深埋TBM隧洞围岩时滞型片帮破坏特征与影响因素研究

深部工程硬岩表现出强时效性,时滞型片帮等时效灾害时有发生。为保证隧洞的长期稳定性,文章采用现场调查、微震监测方法对时滞型片帮的破坏特征、微震活动特征开展研究。结果表明:①时滞型片帮集中于洞周应力集中处;②高应力作用下围岩的持续破坏是造成时滞型片帮的直接原因,附近的结构面会增加这一破坏风险;③及时锚喷支护有助于降低围岩时滞型片帮的风险。研究成果可为TBM隧洞时滞型片帮的预测与控制提供参考。

爆破扰动下TBM隧洞时滞型岩爆特征及影响机制研究

时滞型岩爆的发生通常具有很强的随机性,会对施工安全造成巨大的威胁,而开挖扰动、爆破扰动等均会对潜在时滞型岩爆区产生不同程度的影响。依托某隧道掘进机(TBM)引水隧洞,采用理论分析和对比分析法研究了拆机洞爆破开挖期间K54+000—K54+700段发生的5次时滞型岩爆,发现:(1)强烈岩爆和中等岩爆区位于缓倾断层附近,围岩发育短小隐节理和含充填的细密节理,轻微岩爆距断层远或位于正断层附近,除含充填的细密节理外,均至少发育1条含充填物的倾向SW的陡倾结构面;(2)TBM法开挖隧洞时滞型岩爆滞后爆破时间更长,滞后工作面距离更远,且爆破对TBM隧洞的扰动作用相对较小;(3)爆破扰动使得潜在时滞型岩爆区围岩失稳变得容易,从而加速了时滞型岩爆的进程。研究成果可为TBM隧洞时滞型岩爆的预警与防控提供参考。

深埋TBM隧洞时滞型岩爆微震活动演化规律研究

为揭示深埋TBM隧洞施工过程中时滞型岩爆的孕育机理,基于微震监测技术,研究深埋TBM隧洞典型时滞型岩爆孕育过程微震活动演化规律。结果表明:TBM隧洞时滞型岩爆有时空滞后性;掌子面开挖时,微震活动呈“活跃期”特征,无岩爆发生;掌子面远离过程中,微震活动呈“平静期”特征;在外界轻微扰动下时滞型岩爆发生。研究成果可为TBM隧洞时滞型岩爆机理和防控方法研究提供依据。

深埋TBM隧洞岩性界面区围岩破坏特征与支护技术研究

为保证深埋TBM隧洞岩性界面区域的安全、高效施工,综合应用现场调查、微震监测等手段开展顺隧洞轴向岩性界面区域的围岩破坏特征、微震活动特征研究,并在此基础上开展岩性界面区域破坏围岩支护技术研究。研究结果表明:1)由于岩性界面区域应力集中,开挖卸荷后围岩更容易破坏,且隧洞围岩南硬北软的特征导致不同类型的破坏以蚀变带为界分布在隧洞两侧,破坏分布具有明显的区域性;2)岩爆、结构型塌方破坏与微震活动具有良好的空间相关性;3)当岩爆等级较低时,以结构型塌方为主体进行支护,随着岩爆等级升高,支护及防控的主体逐渐过渡为岩爆。