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锦屏二级水电站岩爆孕育规律与机制探析(3)

来源:水利水运工程学报 作者:于洋
发布于:2017-06-27 共6696字
  2011 年 1 月 25 日至 2 月 1 日期间,上述 1-P-E 工作面施工过程中无岩爆发生,图 3 为 2011 年 1 月 25 日至 2 月 1 日最大能量微震事件的能量、震级演化特征。从图 3 可见: 无岩爆发生时,每日最大微震事件能量均小于 10^5J; 而最大震级也均小于 - 0. 6,甚至达到了 - 1以下。这表明无岩爆发生时围岩较为稳定,仅有较小尺度的岩石破裂发生。
  
  钻爆法开挖方式下多次岩爆孕育及发生过程中的微震事件率随时间变化如图 4.从图 4 可见: 钻爆法开挖即时性岩爆孕育过程中岩爆活动区的微震事件数在岩爆发生的前 4 日至前 2 日的微震事件率相对平稳并且均小于20%,而在岩爆发生前一日微震事件率迅速上升到25%左右,岩爆发生当天微震事件率达到最大值均约为30%.由于微震事件是围岩破裂的真实反映,因此即时型岩爆孕育过程中的围岩岩体主要经历裂隙的稳定发展阶段、加速集聚、岩爆的发生 3 个阶段; 同时说明钻爆法开挖下岩爆的发生主要是由于裂隙的加速积累并不断贯通所导致。
  
    
  2. 3 TBM 开挖方式下微震特征分析。
  
  TBM 掘进过程中围岩的微震活动性与掘进机的开挖速率具有明显相关性,掘进速率减慢,围岩的微震活动明显降低; 掘进速率加快,微震活动性明显增加; 一般情况下,TBM 检修期间是微震活动的平静期,相对最活跃期在检修后掘进的 4~6 h[8].
  
  2010 年 6 月 11 日凌晨 00 ∶ 30,TBM 开挖至桩号K11+034 开挖段时,于 K11+040 ~ 046 段南侧边墙至拱肩处发生强烈岩爆,此次岩爆最大爆坑深度为 1. 2 m,岩爆发生位置在 TBM 开挖卸荷效应影响范围内,因此定义为典型的即时型强烈岩爆。
  
  此 TBM 诱发强烈岩爆孕育及发生过程中的最大能量微震事件所对应的能量、震级演化特征如图 5 所示。对于深埋隧洞 TBM 开挖洞段有如下认识: ①无岩爆发生时,每日最大能量微震事件所释放能量值均小于 10^5J,震级也小于 0; ②有轻微及中等岩爆发生时,最大微震事件所释放能量在 10^5~ 10^6J,震级也基本保持在 0~0. 6; ③强烈岩爆发生时,最大微震事件所释放能量达到10^6J,震级大于 0. 6.
  
    
  两种不同开挖方式下,多次不同等级岩爆孕育过程中最大能量微震事件均表现出上述演化特征,在此不一一举例。无论对于 TBM 或钻爆法洞段,其即时型岩爆孕育的表征形式可能不同,但破坏机制应相同[9-10].针对最大微震事件的研究,弱化了对表征形式的描述。TBM 与钻爆法洞段内岩爆孕育过程的最大微震事件的演化特征基本一致。因此,微震信号的最大能量微震事件的演化特征可作为预警岩爆发生时间及等级的依据。
  
作者单位:
原文出处:于洋. 岩体隧洞岩爆过程微震特征及其扩展机制[J]. 水利水运工程学报,2017,(01):26-31.
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