福堂隧道巖爆分析及施工防治措施

劉平

中鐵八局集團(tuán)第二工程有限公司

摘要：通過(guò)對(duì)福堂隧道巖爆特點(diǎn)規(guī)律進(jìn)行總結(jié)，提出隧道巖爆分級(jí)方案，并針對(duì)各級(jí)巖爆提出主、被動(dòng)防治措施。

1、工程概況

映汶高速為四川地震災(zāi)區(qū)恢復(fù)重建的標(biāo)志性工程，被譽(yù)為震中第二條生命線的映汶高速全長(zhǎng)48.27公里，沿線橋梁隧道占路線總里程的75.4%，采用雙向四車道技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)速度80公里/小時(shí)。其中隧道福堂左線起訖里程ZK16+183～ZK21+530，長(zhǎng)5347米，右線起訖里程K16+186～K21+450，長(zhǎng)5264米，為映汶高速全線最長(zhǎng)隧道。福堂隧道位于汶川縣銀杏鄉(xiāng)岷江右岸，隧道進(jìn)口位于沙坪關(guān)村羅圈灣組，出口位于桃關(guān)村佛堂壩組。

2、隧區(qū)地質(zhì)環(huán)境

2.1地形地貌【1】

隧址位于高中山峽谷區(qū)，岷江河谷呈V型，兩側(cè)山嶺高程多在3000～3500m間，其中梭波河與草坡河分水嶺（和尚頭）高程4002m，岷江江面高程1040m，相對(duì)高差2962m，測(cè)區(qū)屬深切高中山峽谷地貌。隧道傍山通過(guò)岷江右岸的山地斜坡，場(chǎng)地地形西高東低，岷江于路線右側(cè)50～700m由北向南舒緩彎曲通過(guò)。岷江兩岸山體多呈NE向展布，山地斜坡橫向沖、溪溝發(fā)育，隧道通過(guò)的山的斜坡在隧道軸線上呈現(xiàn)波狀起伏，高程差異大。

2.2、地層巖性

場(chǎng)地內(nèi)出露的各地層由新至老分述如下：

人工填筑層（Q4me）：沿G213線分布，厚1.0～10.0m。

崩積層（Q4C）：塊石，該層主要為“5.12汶川大地震”的產(chǎn)物，厚度變化在5.0～50.0m間。

崩坡積層（Q4c+dl）：塊（碎）石，厚度變化在2.0～15.0m間。

沖洪積層（Q）：（漂）卵石，主要分布于岷江、徹底關(guān)溝河谷中，厚度變化在20～60m間。

泥石流堆積層（Q4sef）：塊（碎）石，該層堆積于隧道進(jìn)口處溝谷，厚度約20～50m。

崩洪積層（Q4c+pl）：該層巖性雜，主要由卵（碎）石夾塊石、角礫構(gòu)成。

花崗巖（γ2（4））：花崗巖：淺灰色～灰白色，局部略帶紅色，礦物成分主要為石英、長(zhǎng)石，含部分角閃石和少量云母，全晶質(zhì)中～粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造?；◢弾r晶粒不清晰，略具變晶現(xiàn)象，呈巖株?duì)町a(chǎn)出。

γ2（4）地層分布于整個(gè)場(chǎng)地，臥于松散堆積層之下或出露于地表，厚度大于3000m。

輝綠巖（βμ）：輝綠巖：灰綠色，礦物成分以輝石、長(zhǎng)石為主，含部分角閃石，微～隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。呈巖脈狀產(chǎn)出，一般厚0.2～1.0m，個(gè)別厚度大于20.0m。

2.3、隧址區(qū)地質(zhì)構(gòu)造特征

場(chǎng)地巖石生成期早，經(jīng)歷了多期地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，受區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造影響嚴(yán)重，除場(chǎng)地花崗巖晶粒不清晰，有輕微變晶或蝕變現(xiàn)象外，主要表現(xiàn)為巖體中斷層（構(gòu)造破碎帶）、節(jié)理、巖脈發(fā)育，巖體完整性變化大且頻繁。

場(chǎng)地中主要發(fā)育有18條斷層，斷層走向以北北東傾北西西為主，傾角以60～80°；另見(jiàn)少量近南北向傾西，傾角5～10°。斷層帶一般寬1.0～8.0m，帶中巖石多呈角礫、碎片、巖屑狀，夾部分碎、塊狀巖石透鏡體及少量帶狀、石香腸狀石英。

