超欠挖產(chǎn)生的原因及施工控制措施

魯燕群

（中鐵隧道集團(tuán)三處有限公司）

1超欠挖原因分析

1.1 認(rèn)識(shí)不足

根據(jù)隧道質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，凡隧道出現(xiàn)初襯厚度超過一定范圍該分項(xiàng)為不合格產(chǎn)品，凡隧道二襯厚度不滿足設(shè)計(jì)要求的評(píng)為不合格：l）交不了工；2）影響進(jìn)度；3）因返工造成大量的人力、物力的損失，甚至可能在處理超欠挖時(shí)引發(fā)塌方造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失；4）給后期運(yùn)營帶來安全隱患。要充分認(rèn)識(shí)超欠挖后果的嚴(yán)重性，并只有在認(rèn)識(shí)到位的基礎(chǔ)上才能對(duì)超欠挖采取有效的控制措施和手段。

1.2 地質(zhì)原因。主要指圍巖的節(jié)理、裂隙等非主觀因素的影響。由于圍巖存在明顯的節(jié)理、裂隙、軟弱夾層、溶洞等，爆破后圍巖不沿周邊炮孔的切割線破壞，而極有可能沿這些結(jié)構(gòu)面或軟弱面破壞，形成主觀很難控制的超欠挖。通常這種情況的出現(xiàn)，一方面可能由于自身能力所限，不能及早發(fā)現(xiàn)或者認(rèn)識(shí)不充分，未采取有效的預(yù)防和加固措施進(jìn)行；另一方面監(jiān)測(cè)不及時(shí)或不真實(shí)，造成發(fā)現(xiàn)問題不及時(shí)。

1.3 測(cè)量放樣。首先，控制點(diǎn)不正確造成放樣錯(cuò)誤，其結(jié)果形成超欠挖；其次測(cè)量操作失誤也是引起超欠挖的因素，而且一旦出現(xiàn)一次操作失誤，其下一循環(huán)在前一個(gè)循環(huán)欠挖未處理之前很難保證不出現(xiàn)欠挖。

1.4 爆破技術(shù)。目前山嶺隧道基本上都采用的是新奧法，要求采用光爆技術(shù)或者預(yù)裂爆破進(jìn)行控制超欠挖。但由于預(yù)裂爆破技術(shù)還處于摸索階段，并未形成完整的理論和得到推廣；光面爆破在國內(nèi)全面推廣，但爆破參數(shù)的選擇不確定性大，目前大多采用經(jīng)驗(yàn)法來進(jìn)行參數(shù)的確定。缺乏專業(yè)爆破技術(shù)人員也是造成超欠挖難于控制的因素。

1.5 斷面檢測(cè)。主要針對(duì)洞身開挖斷面檢查和二次襯砌前斷面檢測(cè)。開挖后未對(duì)每循環(huán)進(jìn)尺進(jìn)行斷面檢查，或敷衍了事。對(duì)發(fā)現(xiàn)的超欠挖部分處理不及時(shí)或放任不管。不按規(guī)定頻率進(jìn)行認(rèn)真抽查，甚至不檢查，對(duì)填寫的內(nèi)業(yè)資料都是閉門造車。缺乏施工經(jīng)驗(yàn)，不能有效觀察超欠挖的存在，未能及時(shí)安排進(jìn)行復(fù)核和處理。

1.6 超前支護(hù)施工質(zhì)量差

進(jìn)行超前支護(hù)可以有效保證施工安全，也可減少超挖。但現(xiàn)在在施工超前支護(hù)時(shí)大多難于保證其施工質(zhì)量，如鋼管間距不均，角度控制差，注漿不飽滿等，故難以控制超欠挖。同時(shí)隧道開挖后，沒有及時(shí)初噴，導(dǎo)致圍巖暴露時(shí)間過長，掉塊和脫落影響超挖的控制。

2超欠挖對(duì)隧道施工的影響

2.1 安全影響

隧道超欠挖控制較好時(shí)，線條直順美觀，斷面圓順，極少產(chǎn)生應(yīng)力集中，可避免不必要的變形和塌方；爆破震動(dòng)控制良好，對(duì)圍巖松動(dòng)圈較小，產(chǎn)生變形和坍塌的幾率小；設(shè)計(jì)和實(shí)施支護(hù)達(dá)到要求，可控制變形，避免二次剝皮和返工。在此基礎(chǔ)上，可確保施工安全和企業(yè)的信譽(yù)。一旦控制不利，可能在處理超欠挖時(shí)引發(fā)塌方造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，并給后期運(yùn)營帶來安全隱患。

