隧道超欠挖原因分析及控制措施

楊柳+耿占勇+唐海軍

摘要： 在鉆爆法掘進(jìn)隧道時，嚴(yán)重的超欠挖將影響隧道的施工成本和長期安全穩(wěn)定，然而，鉆爆法掘進(jìn)隧道的超欠挖又是不可避免的，但是通過采取一些措施，可以將超欠挖值控制在一個較小的水平。本文在分析和總結(jié)超欠挖產(chǎn)生的原因及其危害的基礎(chǔ)上，結(jié)合蘭州南繞城高速公路建設(shè)項(xiàng)目實(shí)際，就如何加強(qiáng)隧道超欠挖控制，減少混凝土超方進(jìn)行了深刻的原因分析且提出了具體對策，以便指導(dǎo)現(xiàn)場施工。

Abstract： In the drilling and blasting excavation of tunnels， serious overbreak will affect the construction cost of the tunnel and the long-term safety and stability. However， it is inevitable on the drilling and blasting excavation of tunnel overbreak， but the overbreak value is controled at a smaller level by taking some measures. The author has analyzed and summarized in the dig over the cause and harms， and made a deep super concrete reason analysis on how to strengthen the tunnel overbreak control and reduce the party by combing Lanzhou south highway construction project， and put forward countermeasures to guide the construction site.

關(guān)鍵詞： 隧道；超欠挖；控制措施

Key words： tunnel；over and under excavation；control measures

中圖分類號：U45 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）32-0170-02

0 引言

在隧道開挖施工過程中，隧道超欠挖現(xiàn)象不可避免，這不僅造成了人力、機(jī)械、財力的巨大消耗，而且還降低了圍巖穩(wěn)定性、降低了工程質(zhì)量，延誤了工程進(jìn)度。有的甚至影響人身安全，超挖部分回填大量混凝土，影響工程的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益[1]。

因此，嚴(yán)格控制隧道超欠挖是隧道工程施工質(zhì)量控制及成本控制的重點(diǎn)。

1 隧道超欠挖原因分析

公路隧道超欠挖是以隧道輪廓線為依據(jù)，超過開挖輪廓線為超挖部分，侵入開挖輪廓線為欠挖部分，隧道超挖不僅造成棄渣方量增多，增加機(jī)械燃料費(fèi)用，而且增加了襯砌混凝土方量，導(dǎo)致施工成本增加，而且會導(dǎo)致山體圍巖應(yīng)力集中，影響圍巖穩(wěn)定性，為以后施工及隧道運(yùn)行留下安全隱患[2]。隧道欠挖會導(dǎo)致二襯厚度不足，不滿足設(shè)計(jì)要求，以后整改時會造成巨大人力、財力、物力的浪費(fèi)。故在隧道施工過程中我們要加強(qiáng)隧道超欠挖控制，減少隧道超挖，杜絕隧道欠挖。

1.1 爆破方法及爆破參數(shù)選擇不合理

目前，我國光面爆破及預(yù)裂爆破技術(shù)雖日趨成熟[3]，但由于每個隧道圍巖狀況都不一樣，故在爆破參數(shù)選擇上要根據(jù)實(shí)際情況選擇合理的爆破參數(shù)。施工人員不按設(shè)計(jì)的裝藥結(jié)構(gòu)裝藥，錯誤地認(rèn)為只要加大藥量就可以提高炮眼利用率，就能得到較好的爆破效果，從而產(chǎn)生超挖。為了使超挖得到有效控制又盲目地減少裝藥量，從而又導(dǎo)致了欠挖。爆破網(wǎng)路連接不規(guī)范，使得爆破未能按設(shè)計(jì)的次序起爆，導(dǎo)致局部欠挖。在隧道爆破過程中爆破能量越大，超挖產(chǎn)生的可能性越大，快速、高強(qiáng)度、高密度的爆破方式都能導(dǎo)致巖體的破壞，高強(qiáng)度系數(shù)導(dǎo)致超挖，低強(qiáng)度系數(shù)導(dǎo)致欠挖。