3、福堂隧道巖爆現(xiàn)象及基本規(guī)律

3.1 福堂隧道巖爆基本規(guī)律

根據(jù)設(shè)計(jì)勘察，該隧道在圍巖堅(jiān)硬與埋深較大地段會(huì)發(fā)生巖爆。從施工情況看，巖爆發(fā)生頻繁，說(shuō)明設(shè)計(jì)對(duì)巖爆預(yù)測(cè)準(zhǔn)確，但巖爆長(zhǎng)度與強(qiáng)度均遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了設(shè)計(jì)，按照設(shè)計(jì)，左洞自ZK20+500里程（距暗洞洞口975m）才有巖爆，原設(shè)計(jì)巖爆地段為ZK20+500～ZK20+060段，長(zhǎng)度440m，而實(shí)際從ZK21+210里程（距暗洞洞口265m）就開始出現(xiàn)巖爆，并且一直持續(xù)發(fā)生強(qiáng)烈?guī)r爆，巖爆長(zhǎng)度為1520m，占隧道總長(zhǎng)28.4%。右洞自K20+480里程（距暗洞洞口930m）才有巖爆，原設(shè)計(jì)巖爆地段為K20+480～K20+040段，長(zhǎng)度440m，而實(shí)際從K20+866里程（距暗洞洞口544m）就開始出現(xiàn)巖爆，并一直持續(xù)發(fā)生強(qiáng)烈?guī)r爆，巖爆長(zhǎng)度為1172m，占隧道總長(zhǎng)22.3%。巖爆絕大部分發(fā)生在隧道靠岷江河谷一側(cè)，發(fā)育分部情況如下表：

福堂隧道左線巖爆發(fā)育分部情況

左洞 巖爆特征描述

巖爆段里程 巖爆烈度 圍巖級(jí)別 巖性

ZK19+270～340 Ⅰ級(jí) Ⅲ類 花崗巖 臨河谷側(cè)右邊墻及拱肩發(fā)生爆裂剝落現(xiàn)象，常發(fā)生延續(xù)性成片剝離、掉塊。輕微巖爆，薄片狀爆片，巖爆坑周圍呈階梯狀，每級(jí)階梯坎厚度約1～2cm，巖爆坑深10～20cm，可聽到清脆的爆裂撕裂聲

ZK19+402～523 Ⅰ級(jí)局部Ⅱ級(jí) Ⅲ類 花崗巖 臨河谷側(cè)右邊墻、拱頂及拱肩常發(fā)生爆裂松脫、剝離掉塊現(xiàn)象，巖爆巖塊成薄片狀、透鏡狀、板狀；右拱肩有巖爆彈射現(xiàn)象，彈射距離小于2m；巖爆坑呈“Ⅴ”形三角坑

ZK19+615～736 Ⅰ級(jí)局部Ⅲ級(jí) Ⅳ類 花崗巖夾輝綠巖脈 主要在拱頂偏右側(cè)發(fā)生延續(xù)性成片爆裂松脫、剝離現(xiàn)象、開挖臨近斷層時(shí)發(fā)生強(qiáng)烈爆裂剝離和彈射現(xiàn)象，并累進(jìn)性向深部發(fā)展，巖爆時(shí)圍巖內(nèi)部發(fā)生沉悶爆裂聲

ZK19+830～965 Ⅰ級(jí)局部Ⅱ級(jí) Ⅱ類 花崗巖 主要在臨河谷側(cè)右拱肩發(fā)生連續(xù)的爆裂剝離、掉塊現(xiàn)象，掌子面前方能聽見(jiàn)沉悶爆響聲，掌子面兩側(cè)時(shí)有爆裂松脫，底部有彈射現(xiàn)象，

ZK19+974～ZK20+200 Ⅰ級(jí)局部Ⅱ級(jí)和Ⅲ級(jí) Ⅱ類 花崗巖 臨河谷側(cè)右拱肩成片爆裂松脫、剝離現(xiàn)象，有彈射現(xiàn)象，影響施工，工人在爆破后采取待避措施預(yù)防。

ZK20+200～500 Ⅰ級(jí)局部Ⅱ級(jí)和Ⅲ級(jí) Ⅲ類 花崗巖 臨河谷側(cè)右拱肩爆裂松脫、剝離現(xiàn)象，掌子面有弱彈射，掌子面前方常有悶雷聲

