广昆铁路安禄隧道岩爆预测和防治研究

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安禄隧道(DK993+173~DK1006+360)为广昆线穿越最长隧道,全长13187m,最大埋深565m,地质条件较为复杂,岩爆问题是该隧道的主要工程地质问题。本文紧密结合安禄隧道的工程实践,以岩爆问题的研究为主线,对这一问题做了较为全面的研究。本文首先查明了研究区域的工程地质条件,进行了以下几个方面的研究并得出了相应结论:(1)通过水压致裂法等现场试验,查明了工程区岩体的空间应力状态,获得了整个隧道工程岩体内地应力的空间发育分布规律的系统认识:测区现今应力场状态以NW向挤压为主,最大主应力方向一般为N46.7°~50.7°W。(2)根据两个钻孔翔实的测试分析结果表明,该工程区的现今构造应力仍占主导地位,且强度较为强烈,三向主应力之间的关系表现为:SH>S h>Sv。(3)根据测试结果,在洞身部位的最大主应力值范围为17Mpa~20Mpa,最小主应力值范围为10Mpa~12Mpa。根据测量结果分析,该隧道围岩的现今构造应力作用相对较强烈,分析认为在隧道开挖过程中,不能排除发生岩爆灾害的可能性。建议隧道埋深350~450m范围内按相对高地应力进行设计,隧道埋深大于450m范围按高地应力进行计算设计。(4)通过岩爆岩石的单轴压缩试验、岩爆倾向性指数(Wet)试验和三轴卸载试验等研究,表明安禄隧道围岩在岩性和强度条件上具备了发生岩爆的力学性能。(5)通过对地应力测试和岩石的力学试验结果分析,表明隧道在开挖过程具备发生中等强度岩爆的可能性。
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