1.2 隧道輪廓線放樣不準(zhǔn)確

測量技術(shù)人員對開挖輪廓線及爆破點(diǎn)位置、間距放樣的準(zhǔn)確性決定了爆破效果，測量技術(shù)人員責(zé)任心不強(qiáng)，每次測量未進(jìn)行復(fù)核，換手測量，不能夠根據(jù)地質(zhì)情況選擇合適的炮眼間距及炮眼深度。測量技術(shù)人員對開挖輪廓線及爆破點(diǎn)位置、間距放樣的準(zhǔn)確性決定了爆破效果。

1.3 施工管理存在漏洞

施工人員質(zhì)量意識較差，對隧道超欠挖未能高度重視。項(xiàng)目部管理疏漏，未對全線施工進(jìn)行科學(xué)管理，對實(shí)際施工中超欠挖檢查力度不足，對檢查有問題的部分未能及時整改。

2 隧道超欠挖具體控制措施

成貴鐵路1分部隧道共3座，全長4.7公里，項(xiàng)目質(zhì)量及成本控制的重點(diǎn)也是隧道工程，在隧道施工中嚴(yán)格控制隧道超欠挖，對混凝土超方控制進(jìn)行了有效控制。

本項(xiàng)目隧道混凝土超方部位主要是初支超挖混凝土超方及仰拱超挖混凝土超方，分部測量班在加強(qiáng)隧道超欠挖控制，減少隧道混凝土超方控制時主要以初支及仰拱控制為主。

2.1 選擇合理爆破方法及參數(shù)

為了有效控制隧道超欠挖，本項(xiàng)目根據(jù)每個隧道的圍巖情況進(jìn)行了不同的開挖方法，根據(jù)圍巖變化情況隨時調(diào)整爆破參數(shù)。興隆坪隧道為硬質(zhì)巖層，巖體較完整，開挖時選擇光面爆破，且對周邊眼間距、炮孔深度、炮孔直徑進(jìn)行了反復(fù)爆破實(shí)驗(yàn)總結(jié)。

2.2 加強(qiáng)作業(yè)人員技術(shù)培訓(xùn)

測量控制是超欠挖機(jī)的基礎(chǔ)，提高測量技術(shù)是控制隧道超欠挖主要措施之一。每月定期舉行測量人員及爆破技術(shù)人員技術(shù)培訓(xùn)及經(jīng)驗(yàn)交流活動，提高自身業(yè)務(wù)水平。對新上崗的爆破人員進(jìn)行崗前培訓(xùn)，并組織熟練鉆工及爆破人員進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)交流，通過崗前培訓(xùn)使司鉆人員均熟練掌握炮孔深度、角度、間距等技術(shù)，提高工人的技術(shù)水平，培養(yǎng)一批高水平的操作人員，且充分調(diào)動工人工作熱情和責(zé)任心。當(dāng)隧道巖層發(fā)生變化時邀請相關(guān)專家及技術(shù)人員對爆破參數(shù)進(jìn)行討論修正。endprint

