軟巖隧道施工中超挖問(wèn)題的處理探究

李 榮

(貴州陸通公路工程監(jiān)理有限責(zé)任公司)

0 引言

在隧道施工中，隧道開(kāi)挖是隧道施工的關(guān)鍵工序挖是隧道施工中的關(guān)建工序。超挖過(guò)多會(huì)對(duì)人們的安全以及施工成本產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。因而在隧道施工中，必須加強(qiáng)對(duì)超挖現(xiàn)象產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，做好超挖現(xiàn)象的預(yù)防和控制，保證施工安全和進(jìn)度。

1 工程概況

某隧道工程距離所在縣的縣城較近，并且交通十分便利。該隧道設(shè)計(jì)的行車(chē)速度為60 km/h，為雙向4車(chē)道分離式特長(zhǎng)隧道。隧道左線(xiàn)起止里程K0+110～K4+948，長(zhǎng)4 838 m;右線(xiàn)起止里程K0+100～K4+944.000，長(zhǎng)4 844 m。隧道左右線(xiàn)均為直線(xiàn)隧道，且為單向縱坡，縱坡均為1.5%。隧道最大埋深左線(xiàn)約540 m，右線(xiàn)約530 m。隧道采用新奧法技術(shù)施工。針對(duì)本隧道工程，勘查設(shè)計(jì)院給出的圍巖類(lèi)別為中硬巖、軟巖。根據(jù)公路隧道施工技術(shù)規(guī)范 JTG F80/1-2004要求中硬巖允許超挖值，拱腳、墻腳以上1 m內(nèi)嚴(yán)禁欠挖，中硬巖、軟巖超挖拱部最大25 cm，平均15 cm;邊墻、仰拱、隧底平均10 cm。目前隧道開(kāi)挖存在局部超挖較大、爆破成形較差、炮痕率未達(dá)到規(guī)范要求、每一循環(huán)爆破后接薦不吻合、以及錯(cuò)位偏差較大的情況。

2 超挖的概念及允許值

在隧道的開(kāi)挖過(guò)程中都是根據(jù)設(shè)計(jì)的隧道的開(kāi)挖輪廓線(xiàn)為基準(zhǔn)線(xiàn)進(jìn)行開(kāi)挖的，但是如果在開(kāi)挖的過(guò)程中超過(guò)了這條基準(zhǔn)線(xiàn)，那么在基準(zhǔn)線(xiàn)之外的部分就被成為超挖的部分。不同圍巖地質(zhì)條件下的允許超挖值規(guī)定見(jiàn)表1。

表1 允許超挖值 cm

3 隧道超挖現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的原因

(1)未嚴(yán)格按照光面爆破鉆孔，隧道周邊眼成型差，鉆孔深度不一致，孔底不在同一平面內(nèi)導(dǎo)致掌子面開(kāi)挖不齊。

(2)現(xiàn)場(chǎng)施工隊(duì)值班隊(duì)長(zhǎng)分工不明確導(dǎo)致責(zé)任劃分不明，且責(zé)任心不強(qiáng)。

(3)員工責(zé)任心不強(qiáng)，未按照測(cè)量放線(xiàn)施工;裝藥量不符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求;鉆孔定位時(shí)不扶氣腿，導(dǎo)致炮孔外插角過(guò)大，爆破后超挖。

(4)鉆孔沒(méi)有隨圍巖條件變化而改變。

(5)起爆順序、拒爆導(dǎo)致局部超挖。

(6)掌子面作業(yè)環(huán)境潮濕、風(fēng)筒由于開(kāi)挖距離過(guò)大而造成風(fēng)的損耗率大掌子面空氣質(zhì)量差且噪聲過(guò)大導(dǎo)致員工無(wú)法專(zhuān)心作業(yè)，想提前下班，導(dǎo)致作業(yè)質(zhì)量差，影響爆破效果。

(7)施工技術(shù)交底不清楚，未詳細(xì)到放線(xiàn)定孔位、鉆孔、爆破設(shè)計(jì)情況。

經(jīng)過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，本工程產(chǎn)生超挖現(xiàn)象的主要原因是掌子面噪聲大、濕度大、空氣質(zhì)量不高，作業(yè)人員無(wú)法專(zhuān)業(yè)工作;照搬爆破圖表;未嚴(yán)格采用光面爆破;作業(yè)人員基礎(chǔ)知識(shí)差;責(zé)任心差;作業(yè)人員分工不明確。

