圍岩鬆動圈
日常生活工作學習知識積累 作者：桔子一夢 投票推薦 加入書簽 留言反饋
圍岩鬆動圈是指開挖後，圍岩受力狀態改變導致岩石強度下降，從而在巷道周圍形成的一個鬆弛破碎帶。其大小與圍岩強度和原岩應力密切相關，是評估巷道穩定性和設計支護方案的重要依據。
圍岩鬆動圈的形成是由於巷道開挖後，圍岩受力狀態由三向變為近似兩向或單向，導致應力重新分布和局部集中。當應力值超過圍岩強度時，圍岩發生塑性變形、破碎，形成鬆弛破碎帶，即圍岩鬆動圈。
圍岩鬆動圈的形成主要受圍岩強度和原岩應力的影響。當原岩應力相同時，圍岩強度低則鬆動圈大；當圍岩強度相同時，原岩應力小則鬆動圈小。此外，節理裂隙發育程度、地下水、岩層厚度等因素也會影響其範圍和程度。
除了圍岩強度和原岩應力，影響圍岩鬆動圈形成的因素還包括節理裂隙發育程度、地下水狀況、岩層厚度、溫度以及爆破損傷等。這些因素通過影響岩石的單軸抗壓強度等力學特性，進而對圍岩鬆動圈的範圍和程度產生影響。
在影響圍岩鬆動圈形成的因素中，自然因素包括圍岩強度、原岩應力、節理裂隙發育程度、岩層厚度和溫度等；人為因素主要是爆破損傷以及巷道開挖導致的地下水狀況改變等。
在地下工程中，為預防和管理人為因素導致的圍岩鬆動，可采取超前支護、注漿加固、控製爆破參數等措施。同時，加強監控量測和地質超前預報，及時發現和處理異常情況，確保施工安全。
在地下工程中，人為因素導致的圍岩鬆動會有多種具體表現。以下是一些主要的表現：
錯動鬆弛：在多組結構麵發育的硬岩岩體中，如果開挖後圍岩應力超過其屈服強度，圍岩會沿已有的多組節理發生剪切錯動而鬆弛，形成一個鬆動的圈層。這種鬆動圈本身不穩定，特別是在有地下水活動時，容易導致拱頂坍塌和邊牆失穩。
剪切滑移：對於厚層狀或塊狀結構的硬岩圍岩，如果存在陡傾洞內的大型結構麵（如小斷層、大型節理等），這些結構麵可能會控製圍岩向洞內的剪切滑移。此外，固結程度較低的軟弱岩體（如泥質粉砂岩、泥岩等）也可能出現塑性擠出變形。
膨脹內鼓：當圍岩中含有大量膨脹礦物時，由於開挖形成的低應力區吸引高應力區的地下水轉移，吸水膨脹的岩體（如膨脹岩）會發生強烈的膨脹並導致圍岩內鼓變形。這可能導致洞室設計空間不足，甚至使圍岩表部膨脹開裂和解體。
支護失效：如果支護措施不當或未能及時實施，人為因素（如施工過程中的爆破損傷）可能加劇圍岩的鬆動和破壞。支護結構（如錨杆、鋼支撐等）的損壞或失效也會直接導致圍岩鬆動範圍的擴大。
巷道變形：隨著圍岩鬆動的加劇，巷道可能會出現明顯的變形現象，如收斂變形、底鼓等。這些變形不僅影響巷道的正常使用，還可能對工人的安全構成威脅。
為了預防和管理這些人為因素導致的圍岩鬆動問題，需要采取一係列的技術措施和管理手段。例如，加強地質勘察和超前預報工作，製定合理的施工方案和支護參數；采用先進的爆破技術和施工工藝，減少對圍岩的損傷；加強監控量測工作，及時發現和處理異常情況；以及製定應急預案和救援措施等。
為了有效預防和管理人為因素導致的圍岩鬆動問題，在地下工程中可以采取以下措施：
一、加強超前支護與注漿加固
超前支護：針對圍岩破碎的情況，可采取超前雙層小導管進行超前支護，以預防頂部坍塌。同時，開挖時應預留核心土，對掌子麵進行支撐和噴錨封閉，避免暴露時間過長。
注漿加固：在圍岩相對薄弱地段，可增加徑向小導管進行注漿加固。通過注漿提高岩體的強度和整體性，從而增強圍岩的穩定性。注漿過程中應注意觀察注漿壓力及排漿量變化，確保注漿效果。
二、優化爆破參數與施工工藝
