约20 m ;2007年8月14日主
洞洞挖至桩号2+091发生轻微岩爆,右边墙及拱角
出现掉片石,有时出现弹射石片,2007年8月21日
洞挖至桩号2+103消失,岩爆发生段长度12 1TI,洞
挖用时7 d, 日进尺1.71 m/d,该部位由于岩爆现象
产生超挖约10 ITI’;2007年9月16日主洞洞挖至桩
号4+386发生岩爆,右边墙及拱角出现掉片石,并
随着洞挖掘进越来越烈, 出现弹射,洞挖至桩号4
+267未能消失,岩爆发生段长度119 1TI,洞挖用
时81 d, 日进尺1.47 m/d,该部位由于岩爆现象产
生超挖约100 In 。
3 岩爆情节描述
引水发电洞洞挖过程中,爆破施工发生2—3 h
后,岩壁发出爆裂响声3—5 min/次,石片有时应
声掉落。岩爆在24 h内最为明显,之后逐渐减弱。
岩爆脱落片石大的有3 m×1.8 in x 0.45 nl(厚),
给洞挖施工人员造成极大的安全隐患, 已有较多施
工人员受伤,岩爆等待时间也极大地影响到了施工
进度。
岩爆产生区域共387 in,掉落石片造成超挖共
627.5 in ,施工用时共203 d,平均El进尺1.91 m/d。
4 应对岩爆的预防性措施l1 J
4.1 岩爆的现场预测预报方法
4.1.1 地形地貌分析法及地质分析法
认真查看其地形地貌,对该区的地形情况有一个
总体的认识,在高山峡谷地区,谷地为应力高度集中
区,另外根据地质报告资料初步确定辅助洞施工期间
可能遇到的地应力集中和地应力偏大的地段。依据地
质理论,在地壳运动的活动区有较高的地应力,在地
区上升剧烈,河谷深切,剥蚀作用很强的地区, 自重
应力也较大。
4.1.2 AE法(声发射法)
AE法主要利用岩石临近破坏前有声发射现象这
一结果,通过声波探测器对岩石内部的情况进行检
测,该方法的基本参量是能率E和大事件数频度Ⅳ,
它们在一定程度上反映出岩体内部的破裂程度和应力
增长速度。这种预报方法是最直接的,也是最有效
水利水电技术第43卷2012年第10期
张弘∥下坂地水利枢纽工程引水发电洞施工中岩爆特点及现场处理方案
的。
4.1.3 钻屑法
这种方法是通过对岩石钻孔进行,可在进行超前
预报钻孔的同时,对钻出的岩屑和取出的岩芯进行分
析;对强度较低的岩石,根据钻出岩屑体积大小与理
论钻孔体积大小的比值来判断岩爆趋势。在钻孔过程
中有时还可以获得如爆裂声、摩擦声和卡钻现象等辅
助信息来判断岩爆发生的可能性。
4.1.4 地温法
采用红外线测温仪,若地温接近正常埋深地温,
说明地下水渗流弱,围岩干燥无水,则产生岩爆的可
能性较大。
以上几种方法在实际施工过程中综合应用,相
辅相成互相印证,可对岩爆的发生进行准确地预
报。
4.2 岩爆处理措施
首先,改善围岩应力。这种方法主要是降低围岩
应力使围岩应力小于围岩强度,避免岩爆的发生。在
施工中主要采取如下措施:(1)在洞身开挖爆破时,
采用“短进尺、多循环”及光面爆破技术,尽量减少
对围岩的扰动,改善围岩应力状态。(2)应力解除
法,通过布设超前钻孔或在超前钻孔中进行松动爆
破,在围岩内部造成一个破坏带,即形成一个低弹
区,从而使洞壁和掌子面应力降低,使高应力转移至
围岩深部,施工时可在掌子面上打设5~6个超前钻
孔,深15~20 m左右,既可以起到超前钻探地质的
作用,又可以起到释放掌子面应力的作用。超前钻孔
的布置形式及参数施工过程中根据成型情况及时调
整。
第二,改善围岩性质。在施工过程中,可采取对
工作面附近隧洞岩壁喷水或钻孔注水来促进围岩软
化,从而消除或减缓岩爆程度。
第三,对围岩进行加强支护和超前支护加固