CN108518232A - 对应不同岩爆烈度等级的单线铁路隧道防岩爆支护方法 - Google Patents

Abstract

本发明具体涉及一种对应不同岩爆烈度等级的单线铁路隧道防岩爆支护方法；分别针对轻微岩爆、中等岩爆和强烈岩爆下单线铁路隧道采用不同的支护方法，轻微岩爆段采用岩面喷洒高压水、初喷混凝土、设置砂浆锚杆和钢筋网支护；中等岩爆段采用岩面喷洒高压水、初喷钢纤维混凝土、设置涨壳式预应力中空锚杆和钢筋网支护；强烈岩爆采用设置超前预应力释放孔和超前锚杆、注入高压水、初喷钢纤维混凝土、架设钢拱架、设置涨壳式预应力中空锚杆和钢筋网支护；根据爆坑深度处理爆坑；本发明根据不同的岩爆烈度等级，系统的提出了针对单线铁路隧道防岩爆的支护方法，层次分明且实际操作性强，能够有效的保障单线铁路隧道岩爆条件下施工的稳定性和安全性。

Description

对应不同岩爆烈度等级的单线铁路隧道防岩爆支护方法

技术领域

本发明涉及交通、矿山、水利水电等深埋硬岩隧道工程，适用于单线铁路隧道岩爆施工领域，具体涉及一种对应不同岩爆烈度等级的单线铁路隧道防岩爆支护方法。

背景技术

随着我国铁路建设的高速发展，尤其线网往西部的延伸，遇到的高地应力隧道越来越多，岩爆问题愈加突出。岩爆是在高地应力地区，由于隧道的开挖破坏了原来的平衡状态，能量突然释放，造成岩体瞬间破坏，主要表现为剥落、局部坍塌、弹射等。岩爆严重威胁了开挖人员和设备的安全，国内外由于岩爆而造成的人员伤亡不计其数。给一线施工人员的身体和心理上都造成了创伤，使人员不敢进洞施工，机械不敢进洞作业，也严重影响了施工的进度。在岩爆隧道中施工，如何采用有效的支护，确保施工人员和机械的安全，是岩爆隧道施工中要必须且亟需解决的问题。

现阶段对岩爆的研究成果有很多，研究内容主要包括岩爆预测和治理，岩爆预测方法很多，岩爆治理多都是针对常规岩爆防治措施进行简单的描述，参数的选取也差别很大，带有很大的主观性和随机性，且大多只是对于固定的岩爆类型的支护结构进行研究，而对于系统性的防岩爆支护结构体系研究较少，所以如何设计出有效的对应不同岩爆烈度等级的单线铁路隧道防岩爆支护结构体系是目前有待解决的问题。

发明内容

本发明为解决现有岩爆预测和治理，都是针对常规岩爆防治措施，缺乏针对不同岩爆烈度等级的防岩爆支护结构体系的技术问题，提供一种对应不同岩爆烈度等级的单线铁路隧道防岩爆支护方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种对应不同岩爆烈度等级的单线铁路隧道防岩爆支护方法，

针对轻微岩爆段，控制隧道开挖循环进尺为3m，采用岩面喷洒高压水、初喷混凝土、设置砂浆锚杆和钢筋网支护，根据爆坑深度处理爆坑；

针对中等岩爆段，控制隧道开挖循环进尺为3m，采用岩面喷洒高压水、初喷钢纤维混凝土、设置涨壳式预应力中空锚杆和钢筋网支护，根据爆坑深度处理爆坑；

针对强烈岩爆段，控制隧道开挖循环进尺为2m，采用设置超前预应力释放孔和超前锚杆、岩面喷洒并注入高压水、初喷钢纤维混凝土、设置涨壳式预应力中空锚杆及钢筋网和架设钢拱架支护，根据爆坑深度处理爆坑。

上述岩爆烈度等级根据超前地质预报、微震监测以及现场特征等现有方法进行判别。

进一步的，所述轻微岩爆段的具体支护步骤如下，在单线铁路隧道每循环开挖爆破、排险和出渣后，向掌子面和洞壁喷洒高压水，软化表层以释放围岩应力，岩爆状态基本平息后，向开挖面初喷混凝土，起到初支作用；初喷结束后，拱墙设置砂浆锚杆及钢筋网，最后复喷混凝土至设计厚度。

进一步的，所述中等岩爆段的具体支护步骤如下，在单线铁路隧道每循环开挖爆破、排险和出渣后，向掌子面和洞壁喷洒高压水，软化表层以释放围岩应力，岩爆状态基本平息后，向开挖面初喷钢纤维混凝土；初喷结束后，拱墙设置涨壳式预应力中空锚杆及钢筋网，最后复喷混凝土至设计厚度。

进一步的，所述强烈岩爆段的具体支护步骤如下，在单线铁路隧道每循环开挖爆破前，掌子面沿拱墙开挖轮廓周边线施作超前应力孔、掌子面拱部岩开挖轮廓线施做超前锚杆，孔内注高压水劈裂释放应力或在应力释放孔底弱爆破松动岩体提前释放应力；

在应力释放结束后，进行隧道开挖爆破、排险和出渣，向掌子面和洞壁喷洒高压水，岩爆状态基本平息后，向开挖面初喷钢纤维混凝土；

初喷结束后，架设钢拱架，拱墙设置涨壳式预应力中空锚杆及钢筋网，最后复喷混凝土至设计厚度。

与现有技术相比本发明具有以下有益效果：

本发明根据不同的岩爆烈度等级，系统的提出了针对单线铁路隧道防岩爆的支护体系，层次分明且实际操作性强，本发明方法能够有效的保障单线铁路隧道岩爆条件下施工的稳定性和安全性。