2.2 質(zhì)量影響。根據(jù)隧道質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，凡隧道出現(xiàn)初襯厚度超過一定范圍該分項(xiàng)為不合格產(chǎn)品，凡隧道二襯厚度不滿足設(shè)計(jì)要求的評(píng)為不合格；超欠挖還會(huì)影響噴混凝土、二次襯砌混凝土、排水、壁面美觀等，甚至無法交工。期」施工企業(yè)的信譽(yù)和個(gè)人的收入影響較大。

2.3 進(jìn)度影響

超挖造成開挖時(shí)間長，出碴時(shí)間長，支護(hù)時(shí)間長，甚至出現(xiàn)襯砌時(shí)間長，施工進(jìn)度難以保障；或因控制不力造成返工，進(jìn)而投入大量的人力、物力處理，影響工程整體竣工。欠挖的二次處理，不僅會(huì)造成新的超挖和支護(hù)，還會(huì)對(duì)后部工序的作業(yè)時(shí)間造成影響，對(duì)整體進(jìn)展不利。同時(shí)可能造成開挖快，后續(xù)施工進(jìn)度跟不上，導(dǎo)致步距不合理，出現(xiàn)工序停工和窩工的現(xiàn)象。

2.4 成本和效益影響

超挖對(duì)隧道成本的影響主要是增加支護(hù)和襯砌的成本，相對(duì)而言超挖對(duì)巖石開挖成本的影響則較小?，F(xiàn)在督導(dǎo)隧道施工中，均需要進(jìn)行開挖和支護(hù)，如每米隧道多超挖lm巖石，就開挖成本，增加的費(fèi)用很少或者不增加，但是由此就要造成增加lm支護(hù)和襯砌混凝土回填的工程量，故超挖對(duì)隧道成本的影響是非常大的。就超欠挖而言，超挖對(duì)隧道成本的直接影響大于欠挖。但決不意味著欠挖可以忽視，在一定條件下，如果沒有其他輔助設(shè)施消除欠挖，而是用鉆孔補(bǔ)爆的方法來消除，則欠挖預(yù)示著產(chǎn)生更大的超挖。因?yàn)殂@孔爆破處理欠挖往往會(huì)爆下比欠挖量多幾倍的巖石，從而造成人工、材料的超額消耗，浪費(fèi)更大。

3控制超欠挖采取的措施

3.1 技術(shù)措施

3.1.1 提高鉆孔質(zhì)量

爆破設(shè)計(jì)完成后，鉆孔成為超欠挖控制的關(guān)鍵工序。鉆眼在按設(shè)計(jì)眼位開孔的同時(shí)，還必須掌握好鉆眼方向和眼深的精度。但由于受鉆孔設(shè)備和鉆孔技術(shù)的限制，鉆孔方向、炮眼深度很難達(dá)到光爆要求，因此鉆眼時(shí)要注意：周邊眼開眼位置一般應(yīng)使炮眼中心線落在輪廓線上，鉆眼的斜率要根據(jù)孔深來調(diào)整，應(yīng)保證周邊眼眼底在開挖輪廓線外5cm左右為宜；如果工作面不平整，應(yīng)按實(shí)際情況調(diào)整炮眼深度及裝藥量，力求所有炮孔孔底落在同一個(gè)平面上；所有周邊眼應(yīng)保證同一個(gè)傾斜角度。

3.1.2 控制周邊眼裝藥量?？刂浦苓呇垩b藥量是控制隧道超欠挖的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。周邊眼的裝藥量與巖石的物理力學(xué)性質(zhì)、節(jié)理發(fā)育程度、炸藥品種等因素有關(guān)，因此，應(yīng)提前探測(cè)開挖進(jìn)工作面所穿過巖石的性質(zhì)、破碎程度，根據(jù)實(shí)際要求選擇合適的孔間距、光爆層厚度和炸藥品種，應(yīng)用這些參數(shù)確定最佳的裝藥量。

