清华大学学报(自然科学版)

作者：王克忠, 李胜, 曹立, 张如九, 庞智勇, 王彦兵, 刘耀儒

单位：1. 浙江工业大学 土木工程学院, 杭州 310014;<br>2. 云南省滇中引水工程有限公司, 昆明 650000;<br>3. 清华大学 水圈科学与水利工程全国重点实验室, 北京 100084;<br>4. 国网经济技术研究院有限公司, 北京 102200

关键词：深埋隧洞,岩爆,主动防控,应力释放,超前导洞

基金：国家自然科学基金资助项目(52179105); 云南省重大科技专项计划项目(202102AF080001); 浙江省公益技术研究计划项目(LGF21E090005)

深埋隧洞强岩爆灾害是制约隧道掘进机(tunnel boring machine, TBM)安全高效掘进的关键因素之一, 主动防控已成为控制岩爆风险的重要技术手段。 该文针对滇中引水工程香炉山深埋隧洞TBM段施工期可能面临的硬岩岩爆问题, 在考虑施工因素的情况下, 开展超前应力解除爆破和超前导洞数值仿真研究, 分析了岩爆主动防控作用机制及不同施工参数下的应力和能量释放效果。 结果表明: 超前主动防控通过预先集中掌子面前方岩体应力, 实现TBM 二次开挖时的应力“削峰”, 避免能量突然聚集, 从而降低岩爆风险; 超前应力解除爆破适合局部针对围岩的应力释放, 相较于增大外插角, 增加超前爆破孔数量对减弱岩爆风险效果更加明显; 超前导洞整体应力和能量释放效果更佳, 影响范围更大, 且增大超前导洞的洞径和长度有助于进一步降低岩爆风险。 主动防控方法及具体施工参数需依据实际的岩爆风险等级和现场条件进行确定。

来源：2024年第7期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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