4 如何控制隧道超挖現(xiàn)象

4.1 做好開(kāi)挖斷面以及開(kāi)挖輪廓線(xiàn)的確定

開(kāi)挖斷面由分部土木總工程師或主管施工的技術(shù)人員確定并進(jìn)行交底，其他人員不得擅自更改。如確實(shí)需要調(diào)整時(shí)，應(yīng)經(jīng)總工程師或工程部長(zhǎng)同意后，方可進(jìn)行調(diào)整。擅自更改開(kāi)挖斷面者(包括不按測(cè)量組所畫(huà)輪廓線(xiàn)施作者)，將對(duì)其罰款1 000.00元/次，如造成大超等質(zhì)量事故，將追究其責(zé)任。開(kāi)挖輪廓線(xiàn)的確定，其構(gòu)成尺寸為隧道凈空+二襯厚度+初期支護(hù)厚度+預(yù)留變形量，在此基礎(chǔ)上我們還應(yīng)該根據(jù)圍巖情況，現(xiàn)場(chǎng)爆破效果，開(kāi)挖班的交流信息，測(cè)量人員及時(shí)的進(jìn)行著開(kāi)挖尺寸的變動(dòng)，以便更好地控制超挖。由于斷面為多圓心多曲線(xiàn)斷面，我們畫(huà)弧方法采取五寸臺(tái)法，為了更加便于開(kāi)挖班工作，斷面變曲線(xiàn)位置我們加密為25 cm一個(gè)開(kāi)挖點(diǎn)。在爆破施工之前，應(yīng)該將周邊孔的位置測(cè)定出來(lái)，根據(jù)周邊孔的位置來(lái)對(duì)輪廓線(xiàn)進(jìn)行確定和放樣，并在開(kāi)挖掌子面外，找準(zhǔn)隧道中線(xiàn)，用水平儀定出該斷面處高程，以確定周邊孔的第一炮孔，從第一炮孔用垂球吊至地面，確定一橫坐標(biāo)點(diǎn)，并定出縱坐標(biāo)點(diǎn)(即拱部輪廓線(xiàn)周邊孔位置)，利用紅漆將確定出來(lái)的縱坐標(biāo)標(biāo)出來(lái)。之后，為了保證測(cè)量工作的準(zhǔn)確性和有效性，必須要對(duì)其進(jìn)行抽查，在抽查的結(jié)果都符合要求的情況下，才能夠判斷其測(cè)量是準(zhǔn)確的，這樣才能夠保證炮孔的位置的準(zhǔn)確。

4.2 提高鉆孔技術(shù)水平

在鉆孔施工中，對(duì)超挖情況的影響主要有以下幾個(gè)方面。一是開(kāi)口位置;二是鉆孔深度;三是周邊炮孔的外插角，三者分別使用e、L以及θ表示。它們之間的關(guān)系可以運(yùn)用公式(1)進(jìn)行表示。

從公式(1)上可以看出，超挖梁會(huì)隨著鉆孔深度以及周邊炮孔外插角度的增大而增大。鉆孔深度以及周邊炮孔外插角度的具體取值需要根據(jù)鉆孔施工人員的技能水平以及鉆孔中所采取的鉆機(jī)的性能進(jìn)行確定。因而，要向?qū)︺@孔深度以及周邊炮孔外插角度進(jìn)行有效的控制，不僅要提高鉆機(jī)的性能，還需要加強(qiáng)對(duì)鉆孔施工人員的專(zhuān)業(yè)技能的培養(yǎng)。在上述公式中，可以看出，開(kāi)口位置時(shí)一個(gè)獨(dú)立的參數(shù)，只有其變成負(fù)數(shù)時(shí)，超挖量才會(huì)隨著它減小。也就說(shuō)說(shuō)，可以使得開(kāi)口位置變成負(fù)數(shù)，那么就可以有效的額控制超挖的情況。

4.3 合理確定眼距，提高裝藥質(zhì)量和炮孔口堵塞質(zhì)量

對(duì)于需要采用爆破開(kāi)挖的，根據(jù)巖石的級(jí)別、軟硬等情況，軟巖控制在0.33～0.50 m，眼距允許偏差為5 cm，眼底不應(yīng)超開(kāi)挖斷面輪廓線(xiàn)10 cm。

