广西冠桂建设集团有限公司 广西南宁 530000
摘要：高速公路特长隧道由于埋深较大，围岩整体性良好，在实际施工过程中难免会遇到施工岩爆问题，导致岩层出现爆裂情况，影响施工人员的生命安全。因此，需要加强对高速公路特长隧道施工岩爆特征的研究，明确施工岩爆的相关防治措施以及预防手段，保证工程项目建设可以顺利稳定的开展，提高工程项目建设的整体效益。通过对武九高速高楼山隧道岩爆发生情况进行研究，对隧道工程岩爆防治技术进行了总结，在现场岩爆处治过程中取得了良好的效果。
关键词：高速公路； 施工岩爆； 防治技术；
1 高速公路特长隧道施工岩爆概述
1.1 特长隧道施工岩爆定义
施工岩爆指的是当隧道以及地下工程穿越坚硬稳定的围岩，而且处于高地应力地区时，由于开挖封闭岩层之后，地应力大规模释放，导致围岩突然破坏，从而造成岩块抛掷、弹射的问题，内部比较大的弹性应变能在短时间内释放出来。隧道岩爆问题是隧道施工过程中常见问题之一，严重影响工程项目建设的顺利安全进行，给施工人员带来了人身安全威胁，需要加强对施工岩爆现象的研究，提前发现施工岩爆问题并做好处理工作，尽可能的避免岩爆对工程项目整体建设所造成的影响与破坏。
1.2 特长隧道施工岩爆原理
一般来说，高速公路特长隧道施工岩爆现象的发生主要由内部因素和外部因素两部分因素导致的。内部因素指的是岩石内部结构本身所储存的大量能量，使得在超过岩体强度以及承受能力的外界刺激下产生岩爆现象。外部因素一般是指由于施工过程中机械设备和人力因素对岩层整体环境的影响，导致岩体载荷稳定性发生变化，从而破坏了原有岩层的平衡状态而引起岩爆问题。其次，特长隧道施工岩爆现象又与施工项目所处的环境和区域有关，在应力相对较大以及集中的环境当中，岩体本身硬度和脆度比较大。受到隧道掘进过程中外部荷载因素的影响，导致围岩受力不断增加而超过强度极限，使原本围岩裂缝持续扩大，从而造成围岩断裂现象而发生岩爆事故。工作人员在开挖具有较大截面的岩石时，通常会采取大径尺和大药量的光面爆破，虽然可以有效加快施工效率，但是往往会对岩体产生大规模的破坏，导致掌子面载荷的剧烈变化，引起个爆破孔内部应力的持续积累，使原有的应力环境发生明显变化，对微观围岩结构产生影响造成围岩应力累积而引起损伤。岩层结构出现的大量裂缝也伴随着掩体细微颗粒的作用而产生严重的岩爆现象。
2 特长隧道施工中存在的难点
2.1 岩爆现象
隧道往往会在整个山体当中进行贯穿，在应力以及岩性作用的影响之下，非常容易出现岩爆的情况，如果混合岩低段以及深埋低段大于200m，那么岩爆的发生率就会比较高，一旦存在岩爆的情况，不仅会对施工人员的人身安全造成比较严重的威胁，而且也会严重的影响施工质量。
2.2 涌水现象
涌水问题在高速公路的特长隧道当中也属于一种比较常见的问题，这种现象会对施工人员的具体人身安全造成比较严重的影响。出现这种情况主要是由于在施工的过程当中对隧道的含水层进行了破坏，最终会使得水动力条件以及围岩力学等情况出现了一定的变化，这种动力破坏会使得水涌现象出现，最终涌水问题会对隧道内部的相关结构造成比较严重的影响。
2.3 塌方现象
如果在特长隧道当中存在冲沟、水库以及水塘等，或者存在一定的溶洞以及裂缝等，就会非常容易出现塌方的情况，面对这种问题，在处理的过程中会实施支护设计以及管线布置，但是，施工难度是比较大的。
2.4 岩溶问题
岩溶指的是水对于可溶性岩石存在化学溶蚀的现象，这些现象一般出现于喀斯特地貌当中，如果在施工的过程中，遇到这些问题，会使得混凝土结构出现一定的裂缝，这样以来，就会对防水效果造成比较严重的影响，与此同时岩溶也会对钢筋起到溶蚀的作用，最终就会严重的影响施工。