ZK20+500～575 Ⅰ級(jí)局部Ⅱ級(jí) Ⅱ類 花崗巖 主要在臨河谷側(cè)右拱肩和拱頂發(fā)生爆裂松脫、剝離掉塊現(xiàn)象，伴隨清脆的爆裂聲

ZK20+575～845 Ⅱ級(jí) Ⅲ類 花崗巖、輝綠巖 臨河谷側(cè)右拱肩有巖爆彈射現(xiàn)象，彈射距離小于2m，巖爆呈透鏡狀；巖爆坑呈“Ⅴ”形三角坑

ZK20+853～893 Ⅱ級(jí)局部Ⅲ級(jí) Ⅱ類 花崗巖 臨河谷側(cè)右拱肩和掌子面有巖爆彈射現(xiàn)象，邊墻有成片爆裂剝離掉塊現(xiàn)象，板狀巖塊，厚度0.2m～0.7m，

ZK20+961～ZK21+128 Ⅱ級(jí)局部Ⅲ級(jí)和Ⅳ級(jí) Ⅱ類 花崗巖 臨河谷側(cè)右邊墻剝離、掉塊及彈射，多次發(fā)生彈射現(xiàn)象，工程車輛被損壞

ZK21+172～215 Ⅱ級(jí)局部Ⅲ級(jí) Ⅱ類 花崗巖 臨河谷側(cè)右拱肩有強(qiáng)烈爆裂拋射現(xiàn)象，累進(jìn)性向深部發(fā)展2m±

福堂隧道右線巖爆發(fā)育分部情況

右洞 巖爆特征描述

巖爆段里程 巖爆烈度 圍巖級(jí)別 巖性

K19+140～180 Ⅰ級(jí) Ⅲ類 花崗巖 臨河谷側(cè)右拱肩延續(xù)性的大面積成片剝離、掉塊，薄片狀，開挖后至4個(gè)月內(nèi)，不定期發(fā)生剝離掉塊

K19+520～663 Ⅰ級(jí) Ⅲ類 花崗巖 主要在臨河谷側(cè)右拱肩和拱頂及掌子面發(fā)生爆裂松脫、剝離掉塊現(xiàn)象，伴隨清脆的爆裂聲

K19+790～830 Ⅰ級(jí) Ⅲ類 花崗巖 臨河谷側(cè)右邊墻和拱肩延續(xù)性剝離、掉塊現(xiàn)象

K20+000～405 Ⅰ級(jí)局部Ⅱ～Ⅲ級(jí) Ⅲ類 花崗巖夾輝綠巖脈 臨河谷側(cè)右拱肩剝離松脫、剝離掉塊現(xiàn)象，掌子面底部有彈射，前方常有悶雷聲

K20+405～464 Ⅱ級(jí) Ⅲ類 花崗巖 臨河谷側(cè)右邊墻大塊板狀巖塊沿結(jié)構(gòu)面爆裂剝落，影響深度1m±

K20+470～625 Ⅰ級(jí)局部Ⅱ～Ⅲ級(jí) Ⅲ類 花崗巖 主要是臨河谷側(cè)右邊墻和拱肩延續(xù)性爆裂松脫、掉塊現(xiàn)象

K20+635～665 Ⅰ級(jí)局部Ⅲ級(jí) Ⅲ類 花崗巖 臨河谷側(cè)右拱肩爆裂掉塊、板狀巖塊、厚度0.1～0.5m，數(shù)次損壞臺(tái)車

K20+705～960 Ⅰ級(jí) Ⅲ類 花崗巖、輝綠巖 臨河谷側(cè)右邊墻和拱肩爆裂松脫、剝離掉塊現(xiàn)象，伴隨清脆的爆裂聲，局部有弱彈射，彈射距離<1m

K20+961～966 Ⅳ級(jí) Ⅱ類 花崗巖 臨河谷側(cè)右邊墻巖塊拋射，拋射距離約2m，被砸工程車損壞嚴(yán)重；影響生的3m±，巖爆坑直徑4m，圓底，周圍節(jié)理裂隙不發(fā)育

開挖臺(tái)架被砸壞

挖掘機(jī)駕駛室

3.2福堂隧道巖爆特點(diǎn)

福堂隧道出口自2010年4月29日在左洞ZK21+210里程處出現(xiàn)第一次巖爆以來(lái)，一直持續(xù)不斷，通過(guò)總結(jié)，該隧道出口有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