附图说明

图1为本发明支护工艺流程图。

图2为本发明爆坑处理施工图。

图3为本发明超前应力释放孔示意图。

图中标记如下：

1-超前应力释放孔。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

爆烈度等级根据超前地质预报、微震监测以及现场特征等已有方法进行判别：

轻微岩爆段的具体支护步骤如下，控制隧道开挖循环进尺为3m，隧道每循环开挖爆破、排险和出渣后，①向掌子面和洞壁喷洒高压水，软化表层以释放围岩应力。②岩爆状态基本平息后，向开挖面进行初喷C25混凝土，起到初支作用。③拱墙设置2m长Φ22砂浆锚杆，间距2m×2m（环×纵），挂设φ6钢筋网，网格间距25×25cm。④复喷C25混凝土至设计厚度。

中等岩爆段的具体支护步骤如下，控制隧道开挖循环进尺为3m，隧道每循环开挖爆破、排险和出渣后，①向掌子面和洞壁喷洒高压水，软化表层以释放围岩应力。②岩爆状态基本平息后，向开挖面初喷CF25钢纤维混凝土（钢纤维掺量40kg/m³）。③拱墙设置3m长YE25-5涨壳式预应力中空锚杆，间距1.0×1.0m，交错布置，挂设φ6钢筋网，网格间距25×25cm，安装时，锚杆垫板需将钢筋网压住。④复喷C25混凝土至设计厚度。

强烈岩爆段的具体支护步骤如下，控制隧道开挖循环进尺为2m，①隧道每循环开挖爆破前，掌子面沿拱墙开挖轮廓周边线施作Φ76超前应力孔，孔长25m（如图3所示），环向间距1.5m，纵向间距20m，孔内注高压水劈裂或在应力释放孔底弱爆破松动岩体，以提前释放应力。②掌子面拱部岩开挖轮廓线施做3.5米长Φ25超前玻璃纤维锚杆，环向间距0.5m，纵向间距2m。③隧道开挖爆破、排险和出渣，向掌子面和洞壁喷洒高压水，④岩爆状态基本平息后，向开挖面初喷CF25钢纤维混凝土（钢纤维掺量40kg/m3），⑤架设Ⅰ14型钢拱架，纵向间距1m。⑥拱墙设置4m长YE25-5涨壳式预应力中空锚杆，间距1.0×1.0m，交错布置，挂设φ6钢筋网，网格间距25×25cm，安装时，锚杆垫板需将钢筋网压住，⑦复喷C25混凝土至设计厚度。

岩爆段产生的爆坑，爆坑深度≤50cm的采用同标号喷射砼回填处理，爆坑深度＞50cm的采用C20砼回填处理，爆坑范围较大的需现场确认采取立架等特殊处理措施。

Claims (5)

1.一种对应不同岩爆烈度等级的单线铁路隧道防岩爆支护方法，其特征在于，

针对轻微岩爆段，控制隧道开挖循环进尺为3m，采用岩面喷洒高压水、初喷混凝土、设置砂浆锚杆和钢筋网支护，根据爆坑深度处理爆坑；

针对中等岩爆段，控制隧道开挖循环进尺为3m，采用岩面喷洒高压水、初喷钢纤维混凝土、设置涨壳式预应力中空锚杆和钢筋网支护，根据爆坑深度处理爆坑；

针对强烈岩爆段，控制隧道开挖循环进尺为2m，采用设置超前预应力释放孔和超前锚杆、岩面喷洒并注入高压水、初喷钢纤维混凝土、设置涨壳式预应力中空锚杆及钢筋网和架设钢拱架支护，根据爆坑深度处理爆坑。

2.根据权利要求1所述的一种对应不同岩爆烈度等级的单线铁路隧道防岩爆支护方法，其特征在于，所述轻微岩爆段的具体支护步骤如下，在单线铁路隧道每循环开挖爆破、排险和出渣后，向掌子面和洞壁喷洒高压水，软化表层以释放围岩应力，岩爆状态基本平息后，向开挖面初喷混凝土，起到初支作用；初喷结束后，拱墙设置砂浆锚杆及钢筋网，最后复喷混凝土至设计厚度。

3.根据权利要求1所述的一种对应不同岩爆烈度等级的单线铁路隧道防岩爆支护方法，其特征在于，所述中等岩爆段的具体支护步骤如下，在单线铁路隧道每循环开挖爆破、排险和出渣后，向掌子面和洞壁喷洒高压水，软化表层以释放围岩应力，岩爆状态基本平息后，向开挖面初喷钢纤维混凝土；初喷结束后，拱墙设置涨壳式预应力中空锚杆及钢筋网，最后复喷混凝土至设计厚度。

4.根据权利要求1所述的一种对应不同岩爆烈度等级的单线铁路隧道防岩爆支护方法，其特征在于，所述强烈岩爆段的具体支护步骤如下，在单线铁路隧道每循环开挖爆破前，掌子面沿拱墙开挖轮廓周边线施作超前应力孔、掌子面拱部岩开挖轮廓线施做超前锚杆，孔内注高压水劈裂释放应力或在应力释放孔底弱爆破松动岩体提前释放应力；

在应力释放结束后，进行隧道开挖爆破、排险和出渣，向掌子面和洞壁喷洒高压水，岩爆状态基本平息后，向开挖面初喷钢纤维混凝土；

初喷结束后，架设钢拱架，拱墙设置涨壳式预应力中空锚杆及钢筋网，最后复喷混凝土至设计厚度。

5.根据权利要求1-4任意项所述的一种对应不同岩爆烈度等级的单线铁路隧道防岩爆支护方法，其特征在于，所述岩爆段产生的爆坑，爆坑深度≤50cm的采用同标号喷射砼回填处理，爆坑深度＞50cm的采用C20砼回填处理。