一种地下硐室岩爆防治处理方法与流程

1.本发明涉及地下硐室开挖岩爆防治相关领域，具体来讲涉及的是一种地下硐室岩爆防治处理方法，可使地下硐室开挖时，不至于产生岩爆，确保作业人员及机械设备的安全，同时提高施工效率。


背景技术：

2.高地应力硬岩中施工地下硐室时，施工扰动了初始地应力，临空面给地应力重分布带来了条件。高地应力作用在临空岩壁上时，往往会发生岩石的剥落、弹射、抛掷等现象，并伴随响声，形成岩爆，岩爆的发生给施工人员及设备带来巨大的安全隐患。一般高地应力硬岩地下硐室施工时，往往都采用被动防护+主动避让的方式，即采取施工人员穿戴防护服，作业机械加装防护钢板，开挖后等待岩爆完成后再进入下道工序的方式。以上方式都是让岩爆发生，被动的采取等待、人员机械防护等方法。施工安全风险依然较大，且等待时间长，施工工期不可控。
3.本次从根本上解决了岩爆发生的问题，通过提前解除应力，转移弹性应变能的方法，避免岩爆发生，实现高地应力硬岩地下硐室施工中的人员及机械设备的安全作业，同时节约工期，提高作业效率。


技术实现要素：

4.因此，为解决以上难题，改善现有高地应力硬岩地下硐室施工岩爆发生概率大、施工风险高、效率低等问题，本发明提供一种地下硐室岩爆防治处理方法，首先在掌子面侧壁上标记出应力释放断面（i）、（ii）、（iii），分别在几个断面处水平及斜向上下打设应力释放孔（1）、（2）、（3），孔径50mm，（1）号孔斜向上45
°
，（2）号孔水平，（3）号孔斜向下45
°
，在每一个孔内安装爆破炸药雷管及堵塞（4），炸药重量100g，直径32mm，进行超前爆破以解除应力，解除应力区域在硐壁往外3m，掌子面往前5.3m，下循环开挖时，循环进尺范围内的应力已提前解除。
5.本发明所述地下硐室岩爆防治处理方法，其特征在于；该方法实施如下：步骤1：掌子面侧壁上标记出应力释放断面（i）、应力释放断面（ii）、应力释放断面（iii），其中（i）断面垂直于硐壁设置，（ii）断面与硐壁法线呈45
°
斜向前方布置，（iii）断面与硐壁法线呈60
°
斜向前方布置，分别在几个断面处水平及斜向上下打设应力释放孔（1）、（2）、（3），孔径50mm，（1）号孔斜向上45
°
，（2）号孔水平，（3）号孔斜向下45
°
；步骤2：在每一个孔内安装爆破炸药雷管及堵塞（4），炸药重量100g，直径32mm，进行超前爆破以解除应力。解除应力区域在硐壁往外3m，掌子面往前5.3m，下循环开挖时，循环进尺范围内的应力已提前解除。
6.本发明具有如下优点：地下硐室岩爆防治处理方法，各应力释放孔钻孔可与掌子面开挖爆破孔平行作业同步进行，不影响掌子面作业，各钻孔覆盖了掌子面周边3
×
5m的范围，安装炸药及雷管进行爆破，以提前扰动该区域的初始应力，应力提前重分布，弹性应变
能转移至围岩深处，掌子面开挖爆破时，该区域的应力已解除，新形成的开挖临空面应力集中弱，岩爆不发生。即可按照常规硐室正常施工即可。降低施工风险的同时，可提高施工效率。
7.采用本发明提供的方法，可提前解除开挖面硐周边的高初始应力，围岩弹性应变能储藏区域往硐周深处发展，使得开挖临空面重分布的应力小于岩石的抗拉强度，从而避免岩爆的发生，一方面降低施工作业人员及机械的安全风险，另一方面提高施工效率，杜绝停机待避岩爆等现象。
附图说明
8.图1是硐室应力释放孔布置立面图；图2是硐室应力释放断面及孔的布置平面图；图3孔中的炸药雷管及堵塞示意图。
9.其中：所述应力释放断面（i）、应力释放断面（ii）、应力释放断面（iii）、对应的应力释放孔（1）、释放孔（2）、释放孔（3）、爆破炸药雷管及堵塞（4）。
具体实施方式
10.下面将结合附图1－图3对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
11.本发明在此提供一种地下硐室岩爆防治处理方法，所述应力释放断面（i）、应力释放断面（ii）、应力释放断面（iii）、对应的应力释放孔（1）、释放孔（2）、释放孔（3）、爆破炸药雷管及堵塞（4）。在掌子面侧壁上标记出应力释放断面（i）、应力释放断面（ii）、应力释放断面（iii），其中（i）断面垂直于硐壁设置，（ii）断面与硐壁法线呈45
°
斜向前方布置，（iii）断面与硐壁法线呈60
°
斜向前方布置，分别在几个断面处水平及斜向上下打设应力释放孔（1）、（2）、（3），孔径50mm，（1）号孔斜向上45
°
，（2）号孔水平，（3）号孔斜向下45
°
，在每一个孔内安装爆破炸药雷管及堵塞（4），炸药重量100g，直径32mm，进行超前爆破以解除应力，解除应力区域在硐壁往外3m，掌子面往前5.3m，下循环开挖时，循环进尺范围内的应力已提前解除。
12.本发明的实施步骤如下：步骤1：掌子面侧壁上标记出应力释放断面（i）、应力释放断面（ii）、应力释放断面（iii），其中（i）断面垂直于硐壁设置，（ii）断面与硐壁法线呈45
°
斜向前方布置，（iii）断面与硐壁法线呈60
°
斜向前方布置，分别在几个断面处水平及斜向上下打设应力释放孔（1）、（2）、（3），孔径50mm，（1）号孔斜向上45
°
，（2）号孔水平，（3）号孔斜向下45
°
；步骤2：在每一个孔内安装爆破炸药雷管及堵塞（4），炸药重量100g，直径32mm，进行超前爆破以解除应力。解除应力区域在硐壁往外3m，掌子面往前5.3m，下循环开挖时，循环进尺范围内的应力已提前解除。
13.所述地下硐室岩爆防治处理方法，通过创造性在硐壁及掌子面周边打设应力解除孔，且在掌子面附近区域的应力解除孔内安装少量爆破药包，进行扰动爆破，爆破在围岩深
处产生微裂缝并提前使初始应力重分布，赋存在硐室周边的弹性应变能往扰动区域外侧发展，提前解除了硐周应力，后续硐室开挖时，避免发生岩爆，硐室施工安全有保障。首先在掌子面侧壁上标记出应力释放断面（i）、应力释放断面（ii）、应力释放断面（iii），分别在几个断面处水平及斜向上下打设应力释放孔（1）、（2）、（3），孔径50mm，（1）号孔斜向上45
°
，（2）号孔水平，（3）号孔斜向下45
°
，在每一个孔内安装爆破炸药雷管及堵塞（4），炸药重量100g，直径32mm，进行超前爆破以解除应力，解除应力区域在硐壁往外3m，掌子面往前5.3m，下循环开挖时，循环进尺范围内的应力已提前解除。整体施作过程简单，方法简便，能快速高效处治地下硐室岩爆问题。
14.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。