引汉济渭工程秦岭引水隧洞岩爆三维NPR支护技术

针对引汉济渭工程秦岭引水隧洞岭北段频繁产生岩爆灾害、原支护结构破坏等问题,对秦岭引水隧洞岭北段进行地质勘测调查,分析隧道围岩岩爆破坏特征及破坏模式,开展超深隧洞岩爆三维负泊松比(negative Poisson’s ration,NPR)高应力补偿支护体系研究工作。采用现场勘查等方法,对隧道地质条件及岩爆破坏成因进行分析,并采用对比试验的思想设计出秦岭引水隧洞岭北段岩爆监测预警试验方案,提出以微观NPR锚杆为核心的三维NPR高应力补偿支护体系;通过现场试验分析新支护体系下围岩岩爆控制程度及其支护效果。结果表明:以微观NPR锚杆为核心的三维NPR高应力补偿支护体系能有效控制隧道围岩岩爆灾害发生,新支护体系试验段微震能量、频次均明显降低,爆坑深度、钢拱架受力和变形量明显减小。研究成果可为超深隧道岩爆灾害的防治提供参考。

RPD-180CBR多功能快速钻机在引汉济渭秦岭输水隧洞中的应用

本文依托引汉济渭秦岭出口工程实例,简述了在云母石英片岩及黑河水库影响区等不良水文地质段使用矿研RPD-180CBR多功能快速钻机进行超前水平钻探和超前放水,在直观探取前方地质情况的同时使掌子面形成少水环境,增加了掌子面围岩自稳性,确保了掌子面施工安全,取得了良好的施工进度,为类似工程提供了参考经验。

小风室接力通风在引水隧洞斜井进主洞施工中的应用

引汉济渭秦岭隧洞采用单斜井单正洞双向掘进的方式进行施工,最长独头通风距离达6 386 m,且主洞净空断面小,需要考虑同步衬砌、车辆通行安全距离和风管直径等因素,采用传统的通风方式已不能满足施工需要。为此,在参考前人的研究基础上结合本工程的实际情况,为本工程设计了小风室接力通风方案,经过相应的供风计算,从理论上分析小风室接力通风的可行性,通过工序优化及辅助通风措施的应用,科学合理地优化了通风方案,最后通过现场检测验证了小风室接力通风的应用效果,可为类似工程提供参考。

秦岭隧洞越岭段地应力测试成果分析

在引汉济渭工程秦岭隧洞岭南TBM段K38+850里程处采用水压致裂法与应力解除法进行了地应力测试。解除法与三维水压致裂法测试结果接近,综合测试结果,最大主应力σm为62.8MPa,为高~极高应力水平,可能发生中等岩爆。最大水平主应力方向为NWW~EW向,围岩应力状态为σH>σZ>σh,以水平应力为主。最大主应力方位与隧道走向优势夹角与理论计算中基本一致,隧洞走向布置对洞室开挖围岩稳定性有利。研究结果可为工程建设提供有效的数据支撑。