1、巖爆發(fā)生早。實(shí)際巖爆發(fā)生時(shí)距洞口僅265m，埋深在百余米左右，比原設(shè)計(jì)提前了710m，顛覆了傳統(tǒng)的巖爆發(fā)生在埋深深且硬巖地段的觀點(diǎn)。

2、巖爆強(qiáng)烈。從實(shí)際施工情況看，所發(fā)生巖爆大部分為強(qiáng)巖爆，多為爆炸拋射型與沖擊型為主，很多巖爆甚至發(fā)生在已支護(hù)地段，至今已發(fā)生多起砸壞挖掘機(jī)、裝載機(jī)、出碴汽車及小型機(jī)具，并且對(duì)施工人員造成嚴(yán)重威脅。

3、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。從發(fā)生第一次巖爆以來(lái)，一直持續(xù)到現(xiàn)在仍然發(fā)生強(qiáng)烈?guī)r爆，中間幾乎無(wú)間斷，左洞發(fā)生巖爆長(zhǎng)度達(dá)1520m，右洞發(fā)生巖爆長(zhǎng)度達(dá)1172m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了設(shè)計(jì)左右洞各440m的長(zhǎng)度。

4、發(fā)生頻率高，隨機(jī)性強(qiáng)。巖爆發(fā)生往往無(wú)先兆，隨機(jī)性大，伴隨巨大聲音發(fā)生，有時(shí)發(fā)生在爆破后出碴時(shí)間，有時(shí)發(fā)生在初期支護(hù)施工時(shí)間，有時(shí)在初期支護(hù)完成后突然爆發(fā)，巖爆發(fā)生突然，無(wú)規(guī)律可循。

5、巖爆發(fā)生前，無(wú)明顯征兆，雖然組織人員、設(shè)備進(jìn)行仔細(xì)找頂，且一段時(shí)間內(nèi)無(wú)空響聲時(shí)，認(rèn)為不掉塊的地方，也會(huì)毫無(wú)征兆地突然發(fā)生巖石爆裂，并發(fā)出響聲，石塊有時(shí)隨聲而下，有時(shí)巖石隨著巨響斷裂后暫不落下，它不同于隧道施工中的一般掉塊落石，對(duì)施工安全威脅極大。

6、巖爆時(shí)，石塊由母巖彈出，呈中間厚周邊薄，不規(guī)則的片狀，對(duì)人體傷害大。

7、巖爆發(fā)生地點(diǎn)不確定性，多在新開挖工作面及其附近，多發(fā)生在掌子面開挖后6h內(nèi)，有時(shí)巖爆點(diǎn)發(fā)生在距掌子面較遠(yuǎn)的已支護(hù)地段，現(xiàn)場(chǎng)多次出現(xiàn)已支護(hù)地段發(fā)生巖爆造成10～20m已支護(hù)鋼支撐變形崩塌。

3.3 福堂隧道巖爆類型分析

通過(guò)對(duì)本隧道施工過(guò)程圍巖巖爆的觀察、分析研究結(jié)合類似隧道施工經(jīng)驗(yàn)，將圍巖巖爆的類型按破裂程度大小特征分為以下4種：

①?gòu)椛湫蛶r爆

此種類型巖爆發(fā)生在極堅(jiān)硬、極完整的圍巖的巖壁上，呈零星斷續(xù)出現(xiàn)，一般是在開挖后3～6小時(shí)發(fā)生，發(fā)生時(shí)有清脆的“啪、啪”聲響，隨即有約5～10cm大小的中間厚邊緣薄的巖片彈出（彈射距離5～12m）或煙霧狀的巖粉噴射出（即所謂“冒煙”）。此種類型巖爆無(wú)明顯預(yù)兆，持續(xù)時(shí)間一般在幾個(gè)小時(shí)，對(duì)施工人員的安全威脅較大。

②爆炸拋射型巖爆

此種類型巖爆也是零星斷續(xù)出現(xiàn)，一般也是在開挖后6～12小時(shí)內(nèi)發(fā)生，發(fā)生時(shí)首先有“啪、啪”聲響，緊接著像放大炮一樣“砰”的一聲巨響，隨著響聲可見(jiàn)到大小不一的片狀、塊狀巖塊（最大20～30cm）和巖粉被拋擲出來(lái)，拋擲距離7～25m。此種類型巖爆持續(xù)時(shí)間一般為幾個(gè)小時(shí)，但有一定規(guī)模，也具備一定的偶然性和突然性，對(duì)機(jī)械和施工人員的安全有較大影響。

