淺談?dòng)操|(zhì)花崗巖隧道爆破施工風(fēng)險(xiǎn)控制措施

許展飛

摘 要：硬質(zhì)花崗巖地區(qū)的隧道建設(shè)過(guò)程中，雖巖體強(qiáng)度較高，但由于花崗巖形成過(guò)程中受到的構(gòu)造應(yīng)力復(fù)雜，可能存在多裂隙，對(duì)其整體開挖強(qiáng)度存在大幅削弱的可能，花崗巖體中存在的裂隙也可成為良好的導(dǎo)水通道，威脅著隧道建設(shè)的整體安全性。本文依托硬質(zhì)花崗巖地區(qū)某公路隧道建設(shè)工程，對(duì)隧道開挖過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)控制措施進(jìn)行分析，為相類似工程提供相應(yīng)借鑒。

關(guān)鍵詞：高速公路;硬質(zhì)花崗巖;隧道;風(fēng)險(xiǎn)控制

擬建隧道巖性多為燕山晚期侵入二長(zhǎng)巖、花崗斑巖和中生代白堊紀(jì)火山巖，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)活躍，水流侵蝕作用強(qiáng)烈，山勢(shì)陡峻、溝谷幽深，成為水系源頭，為低山地貌單元，山丘疊起，較為連續(xù)，自然坡度較陡，邊坡切割較深。山上植被較為發(fā)育，多以松樹、板栗樹、雜草為主。線路段最高標(biāo)高在ZK119+937.6附近，高程 363.6m;最低標(biāo)高在隧道出口，約219.88m，相對(duì)高差143.72m。隧道進(jìn)出口端山坡坡度較陡，進(jìn)口端約為20～22°，出口端約為22～24°。

根據(jù)本項(xiàng)目在高速網(wǎng)中的功能、作用、預(yù)測(cè)遠(yuǎn)景交通量、沿線地形及地物等情況，以及項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)順接公路或相交叉的高速公路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)采用情況，確定建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)為，設(shè)計(jì)速度120公里/小時(shí)，雙向四車道，地震動(dòng)峰值加速度為0.05～0.20g，基本地震烈度為7～8度區(qū);隧道建筑界限凈寬為11.5米;交通工程及沿線設(shè)施等級(jí)A級(jí)。

一、初期支護(hù)主要措施

初期支護(hù)是隧道施工中的重要環(huán)節(jié)，也是新奧法中的三重點(diǎn)環(huán)節(jié)之一，認(rèn)真做好初期支護(hù)作業(yè)，是保證安全和施工生產(chǎn)能夠順利進(jìn)行的必要條件。所以必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)和規(guī)范要求及時(shí)做好，施工要嚴(yán)格要求，噴射砼采用濕噴工藝。必須做好超前預(yù)支護(hù)（超前小導(dǎo)管、超前錨桿、封閉噴混凝土）、鋼拱架安設(shè)、錨噴掛網(wǎng)作業(yè)，確保圍巖穩(wěn)定和施工安全。

（一）中空注漿錨桿

錨桿桿體安裝：采用人工安裝，桿體組裝完成后，安裝止?jié){塞、墊板、球形螺母，利用中空錨桿扳手?jǐn)Q緊。安裝錨桿墊板時(shí)確保墊板與錨桿垂直，并與初噴混凝土面密貼緊壓。

注漿：利用專用注漿泵注漿通過(guò)錨桿桿體預(yù)留通道接孔口注漿。隧道拱部利用排氣管排氣;隧道墻部自然排氣，確保錨桿孔內(nèi)注漿飽滿，水灰比控制在0.45-0.5：1，注漿壓力控制在0.3-0.8Mpa。

洞內(nèi)注漿結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)：注漿壓力和注漿量（理論注漿量0.0015*Lm? L為錨桿長(zhǎng)度）控制在設(shè)計(jì)規(guī)定范圍內(nèi)。

（二）鋼架施工

對(duì)局部欠挖部分應(yīng)予鑿除，以保證鋼架施工位置、結(jié)構(gòu)、尺寸正確;安裝前應(yīng)清除底腳下的虛碴及雜物，鋼架底腳應(yīng)置于牢固的基礎(chǔ)上。鋼架拼裝在作業(yè)面進(jìn)行，各節(jié)鋼架間以連接板螺栓連接并密貼;沿鋼架外緣每隔2m用混凝土預(yù)制塊楔緊;鋼架應(yīng)盡量密貼圍巖并與錨桿焊接牢固，鋼架之間應(yīng)按設(shè)計(jì)縱向連接。

