地质作用对井巷及隧道工程的影响及其爆破质量对支护结构安全性的影响

在漫长的地球历史中，地壳（地球）每时每刻都在运动着、变化着，地貌在发展，矿物和岩石在改变。促使地壳的组成物质、构造和地表形态不断变化的作用，统称地质作用。详见图9-1[18]。

众所周知，构成地壳的岩石，在其形成过程中长期受到地质构造应力的作用，存在不同程度的微观或宏观的不连续状态，形成了各种各样的微缺陷和断裂，这些不同形式的缺陷和断裂与地质学上的断层、溶洞、褶皱、节理、层理、片理、界面、晶面和空隙相对应。

所以，岩体是由包含着断层、断裂带、软弱夹层、节理、层面等天然间断面相互组合，具有初始损伤特性的地质体。岩体内存在着客观上的不连续性和非均质性，使得爆破波在岩体介质中的传播存在几何衰减和物理衰减。限于技术水平及经济因素，目前，露天边坡、井巷掘进与隧道掘进多采用传统的“钻爆法”进行开挖作业，由于在进行工程爆破设计时缺乏围岩体初始损伤对爆破作用影响的认识，造成了许多爆破工作的失败，井巷及隧道超、欠现象非常严重。轻则浪费炸药，增加工程投资；重则可能造成井巷与隧道的大面积塌方，影响工期，甚至造成人员伤亡。而井巷与隧道中岩体爆破的质量直接决定着围岩支护费用的高低及支护结构的稳定性与安全性。因此很有必要引入损伤力学理论研究岩体的初始损伤对爆破作用的影响，以优化工程爆破设计，降低工程成本，提高爆破质量。在这方面，中国地质大学刘贵应先生等早有论述[19]，并研究了损伤对爆破影响的因素。(www.xing528.com)

图9-1　地质作用框架图