深埋长大公路隧道岩爆预测及防治研究.pdf

第2卷第6期地下空间与工程学报Vo1．2
2006年12月ChineseJournalofUndergroundSpaceandEngineeringDec．20o6

文章编号：1673-0836(2006)06-0950-06

深埋长大公路隧道岩爆预测及防治研究

邱道宏，陈剑平，张秉鹤，肖云华

(吉林大学建设工程学院，长春130026)

摘要：岩爆作为深埋长大隧道在开挖后常见的一种地质灾害，极大地威胁着施工人员和
设备的安全。文章在全面分析了影响岩爆发生的相关因素的基础上，结合工程实际，从影响岩
爆发生的众多因素中，有针对性的选取了六个评价指标建立岩爆预测的物元模型，进行可拓学
评价。并针对工程区岩爆的等级提出了相应的防治措施。通过实际分析对比表明，该模型评
价结果可靠，精度较高，在岩爆预测中有良好的应用前景。
关键词：隧道工程；岩爆；可拓评判；有限元模拟；深部岩体

中图分类号：U455．4文献标识码：A

StudyonRockburstPredictionandPreventioninDeep
andOver-LengthHighwayTunnel
QIUDao—Hong，CHENJian—Ping，ZHANGBing—He。XIAOYun—Hua
(ConstructionEngineeringCollege，JilinUniversity。Changchun130026。China)
Abstract：Beingakindoffamiliargeologicalhazardindeepandover—lengthhighwaytunnel。rockburstgreatly

threatenthesafetyofconstructionpemonnelandequipment．Onthebasisofanalyzingthefactorsaffectingrockburst

andincombinationwiththecharacterofthetunnelingengineering。thispaperhasputforuaMthematter—element

modelforecastingrockburstandhasevaluatedthegradationofrockburstthroughextensions．Finally，basedonthe

practicalsituation。thispaperadvancesthepreventionmeasure．Thepracticalexampledemonstratesthattheevalua-

tingresultofthemodelisreliable，SOthismethodhasavastprospectinpredictingrockburst．
Keywords：tunnelingengineering；rockburst；extensionevaluation；FEMsimulation；deeprock—mass

放，最终导致围岩产生爆裂松脱、剥落、弹射等破坏
1引言
现象。国内外的研究结果表明，产生岩爆的原因很
深部岩体因长期处于“三高一扰动”复杂地质多，其影响因素有岩性、隧道初始应力状态、埋深、
力学环境中，使深部岩体的组织结构、基本行为特地表地形、开挖断面形式及开挖方式等，但在诸多
征和工程响应均发生了根本性变化，这也是导致深因素中，地层的岩性条件和地应力的大小是产生岩
部工程中灾变事故出现多发性和突发性的根本原爆与否的两个决定性因素。
因所在。故深埋长隧道以其延伸长、埋藏深、工期由于深部岩体的特殊地质力学环境，深部工程
长、工程地质问题较多，而成为众多线性工程建设岩体表现出明显的非线性力学特性，进入深部的工
中的控制性工程。而岩爆作为深埋长隧道的主要程岩体所属的力学系统不再是线性力学系统，而是
地质灾害之一。其多是由于围岩因开挖卸荷发生脆非线性力学系统，这使得传统的理论、方法与技术
性破坏而导致储存于岩体中的弹性应变能突然释在岩爆预测方法显的力不从心。针对这一特殊问

·收稿日期：2006-08-20(修改稿)
作者简介：邱道宏(1980-)，男，四川人，吉林大学建设工程学院地质工程专业在读博士，主要从事工程地质灾害的研
究。E-mail：[e-mail]
基金项目：受国家自然科学基金(40272117)与吉林大学985工程项目资助

20o6年第6期邱道宏，等：深埋长大公路隧道岩爆预测及防治研究951

题现象，不同学者提出了不同的理论和预测方法，实际的水平构造应力的大小对研究区岩爆的发生
如强度理论、刚度理论、能量理论、失稳理论、断裂与否起着至关重要的