③破裂剝落型巖爆

此種巖爆在圍巖開挖過(guò)程中或開挖后30分鐘即發(fā)生，巖爆發(fā)生時(shí)有時(shí)能聽到“啪”或“嘎”，或“啪、啪、啪”或“嘎、嘎、嘎”聲響，隨即出現(xiàn)巖面開裂，然后發(fā)生剝落。巖爆坑規(guī)模較大，最大為長(zhǎng)×寬×深達(dá)9×5×2.8（m），剝落的巖塊為片狀、板狀，大小不一，最大為5.0×3.0×2.5（m）。此種類型巖爆從出現(xiàn)響聲→開裂→剝落有一個(gè)持續(xù)過(guò)程，但因其規(guī)模大、歷程長(zhǎng)，對(duì)隧道的破壞、對(duì)機(jī)械和施工人員的安全等都有非常大的影響。

④沖擊型巖爆

此種類型巖爆經(jīng)常在隧道拱部、邊墻出現(xiàn)，造成邊幫崩塌，并伴有沉悶的爆落響聲，甚至在已支護(hù)地段大面積發(fā)生，威力巨大，對(duì)機(jī)械和施工人員的安全影響極大。

3.4福堂隧道巖爆分級(jí)

福堂隧道洞身花崗閃長(zhǎng)巖地段埋深達(dá)700余m，原設(shè)計(jì)認(rèn)為汶川“5.12”地震后，長(zhǎng)期地應(yīng)力累計(jì)后集中得到釋放，地應(yīng)力水平降低，相應(yīng)的使硬巖發(fā)生巖爆、軟巖發(fā)生大變形的量級(jí)減小。但自2010年年開工，福堂隧道施工過(guò)程中發(fā)生數(shù)百次不同等級(jí)巖爆，后經(jīng)成都理工大學(xué)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，巖爆地段地應(yīng)力高達(dá)18～25MPa，地應(yīng)力較“5.12”地震前幾乎沒(méi)有變化，與原分析不一致。

根據(jù)福堂隧道地應(yīng)力特征和為提出針對(duì)性的巖爆防治措施，制定了福堂隧道巖爆烈度分級(jí)方案。見(jiàn)下表[3]。

福堂隧道烈度分級(jí)方案

特征級(jí)別 輕微巖爆（Ⅰ級(jí)） 中等巖爆（Ⅱ級(jí)） 強(qiáng)烈?guī)r爆（Ⅲ級(jí)） 劇烈?guī)r爆（Ⅳ級(jí)）

聲響特征 圍巖表層噼啪撕裂聲 圍巖淺層清脆的爆裂聲、劈竹聲 圍巖深部強(qiáng)烈的爆裂聲 圍巖深部劇烈的悶響爆裂聲

運(yùn)動(dòng)特征 輕微爆裂松脫、剝離掉塊 爆裂松脫、剝離現(xiàn)象嚴(yán)重，少量彈射 大面積爆裂、出現(xiàn)強(qiáng)烈彈射 劇烈的爆裂彈射，甚至拋擲

巖爆塊形態(tài)特征 薄片狀、薄弧形片狀、薄透鏡狀 透鏡狀、棱板狀 棱板狀、塊狀、板狀 板狀、塊狀或散體

斷口破壞特征 新鮮貝殼狀，張性破壞為主 新鮮的貝殼狀、弧形凹腔、楔形，張剪破壞并存 弧形凹腔、楔形，剪張破壞并存 大規(guī)模弧形凹腔或楔形，剪張破壞并存

發(fā)生部位 掌子面、邊墻及拱肩 拱肩及拱腰 主要在邊墻與拱肩，可波及其余部位 邊墻及拱部，可波及其余部位

時(shí)效特征 零星間斷爆裂 持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，有伴隨時(shí)間累進(jìn)性向深部發(fā)展特征，并有時(shí)滯性特征 具有延續(xù)性、并迅速向圍巖深部擴(kuò)展 具有突發(fā)性，并迅速向圍巖深部擴(kuò)展

