锦屏辅助洞岩爆的爆破主动控制实践.pdf

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1、第31卷第11期长江科学院院报V01．31No．1l2014年11月JournalofYangtzeRiverScientificResearchInstituteN0v．2014DOI：10．3969／j．issn．1001—5485．2014．11．023锦屏辅助洞岩爆的爆破主动控制实践王继敏，吴新霞，曾雄辉，严鹏(1．雅砻江流域水电开发有限公司，成都610051；2．长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室，武汉430070；3．武汉大学a．水资源与水电工程科学国家重点实验室；b．教育部水工岩石力学重点实验室，武汉430072)摘要：以横穿锦屏山脉、平均埋深达到1500～2000m的锦屏

2、辅助洞爆破开挖过程中岩爆控制为背景，介绍了辅助洞沿线岩爆分布规律及基于应力解除爆破和控制爆破技术的岩爆控制措施。辅助洞岩爆的沿线分布表明：施工过程中岩爆的防治应该一方面改善围岩应力集中的程度，另一方面降低岩体的储能能力。强烈和极强岩爆洞段应力解除爆破应特别重视掌子面前方和两侧围岩中应力集中区的解除，爆破孔的间距宜在1～2m之间，不宜过大，否则将影响应力解除的效率和效果。另外，通过改善洞室周边轮廓形状、调整钻孔作业顺序和控制爆破进尺在2m以内等措施，改善了应力状态、减小了爆破扰动，对控制强烈岩爆和极强岩爆发生的频率和等级起到了积极作用。对类似深埋隧洞开挖过程中的高应力动力破坏控制具有一定的参考价

3、值。关键词：锦屏辅助洞；岩爆；主动控制；控制爆破中图分类号：O319．56文献标志码：A文章编号：1001—5485(2014)11一O114一O6过程的影响在钻爆开挖条件下显得尤其突出。在20世纪50年代就有过关于地下工程爆破、应力波、1研究背景岩爆及地震之间的关系的一些初步试验成果的报岩爆是地应力较高的地下工程开挖过程中常遇道。后来，随着钻爆(新奥)法的不断发展，特别是到的工程地质问题之一，是一种人类活动诱发的围岩回次进尺及爆破装药量的不断加大，开挖动力扰动的动力破坏现象，表现形式有岩石弹射、大量岩石坍对岩爆的贡献越来越引起人们的关注。我国天生塌或矿震等。岩爆的产生需要具备2方面的条件：高

4、桥、太平驿、二滩及挪威Sima等大型水电站引水隧储能体的存在，且其应力接近岩体强度是岩爆产生的洞的岩爆一般在爆破以后的一定时间段内发生，岩内因，某些附加荷载的触发是其产生的外因，这是迄爆高发区一般距离掌子面2～50in，强度随着时间今为止对岩爆机理的比较清晰的概括j。上述机的推移而减弱。理的另一种说法应该是，处于高地应力环境中的结构尽管对岩爆机理的研究取得了许多重要进展，但完整的硬脆性围岩，在隧道开挖后，切应力(。)达到实际工程中岩爆的控制难度依然很大。本文以位于或接近围岩单轴压缩强度()，在其它因素的诱发中国西部雅砻江大河湾上的锦屏辅助洞施工为背景，下，围岩便以岩爆的形式失稳，这可以被总结为

5、岩爆介绍辅助洞爆破开挖过程中岩爆发生的概况，并着重形成机制的静力学理论，它也是广泛采用的岩爆预测对施工过程中采用控制爆破、应力解除爆破等技术对判据(。／Uo)的理论依据J。另外，岩爆预测的弹性高等级强烈岩爆的主动控制实践及岩爆孕育的动力应变能指数判据也是以这一认识为基础的。学机理等问题进行讨论，对类似深埋隧洞开挖过程中然而岩爆终究是开挖诱发的一种人为地质过的高应力动力破坏控制具有一定的参考价值。程，不是纯自然地质现象。相同环境中采用不同开挖方式挖掘相同的地下空间时，围岩可能表现出完2锦屏辅助洞岩爆发生的规律全不同的响应，因此，岩爆研究不仅要注重岩性及地应力等条件，同时也应注重开挖过程的细节。开

6、挖锦屏辅助洞是锦屏一级、二级水电站前期工程收稿日期：2014—04—30；修回日期：2014—09—05基金项目：国家自然科学基金项目(51009013，51179138)；国家重点基础发展规划973项目(2010CB732003)；国家杰出青年科学基金项目(51125037)作者简介：王继敏(1964一)，男，湖南湘潭人，教授级高级工程师，主要从事水电工程建设管理和技术工作，(电话)0834—6768002(电子信箱)wangiimin@ehdc．com．cn。第11期王继敏等锦屏辅助洞岩爆的爆破主动控制实践115的关键施工项目，其作用是沟通东、西雅砻江的交2．2辅助洞岩爆的时空分布通，并作

7、为锦屏二级水电站引水隧洞的施工辅助洞据岩爆现场实录资料，对东端AK15+071至发挥了重要作用。该工程由2条平行的、中心距AK17+190in的53个典型岩爆点统计，得出岩爆次35m的A，B两线组成，分别长17485，17504m。沿数与掌子面距离以及开挖完成后发生时间的关系曲线埋深大于1500的洞段长度12875nl，占全洞长线(见图3)。由此可见，岩爆多发生在距掌子面6—度的73．1％，其中4