鋼架拱腳按設(shè)計(jì)打設(shè)鎖腳錨桿（或錨管），下半部開挖后鋼架應(yīng)及時(shí)落底。鋼架與圍巖應(yīng)盡量靠近，但應(yīng)留不小于40mm間隙作混凝土保護(hù)層。鋼架與圍巖之間應(yīng)設(shè)墊塊，單側(cè)點(diǎn)數(shù)不少于8個(gè)。鋼架應(yīng)盡可能多的與錨桿露頭及鋼筋網(wǎng)焊接，以增強(qiáng)其聯(lián)合支護(hù)效應(yīng)。

（三）噴射混凝土

噴射混凝土作業(yè)應(yīng)采用分段、分片、分層依次進(jìn)行，噴射順序應(yīng)自下而上，分段長(zhǎng)度不宜大于6m。噴射時(shí)先將低洼處大致噴平，再自下而上順序分層、往復(fù)噴射。分片噴射要自下而上進(jìn)行并先噴鋼架與壁面間混凝土，再噴兩鋼架之間混凝土。邊墻噴混凝土應(yīng)從墻腳開始向上噴射，使回彈不致裹入最后噴層。噴射速度要適當(dāng)，以利于混凝土的密實(shí)，一般工作風(fēng)壓在0.l～0.15MPa左右。分層噴射時(shí)，一次噴混凝土的厚度不小于40mm，后一層噴射應(yīng)在前一層混凝土終凝后進(jìn)行，若終凝1h后再噴射，應(yīng)先用風(fēng)水清洗噴射表面。初噴混凝土在開挖后及時(shí)進(jìn)行，復(fù)噴應(yīng)根據(jù)開挖工作面的地質(zhì)情況分層、分時(shí)段進(jìn)行噴射作業(yè)，以確保噴混凝土的支護(hù)能力和噴層的設(shè)計(jì)厚度;噴混凝土終凝后3h內(nèi)不得進(jìn)行爆破作業(yè)。

二、隧道超前支護(hù)施工

本隧道工程設(shè)計(jì)超前支護(hù)主要有Φ108×6大管棚超前支護(hù)和Φ42mm小導(dǎo)管超前支護(hù)及φ25早強(qiáng)砂漿錨桿。

利用洞口土體，形成管棚鉆機(jī)施作平臺(tái)，鉆機(jī)平臺(tái)的高度根據(jù)鉆機(jī)的可調(diào)控范圍以及鉆孔順序進(jìn)行確定。考慮鉆機(jī)平臺(tái)高度不能滿足套拱施作高度，需開挖平臺(tái)兩側(cè)，滿足套拱施工。按照設(shè)計(jì)要求布設(shè)型鋼鋼架，下端設(shè)在穩(wěn)固的地層上;導(dǎo)向管按照設(shè)計(jì)要求利用定位鋼筋固定在工字鋼架上，導(dǎo)向管縱向與線路方向需一致，外插角角度為1°～3°，以免管棚鉆機(jī)鉆孔侵入洞身開挖斷面。混凝土套拱采用組合鋼模板，端頭模板木板安裝，混凝土統(tǒng)一由拌和站集中供應(yīng)，混凝土灌車運(yùn)輸，人工配合機(jī)械澆注并搗固密實(shí)。

三、隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)

TSP法可進(jìn)行全方位空間三維探測(cè)，可對(duì)斷層破碎帶、巖溶等施工安全影響較大的不良地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行準(zhǔn)確的長(zhǎng)期預(yù)報(bào)，TSP超前地質(zhì)預(yù)報(bào)法探測(cè)的距離為200～400m，為了保證其準(zhǔn)確性，在硬巖段探測(cè)距離控制在150m～200m;在軟巖探測(cè)距離應(yīng)控制在100～150m，前后兩次震動(dòng)波法超前地質(zhì)探測(cè)搭接不小于10m。

超前地質(zhì)探孔是對(duì)TSP預(yù)測(cè)方法不良地質(zhì)體的最后確認(rèn)，最直接最有效的探水方法，并可獲得地層、巖性、節(jié)理裂隙等特征，結(jié)論直觀可靠，視具體地質(zhì)情況在掌子面布置1～5個(gè)超前鉆孔，一般孔深30m。

施工中，全程進(jìn)行掌子面地質(zhì)素描，并通過(guò)地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，重點(diǎn)加強(qiáng)洞口淺埋、軟弱圍巖段及洞身斷層破碎帶的超前探測(cè)，對(duì)于洞身斷層破碎帶，根據(jù)以上綜合分析成果，確定是否需要進(jìn)行超前地質(zhì)鉆孔及超前鉆孔的位置和數(shù)量。

四、結(jié)束語(yǔ)

本文淺述了硬質(zhì)花崗巖隧道施工過(guò)程中相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)控制的技術(shù)措施，主要集中于施工前的準(zhǔn)備工作環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)也是風(fēng)險(xiǎn)多災(zāi)變環(huán)節(jié)。為相類似工程提供借鑒。

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