淺談硬質花崗巖隧道爆破施工風險控制措施

許展飛

摘 要：硬質花崗巖地區的隧道建設過程中，雖巖體強度較高，但由于花崗巖形成過程中受到的構造應力復雜，可能存在多裂隙，對其整體開挖強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水通道，威脅著隧道建設的整體安全性。本文依托硬質花崗巖地區某公路隧道建設工程，對隧道開挖過程中的風險控制措施進行分析，為相類似工程提供相應借鑒。

關鍵詞：高速公路;硬質花崗巖;隧道;風險控制

擬建隧道巖性多為燕山晚期侵入二長巖、花崗斑巖和中生代白堊紀火山巖，新構造運動活躍，水流侵蝕作用強烈，山勢陡峻、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，自然坡度較陡，邊坡切割較深。山上植被較為發育，多以松樹、板栗樹、雜草為主。線路段最高標高在ZK119+937.6附近，高程 363.6m;最低標高在隧道出口，約219.88m，相對高差143.72m。隧道進出口端山坡坡度較陡，進口端約為20～22°，出口端約為22～24°。

根據本項目在高速網中的功能、作用、預測遠景交通量、沿線地形及地物等情況，以及項目區域內順接公路或相交叉的高速公路建設標準采用情況，確定建設標準為，設計速度120公里/小時，雙向四車道，地震動峰值加速度為0.05～0.20g，基本地震烈度為7～8度區;隧道建筑界限凈寬為11.5米;交通工程及沿線設施等級A級。

一、初期支護主要措施

初期支護是隧道施工中的重要環節，也是新奧法中的三重點環節之一，認真做好初期支護作業，是保證安全和施工生產能夠順利進行的必要條件。所以必須嚴格按設計和規范要求及時做好，施工要嚴格要求，噴射砼采用濕噴工藝。必須做好超前預支護（超前小導管、超前錨桿、封閉噴混凝土）、鋼拱架安設、錨噴掛網作業，確保圍巖穩定和施工安全。

（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，安裝止漿塞、墊板、球形螺母，利用中空錨桿扳手擰緊。安裝錨桿墊板時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錨桿桿體預留通道接孔口注漿。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。

洞內注漿結束的標準：注漿壓力和注漿量（理論注漿量0.0015*Lm? L為錨桿長度）控制在設計規定范圍內。

（二）鋼架施工

對局部欠挖部分應予鑿除，以保證鋼架施工位置、結構、尺寸正確;安裝前應清除底腳下的虛碴及雜物，鋼架底腳應置于牢固的基礎上。鋼架拼裝在作業面進行，各節鋼架間以連接板螺栓連接并密貼;沿鋼架外緣每隔2m用混凝土預制塊楔緊;鋼架應盡量密貼圍巖并與錨桿焊接牢固，鋼架之間應按設計縱向連接。

鋼架拱腳按設計打設鎖腳錨桿（或錨管），下半部開挖后鋼架應及時落底。鋼架與圍巖應盡量靠近，但應留不小于40mm間隙作混凝土保護層。鋼架與圍巖之間應設墊塊，單側點數不少于8個。鋼架應盡可能多的與錨桿露頭及鋼筋網焊接，以增強其聯合支護效應。

（三）噴射混凝土

噴射混凝土作業應采用分段、分片、分層依次進行，噴射順序應自下而上，分段長度不宜大于6m。噴射時先將低洼處大致噴平，再自下而上順序分層、往復噴射。分片噴射要自下而上進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，以利于混凝土的密實，一般工作風壓在0.l～0.15MPa左右。分層噴射時，一次噴混凝土的厚度不小于40mm，后一層噴射應在前一層混凝土終凝后進行，若終凝1h后再噴射，應先用風水清洗噴射表面。初噴混凝土在開挖后及時進行，復噴應根據開挖工作面的地質情況分層、分時段進行噴射作業，以確保噴混凝土的支護能力和噴層的設計厚度;噴混凝土終凝后3h內不得進行爆破作業。

二、隧道超前支護施工

本隧道工程設計超前支護主要有Φ108×6大管棚超前支護和Φ42mm小導管超前支護及φ25早強砂漿錨桿。

利用洞口土體，形成管棚鉆機施作平臺，鉆機平臺的高度根據鉆機的可調控范圍以及鉆孔順序進行確定。考慮鉆機平臺高度不能滿足套拱施作高度，需開挖平臺兩側，滿足套拱施工。按照設計要求布設型鋼鋼架，下端設在穩固的地層上;導向管按照設計要求利用定位鋼筋固定在工字鋼架上，導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，混凝土統一由拌和站集中供應，混凝土灌車運輸，人工配合機械澆注并搗固密實。

三、隧道超前地質預報

TSP法可進行全方位空間三維探測，可對斷層破碎帶、巖溶等施工安全影響較大的不良地質現象進行準確的長期預報，TSP超前地質預報法探測的距離為200～400m，為了保證其準確性，在硬巖段探測距離控制在150m～200m;在軟巖探測距離應控制在100～150m，前后兩次震動波法超前地質探測搭接不小于10m。

超前地質探孔是對TSP預測方法不良地質體的最后確認，最直接最有效的探水方法，并可獲得地層、巖性、節理裂隙等特征，結論直觀可靠，視具體地質情況在掌子面布置1～5個超前鉆孔，一般孔深30m。

施工中，全程進行掌子面地質素描，并通過地質雷達進行超前地質預報，重點加強洞口淺埋、軟弱圍巖段及洞身斷層破碎帶的超前探測，對于洞身斷層破碎帶，根據以上綜合分析成果，確定是否需要進行超前地質鉆孔及超前鉆孔的位置和數量。

四、結束語

本文淺述了硬質花崗巖隧道施工過程中相關風險控制的技術措施，主要集中于施工前的準備工作環節，該環節也是風險多災變環節。為相類似工程提供借鑒。

參考文獻：

[1]《公路工程技術標準》（JTG B01-2014）;

[2]《公路水泥混凝土路面施工技術細則》（JTG/T F30-2014）;

[3]《公路隧道施工技術規范》（JTG F60-2009）;

[4]《公路隧道施工技術細則》（JTG/T F60-2009）;

[5]《錨桿噴射混凝土支護技術規范》（GB 50086-2001）