影響深度 表面<0.1m 0.1～1.0m 1.0～2.0m >2m

應(yīng)力強(qiáng)度比系數(shù)δθmax/Rb 0.3～0.5 0.5～0.7 0.7～0.9 >0.9

對(duì)工程的危害 影響甚微，適當(dāng)?shù)陌踩胧┚涂烧＿M(jìn)行施工 有一定影響，應(yīng)及時(shí)采取掛網(wǎng)噴錨支護(hù)措施，否則有向深部發(fā)展的可能 有較大影響，應(yīng)及時(shí)采取掛網(wǎng)噴錨支護(hù)措施，配合應(yīng)力釋放孔 嚴(yán)重影響甚至摧毀工程，必須采取相應(yīng)的特殊措施加以防治

注：δθmax硐壁最大切向應(yīng)力（Mpa）；Rb為巖石單軸抗壓強(qiáng)度

4、福堂隧道巖爆防治措施

福堂隧道巖爆破壞形式多樣，強(qiáng)烈程度差異大，施工中采用主動(dòng)與被動(dòng)防護(hù)結(jié)合，多種處理方式綜合整治。開挖斷面不宜過(guò)大，采用臺(tái)階法、短進(jìn)尺、光面爆，在輕微巖爆段采用灑水、注水、打應(yīng)力釋放孔等方式處理；中等及強(qiáng)烈?guī)r爆采用增加超前爆破應(yīng)力釋放孔、噴錨支護(hù)等措施；強(qiáng)烈及極強(qiáng)巖爆可采用噴錨支護(hù)體系以及格柵拱架支護(hù)。

4.1 主動(dòng)防護(hù)措施

4.1.1 改變圍巖力力學(xué)性質(zhì)

（1）巖體表面噴水

開挖后在掌子面及周圍巖體反復(fù)噴水，間隔約30min，使巖面始終保持潤(rùn)濕狀態(tài)。水浸入巖體，在一定程度上可以起到軟化圍巖改善圍巖力學(xué)性能的作用。在輕微巖爆區(qū)段效果較好，操作比較簡(jiǎn)單，在施工過(guò)程中使用頻繁。但是由于花崗巖地段，水滲透性較差，浸入深度淺，在中等及以上巖爆段效果有限。

（2）打孔注水

為改善在花崗巖中等以上巖爆噴水軟化圍巖的效果，利用錨桿孔、加深炮眼孔等，向孔內(nèi)注水，使水能滲入巖體內(nèi)部，軟化較深層巖石，降低圍巖應(yīng)力。在中等及以上巖爆段可以起到降低巖爆烈度及等級(jí)效果，但由于不能完成釋放圍巖應(yīng)力，并不能根治，還需輔以其他措施。

4.1.2 改善圍巖應(yīng)力條件

（1）超前應(yīng)力釋放孔

采用超前應(yīng)力釋放孔方在福堂隧道中運(yùn)用較多，效果比較明顯。在應(yīng)力集中部位集中施工應(yīng)力數(shù)個(gè)釋放孔，孔深約3～5m，孔間距1m。釋放孔在應(yīng)力作用下破壞，或發(fā)生彈性形變，應(yīng)力得以釋放，孔內(nèi)注水后效果更佳。

（2）超前爆破應(yīng)力釋放孔

福堂隧道強(qiáng)烈?guī)r爆段落，圍巖硬度高，巖體完整，超前應(yīng)力釋放孔極少發(fā)生破壞變形，應(yīng)力難以釋放，效果不明顯。在釋放孔裝藥爆破，使掌子面前方巖體產(chǎn)生裂隙，改變圍巖結(jié)構(gòu)，使圍巖整體的能量分布發(fā)生變化，支撐力向圍巖深部轉(zhuǎn)移，起到改善應(yīng)力場(chǎng)從而降低巖爆烈度和減小巖爆發(fā)生可能性[2]。

4.1.3 支護(hù)加固措施

噴錨支護(hù)及鋼架支護(hù)體系在巖爆發(fā)生時(shí)，對(duì)巖爆產(chǎn)生一定的阻滯作用，減小彈射和整體坍塌概率，給作業(yè)人員提供更長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間躲避。同時(shí)根據(jù)對(duì)福堂隧道應(yīng)力分析和巖爆發(fā)生位置的統(tǒng)計(jì)，巖爆基本發(fā)生于線路右側(cè)拱腰及邊墻處，這有利于針對(duì)性的圍巖采取支護(hù)措施。

（1）噴錨支護(hù)

在局部輕微巖爆段落采用8cm后噴射混凝土；巖爆多發(fā)段落增加φ22錨桿固定可有效防止巖體剝落掉塊。

中等巖爆段落采用掛網(wǎng)噴漿支護(hù)，采用噴射混凝土C20厚10cm；鋼筋網(wǎng)采用φ6.5鋼筋，20cm×20cm布置；錨桿長(zhǎng)2～2.5m，間距1m梅花形布置。