控製爆破損傷：采用合理的爆破參數和施工工藝，減少爆破對圍岩的損傷。例如，可以采用光麵爆破或預裂爆破技術，以降低爆破震動對圍岩的影響。
縮短開挖與支護時間間隔：及時跟進支護工作，縮短開挖與支護的間隔時間，以減少圍岩的暴露時間和變形機會。
三、加強臨時支護與初期支護
臨時支護：將臨時支護與二次襯砌形成整體，提高支護結構的承載能力。可采用鋼筋連接等方式加強臨時仰拱的縱向穩定性。
初期支護：加密拱架和加強鎖腳等措施，以增強初期支護的強度。同時，應確保初期支護的質量符合設計要求。
四、嚴格控製開挖進度與質量
縮短仰拱開挖時間：增加人員及設備投入，盡量縮短仰拱開挖至封閉成環的時間，以控製仰拱開挖對隧道變形的影響。
控製紅線距離：嚴格控製仰拱與掌子麵的距離以及二次襯砌與掌子麵的距離，確保施工安全和質量。
五、加強監控量測與地質預報
監控量測：定期對圍岩進行位移、應力等參數的監測和分析，及時發現和處理異常情況。通過數據分析和迴歸分析等方法，綜合判斷結構穩定性。
地質預報：做好超前地質預報工作，了解圍岩的地質情況和變化趨勢。根據預報結果對支護和注漿加固方案進行調整和優化。
綜上所述，通過加強超前支護與注漿加固、優化爆破參數與施工工藝、加強臨時支護與初期支護、嚴格控製開挖進度與質量以及加強監控量測與地質預報等措施，可以有效預防和管理人為因素導致的圍岩鬆動問題。這些措施的實施將有助於保障地下工程的安全和穩定。
優化爆破參數與施工工藝是提升爆破效果、確保施工安全及效率的關鍵環節。以下是對這兩個方麵的詳細探討：
一、優化爆破參數
炸藥類型與性能：根據工程特點和地質條件，選擇合適的炸藥類型和性能。炸藥的爆速、猛度、密度等性能參數對衝孔深度有直接影響，因此需綜合考慮岩石的堅固性、抗壓強度等因素來選擇炸藥。
裝藥量：通過實驗確定最佳的炸藥單耗，避免過高的爆炸壓力導致衝孔或破壞周邊岩石。可以通過減少裝藥量或改變裝藥結構來實現。
炮孔設計：包括炮孔的直徑、深度、間距、排距和填塞情況等。增加炮孔的排距和間距可以減少單位麵積內的炮孔數量，從而降低整體裝藥量。同時，優化炮孔的深度和角度可以確保爆炸能量更均勻地作用於岩石。
起爆方式：使用的起爆器材和起爆順序也會影響爆破效果。采用先進的起爆設備和技術，如遙控爆破、智能爆破等，可以提高爆破精度和安全性。
爆破網路：合理的爆破網路設計可以提高爆破效果，降低爆破震動和飛石危害。
二、優化施工工藝
鑽孔技術：采用先進的鑽孔設備和技術，提高鑽孔質量和效率。鑽孔質量的好壞直接影響到後續裝藥和爆破效果。
裝藥技術：改進裝藥結構，如采用空氣間隔裝藥或孔底間隔裝藥，以減少炮孔底部的爆炸壓力。使用混合裝藥，結合高爆速和低爆速炸藥，以優化能量分布。
填塞技術：控製炮孔填塞長度和質量，避免爆炸氣體過早泄露，提高爆炸能量的利用效率。良好的填塞可以確保爆炸能量充分作用於岩石，提高爆破效果。
起爆網絡檢查：在起爆前對起爆網絡進行全麵檢查，確保各段導爆索和導爆管的連接正確無誤。這可以避免因起爆網絡故障導致的爆破失敗或安全事故。
施工安全管理：加強施工現場的安全管理，包括設置安全警示標誌、監控崗哨的設置、起爆開關管理等。同時，對施工人員進行爆破安全培訓，提高他們的安全意識。
監測與調整：利用振動監測、飛石監測等技術實時監測爆破效果，並根據監測結果及時調整爆破參數。這可以確保爆破過程始終處於可控狀態，提高爆破的安全性和經濟性。
綠色爆破技術：采用環保炸藥和優化爆破施工工藝等措施來降低環境汙染。隨著環保意識的增強，綠色爆破技術將成為未來的發展趨勢。