裝藥前先用竹片、導(dǎo)爆管或電雷管按設(shè)計(jì)裝藥量和間隔距離綁扎成藥串，將周邊孔的裝藥量呈線(xiàn)形分布。炮孔裝藥后，必須認(rèn)真堵塞炮泥，堅(jiān)持?jǐn)嗝鏅z測(cè)及信息反饋。在開(kāi)挖放炮后，必須要及時(shí)的對(duì)爆破的情況進(jìn)行全面的了解，這樣才能夠?yàn)橄乱浑A段的施工提供有效的參考和解決措施。

4.4 監(jiān)測(cè)掌子面圍巖的變化情況

掌子面圍巖的變化情況，對(duì)超挖的影響也相當(dāng)重要，這就需要技術(shù)人員能力和工作，經(jīng)常去第一現(xiàn)場(chǎng)查看圍巖情況與鉆爆人員經(jīng)常交流，了解巖層的變化情況，并且及時(shí)的查閱超前地質(zhì)預(yù)報(bào)結(jié)果，自己組員也根據(jù)圍巖情況每5 m做一次地質(zhì)素描，以便及時(shí)的掌握圍巖變化情況制定出新的開(kāi)挖方案。

4.5 強(qiáng)化施工組織管理

在隧道施工中，為了保證工程施工質(zhì)量，必須加強(qiáng)施工組織管理，可以建立一個(gè)質(zhì)量管理體系，對(duì)隧道施工過(guò)程進(jìn)行全面的管理和監(jiān)督，加強(qiáng)施工人員的培訓(xùn)，并且加強(qiáng)對(duì)施工過(guò)程的檢查，并且對(duì)施工過(guò)程以及施工方法進(jìn)行嚴(yán)格的控制，將超挖量控制在合理的范圍內(nèi)。本隧道施工存在著圍巖類(lèi)型變化大，且不同巖性頻繁交替出現(xiàn)的現(xiàn)象。隧道內(nèi)地質(zhì)條件復(fù)雜多變是客觀(guān)存在的，施工中應(yīng)加強(qiáng)地質(zhì)超前預(yù)報(bào)，準(zhǔn)確探明前方圍巖類(lèi)型，隨圍巖條件變化及時(shí)調(diào)整鉆爆參數(shù)。通過(guò)采用合理的施工方法和施工工藝，并輔以先進(jìn)的精密儀器，來(lái)達(dá)到控制隧道超挖的目的。

4.6 召開(kāi)質(zhì)量技術(shù)會(huì)議

召開(kāi)質(zhì)量技術(shù)會(huì)議，對(duì)所有施工人員進(jìn)行技術(shù)業(yè)務(wù)方面的培訓(xùn)，學(xué)習(xí)隧道施工規(guī)范對(duì)洞身開(kāi)挖的要求，學(xué)習(xí)外插角θ、開(kāi)口位置e和鉆孔深度L，超挖高度h的關(guān)系。改變工人寧超勿欠的傳統(tǒng)觀(guān)念，努力提高鉆爆人員的操作水平和責(zé)任心。

4.7 超挖時(shí)的處理

初噴混凝土后，盡快安設(shè)鋼筋網(wǎng)，在鋼筋網(wǎng)上吊裝模板進(jìn)行模噴或用部分混凝土澆注，超挖內(nèi)部無(wú)法填實(shí)的部位，預(yù)先預(yù)埋壓漿管，待澆筑的混凝土達(dá)到強(qiáng)度后，從外向內(nèi)壓漿。欠挖時(shí)的處理，重新鉆孔放炮，以確保開(kāi)挖的輪廓線(xiàn)達(dá)到設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，保證襯砌斷面的厚度和不侵入限界。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在隧道開(kāi)挖施工中，影響隧道產(chǎn)生超挖現(xiàn)象的因素是比較多的。必須嚴(yán)格抓住這些影響因素進(jìn)行控制，精心組織，科學(xué)施工，確保隧道創(chuàng)優(yōu)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。并且在施工過(guò)程中根據(jù)施工圖紙和規(guī)范要求，采取相應(yīng)的量測(cè)方法，建立復(fù)核制度，保證隧道中線(xiàn)、高程、開(kāi)挖斷面的幾何尺寸符合設(shè)計(jì)要求，避免超欠挖。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)、指導(dǎo)施工，從而有效的控制超挖現(xiàn)象的產(chǎn)生。

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