（2）鋼架支護(hù)

在強(qiáng)烈?guī)r爆地段必要時(shí)采用格柵鋼架支護(hù)，鋼架間距不宜過(guò)密，鋼架間采用φ20縱向鋼筋連接，同時(shí)施作噴錨支護(hù)。

4.2被動(dòng)防護(hù)措施

雖然在施工中對(duì)巖爆采取了一些措施，但巖爆的發(fā)生還是難以避免，為最大限度的防止巖爆造成人員或者設(shè)備的損傷，還采取了一些被動(dòng)防護(hù)措施。

（1）在巖爆發(fā)生的一側(cè)邊墻上掛設(shè)防護(hù)網(wǎng)，在挖掘機(jī)、裝載機(jī)等設(shè)備上焊制鋼筋防護(hù)罩等。

（2）經(jīng)過(guò)分析，福堂隧道靠山側(cè)很少發(fā)生巖爆，將人行通道及施工用風(fēng)、水、電等布置在山側(cè)。很好的避免了巖爆事故的發(fā)生。

（3）在巖爆頻繁、極強(qiáng)巖爆狀況下，采取暫停施工的方式躲避巖爆。

4.4 加強(qiáng)對(duì)巖爆的監(jiān)測(cè)

福堂隧道巖爆發(fā)生部位絕大部分在臨河側(cè)拱腰及邊墻處，有較強(qiáng)規(guī)律性為短距離預(yù)報(bào)巖爆提供了依據(jù)，同時(shí)根據(jù)圍巖情況和地應(yīng)力測(cè)試提前采取相應(yīng)措施進(jìn)行防治。

4.5 改善施工環(huán)境

必須保持二襯至掌子面作業(yè)面有良好的照明，作業(yè)通道平順。同時(shí)增加作業(yè)人員班次，減少進(jìn)洞人員數(shù)量和進(jìn)洞施工時(shí)間，以保證在突發(fā)情況下作業(yè)人員有能作出正確的躲避動(dòng)作。

參考文獻(xiàn)：

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安裝梁鋼筋時(shí)，在梁柱節(jié)點(diǎn)處應(yīng)注意梁鋼筋穿過(guò)柱時(shí)須嚴(yán)格按梁主筋間距進(jìn)行擺放。一次到位。由于梁內(nèi)鋼筋數(shù)量較多，若梁鋼筋在穿過(guò)柱筋時(shí)發(fā)生碰撞，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整柱主筋間距而不能調(diào)整梁主筋間距。

梁鋼筋擺放完成后，應(yīng)仔細(xì)檢查每根梁鋼筋的數(shù)量、錨固長(zhǎng)度、間距、平面位置等，符合要求后隨即進(jìn)行鋼筋的機(jī)械連接。

機(jī)械連接梁鋼筋時(shí)應(yīng)分層連接。即同根梁先連接中跨梁，再連接邊跨梁，先連接下層，連接完成后，才能擺放上層鋼筋。梁鋼筋層數(shù)較多。為保證各層鋼筋間隙符合要求。在綁扎時(shí)應(yīng)在兩層梁鋼筋之間隔lm左右放入一根D25的墊鐵，墊鐵長(zhǎng)同梁寬，并用鐵絲將上下兩層鋼筋與墊鐵一起綁牢。

（四）混凝土澆筑

本工程A棟轉(zhuǎn)換層梁、板混凝土約1365m3，其中墻、柱混凝土約590m3，總混凝土量為1955m3。B棟轉(zhuǎn)換層梁、板混凝土1050m3，其中墻、柱混凝土約428m3，總混凝土量為1478m3。

（1）澆筑混凝土?xí)r應(yīng)分段分層連續(xù)進(jìn)行。

（2）使用插入式振搗器應(yīng)快插慢拔，插點(diǎn)要均勻排列，逐點(diǎn)移動(dòng)，順序進(jìn)行，不得遺漏，做到均勻振實(shí)。

（3）澆筑混凝土應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。如必須間歇，其間歇時(shí)間應(yīng)盡量縮短，并應(yīng)在前層棍凝土初凝之前，將次層混凝土澆筑完畢。間歇的最長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)按所用水泥品種、氣溫及混凝土凝結(jié)條件確定，一般超過(guò)2h 應(yīng)按施工縫處理（當(dāng)混凝土的凝結(jié)時(shí)間小于2h時(shí)，則應(yīng)當(dāng)執(zhí)行混凝土的初凝時(shí)間）。