綜上所述，通過優化爆破參數和施工工藝，可以顯著提升爆破效果、確保施工安全及效率。在實際工程中，應根據具體情況靈活應用這些措施，以達到最佳效果。
圍岩鬆動圈的形成是由於巷道開挖後，圍岩受力狀態由三向變為近似兩向或單向，導致應力重新分布和局部集中。當應力值超過圍岩強度時，圍岩發生塑性變形、破碎，形成鬆弛破碎帶，即圍岩鬆動圈。
圍岩鬆動圈的形成主要受圍岩強度和原岩應力的影響。當原岩應力相同時，圍岩強度低則鬆動圈大；當圍岩強度相同時，原岩應力小則鬆動圈小。此外，節理裂隙發育程度、地下水、岩層厚度等因素也會影響其範圍和程度。
除了圍岩強度和原岩應力，影響圍岩鬆動圈形成的因素還包括節理裂隙發育程度、地下水狀況、岩層厚度、溫度以及爆破損傷等。這些因素通過影響岩石的單軸抗壓強度等力學特性，進而對圍岩鬆動圈的範圍和程度產生影響。
在影響圍岩鬆動圈形成的因素中，自然因素包括圍岩強度、原岩應力、節理裂隙發育程度、岩層厚度和溫度等；人為因素主要是爆破損傷以及巷道開挖導致的地下水狀況改變等。
在地下工程中，為預防和管理人為因素導致的圍岩鬆動，可采取超前支護、注漿加固、控製爆破參數等措施。同時，加強監控量測和地質超前預報，及時發現和處理異常情況，確保施工安全。
在地下工程中，人為因素導致的圍岩鬆動會有多種具體表現。以下是一些主要的表現：
錯動鬆弛：在多組結構麵發育的硬岩岩體中，如果開挖後圍岩應力超過其屈服強度，圍岩會沿已有的多組節理發生剪切錯動而鬆弛，形成一個鬆動的圈層。這種鬆動圈本身不穩定，特別是在有地下水活動時，容易導致拱頂坍塌和邊牆失穩。
剪切滑移：對於厚層狀或塊狀結構的硬岩圍岩，如果存在陡傾洞內的大型結構麵（如小斷層、大型節理等），這些結構麵可能會控製圍岩向洞內的剪切滑移。此外，固結程度較低的軟弱岩體（如泥質粉砂岩、泥岩等）也可能出現塑性擠出變形。
膨脹內鼓：當圍岩中含有大量膨脹礦物時，由於開挖形成的低應力區吸引高應力區的地下水轉移，吸水膨脹的岩體（如膨脹岩）會發生強烈的膨脹並導致圍岩內鼓變形。這可能導致洞室設計空間不足，甚至使圍岩表部膨脹開裂和解體。
支護失效：如果支護措施不當或未能及時實施，人為因素（如施工過程中的爆破損傷）可能加劇圍岩的鬆動和破壞。支護結構（如錨杆、鋼支撐等）的損壞或失效也會直接導致圍岩鬆動範圍的擴大。
巷道變形：隨著圍岩鬆動的加劇，巷道可能會出現明顯的變形現象，如收斂變形、底鼓等。這些變形不僅影響巷道的正常使用，還可能對工人的安全構成威脅。
為了預防和管理這些人為因素導致的圍岩鬆動問題，需要采取一係列的技術措施和管理手段。例如，加強地質勘察和超前預報工作，製定合理的施工方案和支護參數；采用先進的爆破技術和施工工藝，減少對圍岩的損傷；加強監控量測工作，及時發現和處理異常情況；以及製定應急預案和救援措施等。
為了有效預防和管理人為因素導致的圍岩鬆動問題，在地下工程中可以采取以下措施：
一、加強超前支護與注漿加固
超前支護：針對圍岩破碎的情況，可采取超前雙層小導管進行超前支護，以預防頂部坍塌。同時，開挖時應預留核心土，對掌子麵進行支撐和噴錨封閉，避免暴露時間過長。
注漿加固：在圍岩相對薄弱地段，可增加徑向小導管進行注漿加固。通過注漿提高岩體的強度和整體性，從而增強圍岩的穩定性。注漿過程中應注意觀察注漿壓力及排漿量變化，確保注漿效果。
二、優化爆破參數與施工工藝
控製爆破損傷：采用合理的爆破參數和施工工藝，減少爆破對圍岩的損傷。例如，可以采用光麵爆破或預裂爆破技術，以降低爆破震動對圍岩的影響。
