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岩爆是深部工程中一种突发性的、剧烈的岩体破坏现象。它通常发生在深埋隧道、矿井等高应力环境中,伴随着岩块的抛射、响声和巨大的能量释放,对工程安全构成严重威胁。
岩爆发生的主要原因包括四个方面。首先是高地应力环境,随着埋深增加,地应力显著增大。其次是脆性岩体性质,高强度、高弹性模量的岩体容易储存能量并发生脆性破坏。第三是开挖扰动,改变了原有应力状态。最后是外部动力荷载,如爆破或地震等可能触发岩爆。
岩爆现象具有四个显著特征。首先是突发性,岩爆发生突然,往往在没有明显征兆的情况下瞬间爆发。其次是剧烈性,破坏程度极高,可能导致大块岩石高速抛射。第三是动力效应,伴随巨大的响声、震动和冲击波。最后是多样的破坏形式,包括岩块弹出、片帮掉块等。
岩爆对深部工程造成严重危害。首先是对人员安全的直接威胁,高速抛射的岩块可能造成人员伤亡。其次是对工程结构和设备的破坏,支护结构可能被冲击损坏,施工设备也可能受损。此外,岩爆还会导致工期延误和巨大的经济损失,同时恶化施工环境,增加后续施工的难度和风险。
岩爆的防治需要综合措施。首先建立应力监测预警系统,通过传感器实时监测岩体应力变化。其次优化开挖设计,采用合理的开挖顺序和方法。第三是加强支护结构,提高围岩稳定性。第四是采用应力释放技术,如预钻孔释放应力。最后建立实时监控系统,及时发现异常并采取应对措施,确保工程安全。