本項(xiàng)目測量人員加強(qiáng)對隧道超欠挖檢測，對超欠較大部位進(jìn)行原因分析，查明原因，對癥下藥，使隧道超欠能有效可控。

2.3 強(qiáng)化施工管理

良好的施工管理和組織，對減少超欠挖有著十分重要的意義。隧道超欠挖問題不僅是技術(shù)問題，還是施工管理問題，只有建立一套嚴(yán)格的施工管理制度，才能保證技術(shù)的順利實(shí)施。本項(xiàng)目在實(shí)際施工中采用雙控制，一是施工隊(duì)要高度重視隧道超欠挖的重要性，在每月工程計(jì)價時，隧道混凝土超方量和計(jì)價款掛鉤，若混凝土超方方量超過預(yù)計(jì)目標(biāo)則對施工隊(duì)進(jìn)行嚴(yán)厲處罰，若超欠挖能有效控制則加大對施工隊(duì)獎勵力度，這種管理制度的實(shí)行加強(qiáng)了施工隊(duì)伍的自控意識，有效地杜絕了隧道超欠挖。二是項(xiàng)目部測量隊(duì)加大檢查力度，定時對開挖輪廓線及炮眼進(jìn)行檢查，對開挖輪廓斷面進(jìn)行掃描，及時發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。建立質(zhì)量責(zé)任制，實(shí)行質(zhì)量獎懲制度，并以預(yù)先制訂的各項(xiàng)作業(yè)方法和作業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)則，經(jīng)常檢查各項(xiàng)作業(yè)質(zhì)量。建立及時準(zhǔn)確的信息反饋系統(tǒng)，保證超欠挖的信息及時反饋給現(xiàn)場施工人員，以便及時調(diào)整施工方法和施工步驟，將超欠挖值控制在規(guī)范范圍之內(nèi)。

3 加強(qiáng)混凝土超方控制

隧道超欠挖控制的重要目的之一就是要減少混凝土超方，為工程項(xiàng)目施工減少成本支出。

3.1 選擇合理的預(yù)留變形量

隧道預(yù)留變形量選擇要充分了解已經(jīng)施工完成初期支護(hù)段的圍巖情況，特別是需要注意圍巖變形情況，詳細(xì)測量，方便以后施工中預(yù)留變形量的控制。施工中加強(qiáng)監(jiān)控量測，根據(jù)實(shí)際監(jiān)測數(shù)據(jù)確定合理的預(yù)留變形量，預(yù)留變形量的選擇要反復(fù)論證，既要滿足工程施工經(jīng)濟(jì)合理的要求，又要確保施工安全。

本項(xiàng)目黃陵坡隧道地下水中等發(fā)育，洞身多處淺埋巖層層理產(chǎn)狀較平緩，節(jié)理裂隙發(fā)育，隧道開挖后拱頂圍堰穩(wěn)定性差。經(jīng)過對前期初支沉降觀測統(tǒng)計(jì)，拱頂沉降較大、而收斂值卻很小。最后在測量過程中把斷面圖進(jìn)行了調(diào)整。拱頂以下2m范圍內(nèi)預(yù)留變形量為15cm，而拱腰以下預(yù)留變形量為10cm，在施工過程中，項(xiàng)目根據(jù)巖層變化情況，及時對預(yù)留變形量進(jìn)行修正。在滿足施工質(zhì)量的前提下盡量使預(yù)留變形量最小，為項(xiàng)目節(jié)約成本支出。

3.2 加強(qiáng)考核制度

定期對隧道混凝土超方進(jìn)行考核，查明超方原因，明確超方部位，明確工作責(zé)任，加大懲罰力度對癥下藥，避免同樣錯誤再次出現(xiàn)。

4 結(jié)束語

隧道開挖中的超欠問題及隧道混凝土超方問題是一個較為普遍的問題，它對隧道施工進(jìn)度和成本、安全有不容忽視的影響，加強(qiáng)超欠挖的研究和預(yù)防是一個亟待解決的問題，這對提高工程質(zhì)量、加快施工進(jìn)度、保證施工安全、節(jié)省施工成本有直接關(guān)系。施工中結(jié)合地質(zhì)條件的前提下，通過提高測量技術(shù)、加強(qiáng)施工管理和組織等措施可以有效減少超欠挖的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]張運(yùn)良，曹偉，等.水平層狀巖體隧道超欠挖控制爆破技術(shù)[J].鐵道科學(xué)與工程學(xué)報，2010（5）.

[2]劉冬.隧道超欠挖成因及其控制技術(shù)[J].地下空間與工程學(xué)報，2007（12）.

[3]李小龍.公路隧道爆破掘進(jìn)超欠挖的原因分析及施工對策[J].資源環(huán)境與工程，2011（2）.endprint