（4）澆筑混凝土?xí)r應(yīng)經(jīng)常觀察模板、鋼筋、預(yù)留孔洞、預(yù)埋件和插筋等有無(wú)移動(dòng)、變形或堵塞情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)立即處理，并應(yīng)在已澆筑的混凝土初凝前修正完好。

（5）梁、板應(yīng)同時(shí)澆筑，澆筑方法應(yīng)由一端開始用“趕漿法”，即先澆筑梁，根據(jù)梁高分層澆筑成階梯形，當(dāng)達(dá)到板底位置時(shí)再與板的混凝土一起澆筑，隨著階梯形不斷延伸，梁板混凝土澆筑連續(xù)向前進(jìn)行。

（五）混凝土疊合法施工

針對(duì)轉(zhuǎn)換層超大梁的施工安全起見(jiàn)，本工程轉(zhuǎn)換層梁高度在1.5m 高以上的超大梁均采用分層疊合法澆筑方法施工，本轉(zhuǎn)換層混凝土砼等級(jí)C50。

（1）結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層混凝土分3層澆筑，第一層澆筑轉(zhuǎn)換層下部1200mm高混凝土，第二層澆筑梁身1200mm高混凝土，第三層澆筑轉(zhuǎn)換層頂板及梁上部混凝土。

（2）在第一層混凝土澆完成強(qiáng)度達(dá)到 70%（同條件試塊試壓強(qiáng)度）。第二層混凝土澆方可進(jìn)行施工。第一次澆筑水平施工縫表面進(jìn)行人工粗糙面處理，形成高低面在 6mm 的自然粗糙面，對(duì)梁位處可采用 Φ16 鋼筋插在梁位處，預(yù)留在水不中間處，在澆筑第二層時(shí)對(duì)并梁進(jìn)行人工清洗才能進(jìn)入下道工序施工第二層澆筑。這樣大大減輕換層超大梁施工荷載。

（六）混凝土施工的有關(guān)質(zhì)量控制措施

（1）在澆筑時(shí)必須嚴(yán)格按照施工步距分段施工，確保在上一層混凝土初凝前澆筑上新的混凝土，避免產(chǎn)生施工縫。

（2）混凝土澆筑作業(yè)一氣呵成，不設(shè)置施工縫。

（3）梁鋼筋比較密，柱與梁鋼筋交錯(cuò)，鋼筋間距約為60mm，混凝土單獨(dú)進(jìn)行試配，石子粒徑為10-25mm 規(guī)格，坍落度 14-16mm，個(gè)別部位根據(jù)實(shí)際情況配置細(xì)石混凝土和開設(shè)下料口，配置直徑25mm的小型振動(dòng)棒。

（4）振搗棒的操作要做到“快插慢拔”，并將振動(dòng)棒上下略為抽動(dòng)以便上下振搗均勻。插點(diǎn)要均勻排列，每次移動(dòng)距離梁板不大于50cm，墻柱不大于30cm 且每一插點(diǎn)要掌握好振搗時(shí)間，一般為20～30秒，并且視混凝土表面呈顯著下沉，不再出現(xiàn)氣泡，表面泛出灰漿為止；應(yīng)盡量避免碰撞鋼筋、模板等；當(dāng)采用表面振動(dòng)器時(shí)，其移動(dòng)間距應(yīng)保證振動(dòng)器的平板能覆蓋已振實(shí)部分的邊緣。

（5）特別要注意鋼筋密集處，振搗要密實(shí)，盡可能避免澆灌工作在此停歇或分班施工交接。

（6）為保證板的厚度準(zhǔn)確，除應(yīng)標(biāo)出控制標(biāo)高外，可用鋼筋或木塊做成與板厚一樣高的標(biāo)志，放在澆灌地點(diǎn)的模板上，隨澆隨移，以達(dá)到控制標(biāo)高的目的。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，模板工程中采用的扣件式鋼管腳手架支撐體系，在其施工過(guò)程中穩(wěn)定性能良好，從而保證了其施工的安全與質(zhì)量。項(xiàng)目竣工驗(yàn)收時(shí)，混凝土強(qiáng)度、觀質(zhì)量與尺寸偏差均符合工程要求。