3 高速公路特长隧道施工岩爆的防治技术
3.1 加强对高速公路特长隧道施工岩爆事故的预测
做好高速公路特长隧道施工之前现场施工条件施工环境以及地质构造的勘察，并做好准备工作是后续隧道施工活动可以顺利稳定开展的前提。工作人员需要加强对施工之前勘察工作的重视，明确岩爆事故发生的主要原因以及诱导因素，并采取针对性的措施进行解决和预防。工作人员可以采取典型的应力强度笔法、弹性应变能指数法等相关预测方法对岩爆发生情况进行预测，利用隧道洞壁最大切向应力以及岩石单轴抗压强度的比值，确定岩爆发生的力度。比值小于0.15时通常不会发生岩爆，二者比值如果大于0.15，低于0.25时，通常会发生中强度的岩爆。当二者比值大于0.25时，通常会发生比较强烈的岩爆。工作人员可以根据预测所得的结果采取针对性的预防措施，尽可能的避免岩爆所造成的大规模事故和人员伤害。
3.2 做好施工过程的组织和管理工作
工程项目施工人员在进行施工过程中，必须要严格按照施工图纸规划以及施工方案开展施工，相关现场管理人员要做好施工组织工作，要求施工期间项目部负责人能够24小时在掌子面值班，并建立起系统完善的安全监控部门，做好施工人员的安全教育工作，提高施工人员的安全责任意识。在具体施工过程中，工作人员需要利用潜孔钻机钻出长度和直径一定的超前钻孔，从而能够有效释放出围岩中的高地应力。超长隧道施工进入到较强围岩爆段后，工作人员需要组织及时调整开挖方法，先可以在断面下部开挖宽度和高度为四米的下导坑，然后再逐渐扩大断面，使得围岩中的高地应力可以提前释放出来，避免施工过程中高地应力短时间大规模的释放而造成的岩爆现象，通过上述方式处理和预防之后施工过程中基本不会发生较强烈的岩爆问题。在开挖施工期间，为了防止施工过程中发生的岩爆事故，还需要提前做好护顶工作。首先，工作人员需要进行爆破开挖活动，利用薄钢板进行防护，并使用喷射机械手将钢纤维混凝土喷射到墙面、掌子面和拱面，并搭设边墙上部的安全防护锚杆。同时，工作人员需要在掌子面上钻出直径和长度一定的孔，并注入高压水，软化围岩，使得围岩应力可以得到快速的释放，降低岩爆产生的烈度。
3.3 改善围岩物理力学性质
在施工过程中，工作人员需要明确诱发岩爆的主要因素，并采取有效措施进行处理和解决。常用的预防高速公路特长隧道施工岩爆现象的主要措施包括爆破之前加装底部炸药，适当炸裂掌子面前方围岩，使原有的围岩内部产生裂缝而诱导应力提前释放。同时工作人员也可以在爆破之后及时向掌子面以及附近围岩喷洒高压水，以降低附近温度，从而可以避免围岩在开挖之后发生过度膨胀现象。另外，工作人员还需要注意做好超前围岩的应力的调整，主要可以通过超前地应力祛除爆破以及钻设应力释放孔两种方法进行应力解除。超前地应力祛除爆破是通过超前预爆破，使得掌子面前方隧道一定范围内的岩体产生裂缝，而调整原来比较高的对地应力。通过改善已经开挖或者准备开挖地段的坑道受力状况，能够有效避免岩爆现象的发生，降低岩爆发生的烈度和影响。
结语
综上所述，公路特长隧道施工通常持续时间较长，涉及到的人员、设备、材料较多，在施工过程中难免会遇到岩爆问题，影响工程项目顺利稳定建设，需要加强对高速公路特长隧道施工岩爆现象的研究与探讨，明确施工岩爆问题发生的主要原因和诱导因素，并采取针对性的措施进行解决和预防，保证工程项目施工可以正常推进，提高高速公路特长隧道施工项目的经济效益。
参考文献：
[1]解琦，鲁志伟．山岭隧道高地应力岩爆处治分析[J]．公路，2018，63（7）：67-70.
[2]严鹏，陈拓，卢文波，等．岩爆动力学机理及其控制研究进展[J]．武汉大学学报（工学版），2018，51（1）：1-14，26.