[发明专利]一种深埋隧洞全断面毫秒爆破方法

说明书

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，具体的说是一种深埋隧洞全断面毫秒爆破方法。

背景技术

随着我国西南地区水电建设的进一步深入及矿产资源开采深度的日益增加，深埋隧洞的爆破开挖在工程建设中日益普遍。由于埋深较大或构造运动强烈，隧洞岩体的地应力水平往往较高，积累了巨大的弹性应变能。爆破开挖过程中随着炸药爆炸，被开挖岩体瞬间破碎、开挖面上的地应力突然卸除，储存在岩体中的弹性应变能向临空面快速释放，引起掌子面附近的围岩应力迅速调整。由于开挖速度快，这种高应变能的突然释放可能会造成围岩突发大变形，并进一步诱发剧烈的岩爆，影响施工进度及洞室结构稳定，并严重威胁施工人员和设备的安全。

岩体在三向压应力作用下产生变形，假设该物理过程与外界没有热交换，在主应力空间中，岩体弹性应变能密度e为：

e=12E[σ12+σ22+σ32-2μ(σ1σ2+σ2σ3+σ1σ3)]---(1)]]>

式中：σ_j为主应力，j=1、2、3；E为岩体弹性模量；μ为岩体泊松比。

一定体积的岩体含有n个岩体单元，所包含的应变能U为：

U=Σk=1nek·Vk---(2)]]>

式中：V_k为第k个岩体单元的体积。

被开挖岩体由于应力卸除释放其所有的弹性应变能，同时开挖引起周围保留岩体应力场的变化，由于变形和应力调整也将释放一定的能量，这两部分能量之和就是开挖释放的能量：

ΔU＝U₁+U₂-U₂′    (3)

式中：U₁、U₂分别为开挖前被开挖岩体和周围岩体的弹性应变能；U₂′为开挖后周围岩体的弹性应变能。