硬巖質隧道超欠挖對造價的影響及控制超欠挖的技術措施

車正偉

（貴州省交通建設工程造價管理站，貴州 貴陽 550003）

0 引言

我國地域遼闊各地自然條件差異很大，公路隧道所穿越山體的工程地質及水文地質條件復雜多變，涉及到地質、設計、施工、運營、維修管理等方面。隨著隧道的飛速建設和社會的進步，隧道施工中的問題也日益突出。人們對勞動環境改善、勞動強度降低、生活水平提高，收入增加的要求越來越強烈，用戶對產品的質量要求也越來越高，由此對隧道工程的施工技術問題提出了新的要求。

1 硬巖質隧道超欠挖技術對造價的影響

在隧道施工時常出現一些質量問題，超欠挖的危害有很多。以下為一些常見的質量問題：在臺階開挖時，擴挖下半斷面時開挖面控制較差，中部常出現超挖較多，而墻腳則出現欠挖較嚴重。采用臺階或分部開挖時，下半斷面擴挖的縱囊簸離過大，接長的鋼架拱腳沒有支撐在穩定基巖上，拱腳懸空，暴露時間過長，造成拱頂下沉量過大，甚至出現塌方。而在超挖嚴重的區域使用擋板、雜物，則容易造成初期支護與圍巖脫離，形成空洞，這些都是超欠挖帶來的嚴重質量問題。

從造價控制的角度分析超挖與欠挖對工程的影響，超挖對隧道造價產生的影響要遠遠超過欠挖。雖然欠挖的影響比超挖小，但同樣不容忽視。通常隧道施工采用了補炮鉆孔的方法處理欠挖的情況，因為施工單位考慮到采用輔助設施會花費更多的人力、物力。但實際情況卻恰恰相反，很多施工單位在采用補炮鉆孔通常會爆下超過欠挖量幾倍的巖石，這樣導致人工和材料產生過度消耗，造價成本的提高。每延米隧道超挖計量如表1所示。

表1 每延米隧道超挖計量表

由表1可知：開挖量對工程造價產生的影響很大，在徑向超挖值很小的情況下，都會產生很大的土方量。在投標階段如果預算沒有考慮到超挖量的影響，這就會給施工企業帶來很大的利潤風險。所以造價技術人員應當在編制工程投標預算時，應充分利用國家各個部門的范圍標準，并且在標價投標中給予充分的考慮。

2 隧道超欠挖的因素與處理措施

根據筆者的工作經驗，發現隧道在鉆爆法施工中，影響超欠挖的因素可歸納為以下幾點：測量放線、鉆孔精度、爆破技術、地質條件變化等等。目前，爆破設計主要是采用經驗類比法，并結合現場試驗。在開挖過程中，隨著圍巖節理裂隙的變化，鉆孔位置和角度、周邊孔的參數等也應進行相應的調整。根據不同的地質情況選擇開挖方法：圍巖地質條件是客觀存在的，是確定爆破參數的主要依據。在選擇一個合適的快挖施工方法時，要根據工程的實際情況，并結合地質條件變化，選擇最經濟、最理想的設計和施工方案，甚至要綜合多種方案，因而這也是一個受多種因素影響的動態的擇優過程。隧道常見主要開挖方法對比分析如表2所示。

表2 隧道常見主要開挖方法對比分析

在掘進過程中圍巖情況是不斷變化的，在每茬炮后應由地質工程師鑒定工作面圍巖的變化。每茬炮爆破后，應認真分析這一茬炮的爆破效果，并結合圍巖的變化情況，對一茬炮的爆破設計做出相應的參數調整，情況分為以下三種：

a）炮孔周圍可見爆破裂隙，有較大超挖，這說明藥量偏高；

b）爆破后光爆孔出現凹面，說明抗線太小或者光爆層過厚；

c）爆破后出現破碎圈，說明炸藥線分布過于集中或耦合系數選擇不當。

3 案例分析

本工程為橫穿X湖底下連接XX路和XX路的明挖淺埋式隧道，道路全長1.25km，為城市I級主干道，計算行車速度50km/h。其中主線隧道長879m，立交匝道道路長1938m，匝道隧道長474m。主要建設內容包括隧道工程、道路工程、排水工程、征地拆遷及附屬照明工程、綠化工程、交通設施工程等。工程中K1+22.1工作面圍巖整體性較好，為弱風化的大理巖，下部有少量地下水滲出，為II級圍巖。施工單位進行開挖爆破后效果為：殘孔率達70%、孔底殘留100cm左右。究其原因，主要是由于巖石較完整，掏槽部分巖體未完全爆出，拱頂出現超挖現象。