3.1.3 采用合理的裝藥結(jié)構(gòu)。目前光面爆破的裝藥結(jié)構(gòu)主要有徑向不禍合裝藥、單段空氣柱裝藥、多段空氣柱間隔裝藥和其他特殊異性裝藥結(jié)構(gòu)。在隧道掘進(jìn)光面爆破中，應(yīng)根據(jù)工作面的巖性、炸藥品種、炮眼深度和方向，選擇既保證能獲得良好光面爆破效果，又便于操作，易于實(shí)現(xiàn)的光面爆破裝藥結(jié)構(gòu)。因此.對(duì)于水平眼淺眼掘進(jìn)爆破.宜采用炸藥裝于炮孔底部的單空氣柱裝藥結(jié)構(gòu)；對(duì)于水平眼深眼掘進(jìn)爆破宜采用炸藥裝于炮孔中部，裝藥里外預(yù)留空氣柱的裝藥結(jié)構(gòu)；對(duì)于垂直炮眼，由于不易實(shí)現(xiàn)空氣柱或水柱裝藥結(jié)構(gòu)，可以在裝藥底部或上部放置一根細(xì)長木條，作緩沖層的空氣柱或水柱裝藥結(jié)構(gòu)，均可以取得良好的光面爆破效果，將超欠挖都控制在規(guī)定的范圍內(nèi)。

3.2 制度措施

嚴(yán)格按照監(jiān)理程序要求檢查、嚴(yán)格按照批準(zhǔn)的方案進(jìn)行實(shí)施。加強(qiáng)獎(jiǎng)罰制度，強(qiáng)化內(nèi)部管理：技術(shù)水平的提高是減少超欠挖的前提和最基本的措施。但工人工資收入沒有與掘進(jìn)質(zhì)量、材料消耗等掛鉤的單位，超欠挖嚴(yán)重而工人工資收入與之掛鉤的班組，隧道成型質(zhì)量好，超欠挖也基本上控制在規(guī)定范圍內(nèi)。因此各項(xiàng)目應(yīng)制定和實(shí)施相應(yīng)的獎(jiǎng)罰條例，對(duì)控制好的應(yīng)重獎(jiǎng)，對(duì)控制不好或者差的應(yīng)對(duì)相應(yīng)責(zé)任人重罰直至清場(chǎng)。事實(shí)證明，實(shí)行有效可行的管理措施，各項(xiàng)技術(shù)措施才能得以實(shí)施，它是控制超欠挖的關(guān)鍵。

3.3 人員措施。首先對(duì)有經(jīng)驗(yàn)的司鉆工控制周邊眼，并盡可能長期固定；對(duì)新進(jìn)場(chǎng)的人員必須進(jìn)行理論培訓(xùn)和現(xiàn)場(chǎng)不少于10d的跟班實(shí)習(xí)，然后再進(jìn)行綜合培訓(xùn)后經(jīng)考核合格可正式施鉆?？己藭r(shí)根據(jù)施作水平采取不同的待遇，穩(wěn)定和留住人員。對(duì)各司鉆崗位人員進(jìn)行定崗，并與效益工資掛鉤，采取獎(jiǎng)懲措施，提高責(zé)任心和施作水平等。

3.4 加大執(zhí)行力。制度完善、交底和方案完成、人員配置到位，需要有專人負(fù)責(zé)落實(shí)各項(xiàng)措施的具體落實(shí)到位情況，并嚴(yán)格執(zhí)行各種考核和激勵(lì)制度，才能徹底扭轉(zhuǎn)不利的局面，使超欠挖逐步得到有效的控制，并取得好的效果。

4結(jié)語。1）隧道開挖施工中要積極運(yùn)用測(cè)量新技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)測(cè)量放線的控制，避免在放線時(shí)造成隱形的超欠挖。2）重視并采取專人負(fù)責(zé)對(duì)隧道開挖技術(shù)的統(tǒng)計(jì)，及時(shí)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，要根據(jù)不同的地質(zhì)條件反饋的信息，及時(shí)調(diào)整爆破參數(shù)。3）在滿足技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求的情況下，鉆爆機(jī)械設(shè)備的改造和測(cè)量設(shè)備的選擇至關(guān)重要，不能只考慮前期投資的大小而忽視工程的最終成本。4）應(yīng)杜絕施工中只重視掘進(jìn)速度，忽視開挖質(zhì)量的思想和認(rèn)識(shí)，意識(shí)到超欠挖控制的好壞直接影響工程總體效益。5）措施和辦法：關(guān)鍵在落實(shí)，落實(shí)到位，一定能夠取得好的效果，綜合管理水平也會(huì)提升。

[1]TB10204-2002田么鐵路隧道施工規(guī)范[S].

[2]TZ214-2005客運(yùn)專線鐵路隧道施工技術(shù)指南[S].

[4]JTJ042-94，公路隧道施工技術(shù)規(guī)范[S].