縮短開挖與支護時間間隔：及時跟進支護工作，縮短開挖與支護的間隔時間，以減少圍岩的暴露時間和變形機會。
三、加強臨時支護與初期支護
臨時支護：將臨時支護與二次襯砌形成整體，提高支護結構的承載能力。可采用鋼筋連接等方式加強臨時仰拱的縱向穩定性。
初期支護：加密拱架和加強鎖腳等措施，以增強初期支護的強度。同時，應確保初期支護的質量符合設計要求。
四、嚴格控製開挖進度與質量
縮短仰拱開挖時間：增加人員及設備投入，盡量縮短仰拱開挖至封閉成環的時間，以控製仰拱開挖對隧道變形的影響。
控製紅線距離：嚴格控製仰拱與掌子麵的距離以及二次襯砌與掌子麵的距離，確保施工安全和質量。
五、加強監控量測與地質預報
監控量測：定期對圍岩進行位移、應力等參數的監測和分析，及時發現和處理異常情況。通過數據分析和迴歸分析等方法，綜合判斷結構穩定性。
地質預報：做好超前地質預報工作，了解圍岩的地質情況和變化趨勢。根據預報結果對支護和注漿加固方案進行調整和優化。
綜上所述，通過加強超前支護與注漿加固、優化爆破參數與施工工藝、加強臨時支護與初期支護、嚴格控製開挖進度與質量以及加強監控量測與地質預報等措施，可以有效預防和管理人為因素導致的圍岩鬆動問題。這些措施的實施將有助於保障地下工程的安全和穩定。
優化爆破參數與施工工藝是提升爆破效果、確保施工安全及效率的關鍵環節。以下是對這兩個方麵的詳細探討：
一、優化爆破參數
炸藥類型與性能：根據工程特點和地質條件，選擇合適的炸藥類型和性能。炸藥的爆速、猛度、密度等性能參數對衝孔深度有直接影響，因此需綜合考慮岩石的堅固性、抗壓強度等因素來選擇炸藥。
裝藥量：通過實驗確定最佳的炸藥單耗，避免過高的爆炸壓力導致衝孔或破壞周邊岩石。可以通過減少裝藥量或改變裝藥結構來實現。
炮孔設計：包括炮孔的直徑、深度、間距、排距和填塞情況等。增加炮孔的排距和間距可以減少單位麵積內的炮孔數量，從而降低整體裝藥量。同時，優化炮孔的深度和角度可以確保爆炸能量更均勻地作用於岩石。
起爆方式：使用的起爆器材和起爆順序也會影響爆破效果。采用先進的起爆設備和技術，如遙控爆破、智能爆破等，可以提高爆破精度和安全性。
爆破網路：合理的爆破網路設計可以提高爆破效果，降低爆破震動和飛石危害。
二、優化施工工藝
鑽孔技術：采用先進的鑽孔設備和技術，提高鑽孔質量和效率。鑽孔質量的好壞直接影響到後續裝藥和爆破效果。
裝藥技術：改進裝藥結構，如采用空氣間隔裝藥或孔底間隔裝藥，以減少炮孔底部的爆炸壓力。使用混合裝藥，結合高爆速和低爆速炸藥，以優化能量分布。
填塞技術：控製炮孔填塞長度和質量，避免爆炸氣體過早泄露，提高爆炸能量的利用效率。良好的填塞可以確保爆炸能量充分作用於岩石，提高爆破效果。
起爆網絡檢查：在起爆前對起爆網絡進行全麵檢查，確保各段導爆索和導爆管的連接正確無誤。這可以避免因起爆網絡故障導致的爆破失敗或安全事故。
施工安全管理：加強施工現場的安全管理，包括設置安全警示標誌、監控崗哨的設置、起爆開關管理等。同時，對施工人員進行爆破安全培訓，提高他們的安全意識。
監測與調整：利用振動監測、飛石監測等技術實時監測爆破效果，並根據監測結果及時調整爆破參數。這可以確保爆破過程始終處於可控狀態，提高爆破的安全性和經濟性。
綠色爆破技術：采用環保炸藥和優化爆破施工工藝等措施來降低環境汙染。隨著環保意識的增強，綠色爆破技術將成為未來的發展趨勢。
綜上所述，通過優化爆破參數和施工工藝，可以顯著提升爆破效果、確保施工安全及效率。在實際工程中，應根據具體情況靈活應用這些措施，以達到最佳效果。