實施“新奧法”技術是減少超欠挖的有效措施，“新奧法”的基本原則“控制爆破、及時支護、監控量測”均與隧道超欠挖的控制有著直接的關系，其中的“控制爆破”更是隧道超欠挖控制的要點。根據地質條件，在下一循環HD12+135．5處的爆破設計中做出調整：在兩排掏槽孔中間再增加一排掏槽孔，加大拱頂周邊孔的間距，在底部增加一排輔助孔，炮孔布置如圖1所示。HD12+135．5處調整后爆破效果為：孔痕率達到83%、孔底殘留5~9cm，鉆孔深度2．8m，實際進尺2.5m，爆破效果較好。可見經過認真分析上一循環的爆破效果，并結合圍巖的變化情況，及時修正鉆爆設計參數，能夠在下一循環中達到良好的爆破效果。

圖1 隧道開挖炮孔布置簡圖

在施工過程中要完全消除超欠挖是不可能的，所以需采用不同技術措施進行保障。強化現場施工管理和組織，重視開挖質量良好的施工管理和組織，對減少超欠挖具有十分現實的意義。在隧道超欠挖施工控制中，應當建立一個比較完善、系統的質量保證體系。隧道工程施工需按照“抓住重點、攻克難點、快速掘、均衡生產、技術創新、確保工期”的原則組織施工，對作業全過程及相關因素實行嚴格科學的管理。采用先進的科技成果和施工方法，促使隧道施工水平再上新臺階。組建測量監控小組，對施工各個階段進行監測，做到信息及時反饋，確保施工的安全和施工質量。現場施工管理和組織，應堅持以下基本原則：必須嚴格控制鉆孔精度，重點是控制周邊孔的外插角、開孔偏差以及炮眼在斷面分布的均勻性；在滿足技術經濟要求的情況下，應優先考慮采用操作簡單且精度高、有良好性能的鉆孔機械、測量放線儀器、斷面檢測儀器以及爆破器材等；必須采用控制爆破（光面爆破、預裂爆破等），通過工程類比和現場試驗，優化爆破參數設計；嚴格控制重要爆破作業質量，特別是要控制裝藥量，并保證正確的起爆順序；應嚴格控制斷面的測量放線精度，特別是避免隨意放大或縮小斷面的現象；必須做到及時檢測和及時反饋；必須強化施工組織管理，推行作業標準化，并經常加強作業人員文化和責任心的教育和約束等。

4 結語

鉆爆法隧道施工超欠挖雖然是不可避免的，但是可以控制在一定的水平之內。從隧道施工總體上考慮，針對其中存在的問題加以簡要的分析與探討，提出了處理常見問題的一些方法。控制超欠挖技術研究中，首先應改變“寧超勿欠”的傳統觀點，樹立“少超少欠”的觀點。采用合理的爆破方法，將因超欠挖造成的工程成本增加控制在一定的水平之內。

[1]王焱，歐陽天烽，譚緒凱.特大斷面隧道爆破開挖方法對比分析研究[J].西部交通科技，2010，（4）：50-53.

[2]辜建軍.超大斷面隧道開挖方法[J].科技風，2010， （5）： 265-266.

[3]楊超.公路隧道二襯砼開裂的施工因素分析及對策研究 [J].四川理工學院學報：自然科學版，2010， （3）： 20-31.

[4]張文元.隧道施工中的問題探析[J].科技資訊，2010， （3）： 21-33.

[5]劉寶巨.隧道施工中的機械設備配套技術[J].科技創新導報， 2010， （4）： 60-70.