岩爆防治措施的研究与实施
7.3.1设计单位提出的岩爆综合防治措施及其意见。
到目前为止，大多数隧道工程的喷射混凝土支护设计仍然仅仅依靠类似工程的类比法。首先通过查阅相关规范和参数表选择支护参数，然后通过监控量测进行优化调整。总的来说还处于“经验或半经验设计”阶段。同样，二郎山公路隧道的设计单位交通部第一公路勘察设计院在设计报告中提出了以下三项岩爆综合防治措施。
7.3.1.1加强监测预报，严格落实施工措施。
(1)加强岩体初始应力和岩爆的预测分析；
(2)光面预裂(弱)爆破；
(3)分步开挖，进尺短，多循环，及时支护；
(4)加强施工组织管理，提高安全意识；及时清除危石，加强对人员和设备的保护措施。
7.3.1.2初期支护(围岩加固)措施
(1)隧道掌子面采用φ40mm开槽锚杆超前加固，周边采用φ22mm砂浆锚杆安全加固；系统中锚杆末端加钢垫板，后续部分施加预应力；
(2)喷射C20混凝土并铺设φ 600 ~ φ 8 mm钢筋网；
(3)采用喷、锚、网、格栅钢架联合支护加固围岩，并通过围岩监控量测进行控制。
7.3.1.3改善围岩应力条件。
(1)爆破后及时对开挖面和隧道面洒水；
(2)向超前开槽管锚杆预注入高压水；
(3)隧道掌子面上半段采用喷射混凝土封闭。
设计单位提出的各级岩爆区支护和衬砌类型参数见表7-4。
综上所述，设计单位提出的岩爆综合防治措施中，加强监测预报、严格施工、改善围岩应力条件总体可取，但初期支护和围岩加固措施明显存在以下不足:
(1)从表7-4可以看出，各级岩爆支护的衬砌类型参数差别不大。显然，各级岩爆防治措施缺乏针对性和合理性；
(2)中度岩爆(ⅱ级)跨度过大，在实际施工过程中正确尺度和可操作性差，明显不利于工程设计和措施的合理优化；
(3)各级岩爆防治工程措施过于保守。如从弱岩爆(ⅰ级)到强岩爆(ⅲ级)，采用φ40mm超前开槽管锚加固掌子面，在开挖周期内喷4cm厚C20混凝土封闭掌子面。认为必要时可设置仰拱改善衬砌结构受力条件，防止隧道底板爆裂坍塌。因此，如果各级岩爆地区都不加区别地采取这些岩爆防治措施，不仅财力物力条件不允许，而且施工进度和工期也会受到严重影响。
表7-4二郎山公路隧道各级岩爆支护衬砌类型参数表。
(据交通部第一公路设计院)
7 . 3 . 2 RMS方案中各级岩爆预防措施及其试行效果
为克服原设计单位提出的岩爆防治措施的缺陷，经二郎山隧道主管单位四川省交通厅高级管理局提议，在充分征求隧道建设单位、监理单位和隧道设计代表高级工程师韩长岭意见的基础上， 根据二郎山公路隧道各级岩爆区施工的攻关实践，综合借鉴国外黑古拉公路隧道(挪威)、霍格-兰峡湾隧道(挪威)、格兰萨索公路隧道(意大利)、关悦公路隧道(日本)、太平驿和天生桥水电站引水隧洞岩爆防治经验，提出了与RMS岩爆强度分级方案相对应的各级岩爆防治措施。
7.3.2.1改善围岩的材料性质和应力条件
根据国内外岩爆防治经验，岩爆地段采用钻爆法施工时，宜采用短进尺掘进；降低装药量和爆破频率，控制光面爆破效果，降低围岩表面的应力集中。轻度岩爆(ⅰ级)和中度岩爆(ⅱ级)地区:一般进尺控制在2 ~ 2.5m，尽量全断面开挖，以减少对围岩应力平衡状态的破坏；经常对掌子面和平硐壁喷水，必要时采用超前钻孔的应力释放方法，形成局部应力释放区，从而降低(弱)岩爆。严重岩爆和严重岩爆(ⅳ级)地区:一般进尺控制在2m以内，必要时可预留1/3分两部分开挖，以降低岩爆的破坏程度；可采用超前钻孔卸压、松动爆破或振动爆破等方法，在开挖前降低岩体应力，提前释放能量；必要时，可向掌子面岩体中均匀反复地注入高压水，以降低岩体的强度。
7.3.2.2初期支护(加固围岩)
岩爆区开挖后，要及时进行钢丝网喷混凝土和锚杆支护，达到“刚柔并济”的目的；从另一个角度来看，即使挂网喷锚支护作业完成后再次发生岩爆，它们也构成了“第一道防线”，不会危及施工人员和设备的完整性。初期支持措施如下:
7.3.2.2.1总体而言，C20混凝土宜分三个循环喷射。
(1)每次钻爆排烟后，及时发现顶板并清除危石，然后在拱顶上喷第一次混凝土(初喷厚度5cm)；初喷后进行渣操作，完成一个循环；
(2)二次开挖时，梯段就位后，在第一次喷射混凝土区施打系统砂浆锚杆，然后挂钢筋网进行第二次喷射混凝土(厚度5cm)，然后进行钻爆→排烟→排渣，加固两侧墙围岩；
(3)开挖时，应根据岩爆的发生、发展和演化，及时喷射混凝土，喷射混凝土层厚度一般为2 ~ 5cm；岩爆严重地区应及时修复钢筋网，提高施工安全性。
系统锚杆
根据国内外经验，系统锚杆不宜过长，一般控制在2 ~ 3.5m，呈梅花型布置，密度高于普通锚杆(即密集锚杆)，锚杆长度和间距视岩爆强度而定。采用密集锚杆的目的是:
(1)易挂网；
(2)防止大块岩石爆裂松动、掉块、弹射等现象的发生；
(3)与喷网结合形成系统，可以充分加固围岩。
通常，在每个工作台就位后，首先应用系统锚。
钢网
采用悬挂“整体网”的方法，而不是简单地采用原设计单位提出的片状挂网，即在同一周期内将若干根长钢筋与锚杆纵横焊接形成基本骨架，将准备好的片状挂网同时焊接形成整体结构，紧贴围岩布置。采用“全网”的目的是:
(1)本次循环作业中钢筋网相互融合，岩爆面不会因局部围岩而再次滑落；
(2)与锚杆连接；
(3)喷、锚、钹形成一体组合。
系统锚固完成后，应立即放置钢筋网。
7.3.2.3二次衬砌(永久支撑)
根据《公路隧道设计规范》(JTJ 026-90)和西南交通大学二郎山隧道围岩及支护结构模型试验资料(1998)，岩爆区围岩初期支护后，隧道可由设计单位原计划35cm厚素混凝土衬砌永久支护。
本课题组提出的二郎山公路隧道均方根值对应的各级岩爆具体防治措施见表7-5。这些预防措施是我们在隧道施工实践中与建设单位一起逐步试验、总结、补充和完善的，并在隧道工程实践中取得了良好的试行效果(表7-6)，可供其他类似地下工程施工实践参考。
表7-5二郎山公路隧道RMS方案各级岩爆防治措施表7-5二郎山公路隧道RMS岩爆防治措施
表7-6二郎山公路隧道多个岩爆区各级RMS方案岩爆防治措施的试验效果表7-6二郎山公路隧道岩爆防治效果
继续的